物理：13.2《光的干涉》

1、1、两列机械波（如声波、水波）发、两列机械波（如声波、水波）发生干涉的条件是什么？生干涉的条件是什么？复习回顾：复习回顾：2、如何获得两列相干的机械波？、如何获得两列相干的机械波？（以水波为例以水波为例）3、两列波干涉，振动最强的点和振、两列波干涉，振动最强的点和振动最弱的点条件是什么？动最弱的点条件是什么？(步调相同步调相同)210,1,2,rrkk，21210,1,2,2rrkk，光到底是什么？1717世纪明确形成世纪明确形成了两大对立学说了两大对立学说牛牛顿顿惠惠更更斯斯微粒说微粒说波动说波动说1919世纪初证明了世纪初证明了波动说的正确性波动说的正确性由于波动说没有由于波动说没有数学基

2、础以及牛数学基础以及牛顿的威望使得微顿的威望使得微粒说一直占上风粒说一直占上风爱因斯坦在爱因斯坦在2020世纪世纪初提出了光子说初提出了光子说麦克斯韦麦克斯韦电磁说电磁说光的波粒二象性光的波粒二象性光的干涉18011801年，托马斯年，托马斯杨在实验室里成功的观察到了光的干涉杨在实验室里成功的观察到了光的干涉对双缝干涉实验规律的理解对双缝干涉实验规律的理解1双缝干涉的示意图双缝干涉的示意图 2单缝屏的作用：单缝屏的作用：获得一个线光源，获得一个线光源，有唯一的频率和有唯一的频率和振动情况振动情况3双缝屏的作用双缝屏的作用:平行光照射到单缝平行光照射到单缝S上上后，又照到双缝后，又照到双缝S1、

3、S2上，这样一束光上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光致的相干光 特别提醒：特别提醒：(1)双缝干涉的条件是必须有相干双缝干涉的条件是必须有相干光源，且双缝间间距必须很小；光源，且双缝间间距必须很小； (2)由于不同光源发出的光频率一般不同，即由于不同光源发出的光频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相位差，故一般一定有相同的频率和恒定的相位差，故一般情况下不易观察到光的干涉现象，而杨氏双情况下不易观察到光的干涉现象，而杨氏双缝干涉实验采用将一束光缝干涉实验采用

4、将一束光“一分为二一分为二”的方的方法获得相干光源法获得相干光源S1S2S* 二、杨氏双缝二、杨氏双缝干涉干涉像屏像屏双缝双缝屏屏观察实验，观察实验，概括实验现概括实验现象，并说明象，并说明出现这种现出现这种现象的原因？象的原因？光的干涉过程光的干涉过程激光束激光束双缝双缝屏屏结论结论:光是一种波光是一种波S1S2单色激光束单色激光束屏屏中央亮条纹中央亮条纹明暗相间明暗相间等间距等间距双缝干涉图样双缝干涉图样图样有何特征？图样有何特征？S1S2亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线双缝双缝光屏上何处出现亮条纹？何处出现暗

5、条纹？光屏上何处出现亮条纹？何处出现暗条纹？小组讨论：小组讨论：S1S2P1SP1S2P1S1= S光程差光程差双缝干涉图样分析双缝干涉图样分析亮条纹亮条纹暗条纹暗条纹单色激光束单色激光束出现亮条纹和暗条纹的条件出现亮条纹和暗条纹的条件22ns212ns（ n=0，1，2，3）（ n=0，1，2，3）三、单色光的双缝干涉的实验现象：三、单色光的双缝干涉的实验现象：1、等宽度、等间距的明暗条纹。、等宽度、等间距的明暗条纹。2、波峰与波峰波峰与波峰、波谷与波谷波谷与波谷叠加叠加的区域振动最强，即出现的区域振动最强，即出现明条纹明条纹。波峰与波谷波峰与波谷叠加的区域振动最弱，叠加的区域振动最弱，即出

6、现即出现暗条纹暗条纹。210,1,2,rrkk，明条纹21210,1,2,2rrkk，暗条纹 观察不同单观察不同单色光的双缝干色光的双缝干涉条纹的情况，涉条纹的情况，说说你的思考？说说你的思考？四、薄膜干四、薄膜干涉涉 思考：思考：肥皂泡看起来常常是彩色的，雨后公路积肥皂泡看起来常常是彩色的，雨后公路积水上面漂浮的油膜，看起来也是彩色的。这些现水上面漂浮的油膜，看起来也是彩色的。这些现象是这样形成的？象是这样形成的？1 1）现象：）现象：水平水平明暗相间条纹明暗相间条纹）相干光的来源：相干光的来源：肥皂薄膜前肥皂薄膜前表面反射光波表面反射光波 与与后表面反射后表面反射 光波光波相互相互叠加产生

7、干涉叠加产生干涉在薄膜的厚度为在薄膜的厚度为d处，前后表面反射光处，前后表面反射光的光程差为的光程差为d，则，则2dk2212dk当时，出现暗条纹当时，出现暗条纹当时，出现亮条纹当时，出现亮条纹如果薄膜厚度均匀变化，用如果薄膜厚度均匀变化，用单色光照射条单色光照射条纹间距相等纹间距相等用用白光照射在同一厚度某一波长的光反射后白光照射在同一厚度某一波长的光反射后增强，另一波长的光反射后减弱，所以出现彩增强，另一波长的光反射后减弱，所以出现彩色条纹色条纹例例1、如图、如图4-4所示，竖直的肥皂液膜的横截面，所示，竖直的肥皂液膜的横截面，右侧受到一束平行光的照射，关于肥皂液膜产右侧受到一束平行光的照

8、射，关于肥皂液膜产生干涉条纹的说法正确的是生干涉条纹的说法正确的是()A.在右侧观察到的干涉条纹是由光线在肥皂液在右侧观察到的干涉条纹是由光线在肥皂液薄膜左右两个表面反射的两列波迭加生成的薄膜左右两个表面反射的两列波迭加生成的B.在左侧也能观察到类似的条纹在左侧也能观察到类似的条纹C.观察到的条纹可能是黑白相间的也可能是色观察到的条纹可能是黑白相间的也可能是色彩相间的彩相间的D.观察到的条纹可能是水平的也可能是竖直的观察到的条纹可能是水平的也可能是竖直的薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用a.a.干涉法检查平面干涉法检查平面 原理：在被检平面与透明样板间垫一个薄片，使其间原理：在被检平面与透明样板间垫

9、一个薄片，使其间形成一个楔形的空气薄层当用单色光从上面照射时，形成一个楔形的空气薄层当用单色光从上面照射时，入射光从空气层的上、下表面反射出两列光波，于是入射光从空气层的上、下表面反射出两列光波，于是从反射光中看到干涉条纹从反射光中看到干涉条纹b.b.增透膜增透膜 原理：原理：当当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的的时时，在薄膜的两个面上的反射光，光，在薄膜的两个面上的反射光，光程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到减小反射光，增大透射光的作用减小反射光，增大透射光的作用思考：思考：增透膜能否将所有反射光都抵消增透膜能否将所有反

10、射光都抵消 思考：思考：那么，怎样来确定增透膜的厚度？那么，怎样来确定增透膜的厚度？ 因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以增透膜的增透膜的厚度为绿光在厚度为绿光在增透膜中波长增透膜中波长的的1/4。以增大绿光的。以增大绿光的透射强度。透射强度。因为红光与紫光反射强度大，所以因为红光与紫光反射强度大，所以照相机的镜头照相机的镜头常呈淡紫色或蓝色常呈淡紫色或蓝色照相机和望远镜照相机和望远镜牛顿环干涉图样：中央疏干涉图样：中央疏边沿密的同心圆环边沿密的同心圆环（03全国）一束单色光从空气射入玻璃中，全国）一束单色光从空气射入玻璃中，则其则其 A频率不变，波长变长频

11、率不变，波长变长 B 频率变大，频率变大，彼长不变彼长不变C 频率不变，波长变短频率不变，波长变短 D 频率变小，频率变小，波长不变波长不变（0404全国春季）全国春季）对于单色光，玻璃的折射率比水大，则此光在玻璃中传播时（ ）A、其速度比在水中的大，其波长比在水中的长B、其速度比在水中的大，其波长比在水中的短C C、其速度比在水中的小，其波长比在水中的短D、其速度比在水中的小，其波长比在水中的长紫光由折射率为紫光由折射率为n n的棱镜进入空气，则下列的棱镜进入空气，则下列说法中正确的是说法中正确的是( )( )A.A.频率为原来的频率为原来的n n倍，波长为原来的倍，波长为原来的1/n1/nB.B.波长为原来的波长为原来的n n倍，波速为原来的倍，波速为原来的n n倍倍C.C.频率为原来的频率为原来的n n倍，波长为原来的倍，波长为原来的n n倍倍D.D.频率为原来的频率为原来的1/n1/n，波长为原来的，波长为原来的n n倍倍B一束白光从顶角为一束白光从顶角为的三棱镜的一侧，以较大的三棱镜的一侧，以较大的入射角射入棱镜后，经棱镜折射在光屏的入射角射入棱镜后，经棱镜折射在光屏P P上上可得到彩色光带，如图所示，当入射角逐渐可得到彩色光带，如图所示，当