鲁科选修光的干涉

鲁科选修光的干涉课件PPT第1页，共29页。三、波的干涉(interference)两列波相遇后，在振动着的水面上，出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开。第2页，共29页。一、光的干涉及其产生条件回顾，机械波的干涉：第3页，共29页。光能否发生干涉呢？×再探索！第4页，共29页。杨氏双缝干涉实验第5页，共29页。一、光的干涉现象---杨氏干涉实验单缝双缝红滤色片S1SS2屏幕装置特点：

1、单孔的作用：是获得点光源

2、双孔的作用：相当于两个振动情况完全相同的光源，双孔的作用是获得相干光源光的干涉条件：相干光源：频率相同振动方向相同相位差恒定第6页，共29页。第7页，共29页。复习：（1）两列波在波峰和波峰相遇或波谷与波谷相遇时振幅变大，说明此点为振动加强点。（2）两列波在波峰和波谷相遇时振幅变小，说明此点为振动减弱点。

二、运用光的波动理论进行分析（3）对光发生干涉时若光互相加强，出现亮条纹若光互相削弱，出现暗条纹

第8页，共29页。一、光的干涉现象---杨氏干涉实验二、运用光的波动理论进行分析三、干涉条纹的间距与哪些因素有关四、波长和频率双缝干涉第9页，共29页。红滤色片单缝双缝S1SS2屏幕第10页，共29页。S1S2PPδ=0中央亮纹

由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同，又经过相同的路程到达P点，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波谷，另一条传来的也一定是波谷，确信在P点激起的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A＝A1+A2为最大，P点总是振动加强的地方，故应出现亮纹，这一条亮纹叫中央亮纹。双缝S1S2屏幕第11页，共29页。P1

第一亮纹双缝S1S2屏幕S1S2P1

取P点上方的点P1，从S1S2发出的光到P1点的光程差就不同，若这个光程差正好等于波长的整数倍，比如δ=S1－S2=λ，出现第一条亮纹。λλδ=λ第12页，共29页。P2

第二亮纹双缝S1S2屏幕

屏上P1点的上方还可以找到δ=S1－S2＝2λ的P2点出现第二条亮纹。

2λ第13页，共29页。P3

第三亮纹双缝S1S2屏幕

屏上P1点的上方还可以找到δ=S1－S2＝4λ的P2点，δ=S1－S2＝5λ的P3点……等处的第四条、第五条……亮纹；在中央明纹P的下方可找到δ=S1－S2＝λ的P1/点，δ=S1－S2＝2λ的P2/点，δ=S1－S2＝3λ的P3/点等处与中央明纹为对称的第一、第二、第三…，第n条亮纹。3λ第14页，共29页。双缝S1S2屏幕P1第一亮纹δ=λP

中央亮纹δ=0P2第二亮纹δ=2λP3/

第三亮纹δ=3λP3第三亮纹δ=3λP3/

第二亮纹δ=2λP3/

第一亮纹δ=λ第15页，共29页。Q1

第一暗纹双缝S1S2屏幕S1S2P1

取P点上方的点Q1，与两个狭缝S1、S2路程差δ=S1－S2＝λ/2，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的就是波谷，其中一条光传来的是波谷，另一条传来的一定是波峰，Q1点激起的振动总是波峰与波谷相遇，振幅最小，Q1点总是振动减弱的地方，故应出现暗纹。λ/2λ/2P

中央亮纹第16页，共29页。Q2

第二暗纹双缝S1S2屏幕

屏上Q1点的上方还可以找到δ=S1－S2＝3λ/2的Q2点出现第二条暗纹。同样可以找到第三条暗纹Q3……，在中央明纹下方也可以找到对称的Q1/、Q2/、Q3/……等暗纹。3λ/2Q1

第一暗纹P

中央亮纹第17页，共29页。双缝S1S2屏幕P1第一亮纹δ=λP

中央亮纹δ=0P2第二亮纹δ=2λP3/

第三亮纹δ=3λP3第三亮纹δ=3λP3/

第二亮纹δ=2λP3/

第一亮纹δ=λQ2第二暗纹Q

1

第一暗纹Q3第三暗纹Q3/

第三暗纹Q2/

第二暗纹Q1/

第一暗纹δ=5λ/2δ=λ/2δ=3λ/2δ=5λ/2δ=3λ/2δ=λ/2第18页，共29页。（1）空间的某点距离光源S1和S2的路程差为0、1λ、2λ、3λ、等波长的整数倍（半波长的奇数倍）时，该点为振动加强点。

（2）空间的某点距离光源S1和S2的路程差为λ/2、3λ/2、5λ/2、等半波长的奇数倍时，该点为振动减弱点。总结规律光程差δ=kλ（k=0，1，2，等）光程差δ=（2k-1)λ/2(k=1,2,3,等）亮纹暗纹第19页，共29页。表达式：亮纹：光程差δ=kλ（k=0，1，2，等）暗纹：光程差δ=（2k-1)λ/2(k=1,2,3,等）结论：第20页，共29页。双缝S1S2屏幕三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?1、什么是干涉条纹的间距?△x△x★条纹间距的含义：亮纹或暗纹之间的距离总是相等的，亮纹和亮纹之间的距离或暗纹和暗纹之间的距离叫做条纹间距。★我们所说的亮纹是指最亮的地方，暗纹是最暗的地方，从最亮到最暗有一个过渡，条纹间距实际上是最亮和最亮或最暗和最暗之间的距离。第21页，共29页。双缝S1S2屏幕三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?Ld

重做干涉实验，并定性寻找规律．①d、λ不变，只改变屏与缝之间的距离L——L越大，条纹间距越大．②L、λ不变，只改变双缝距离d——d越小，条纹间距越大．2、干涉条纹的间距与哪些因素有关?第22页，共29页。三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?③L、d不变，用不同的单色光进行实验——

红光的条纹间距最大，紫光的最小。

第23页，共29页。3、亮（暗）纹间距的公式推导(△x=λ）第24页，共29页。

在狭缝间的距离、狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，条纹间的距离是不同的。红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小。1、红光的波长最长，紫光的波长最短。

四、波长和频率

△x=λ红光的波长最长，紫光的波长最短。第25页，共29页。

波长和频率的乘积等于波速，不同色的光在真空中的传播速度相同。所以：波长越长频率越小，波长越短频率越大。2、波长越长频率越小，波长越短频率越大。四、波长和频率

3、光的颜色由频率决定

第26页，共29页。光的

颜色波长λ(μm)频率f

(1014Hz)光的

颜色波长λ(μm)频率f

(1014Hz)红0.77～0.623.9～4.8绿0.58～0.495.2～6.1橙0.62～0.64.8～5.0蓝－靛0.49～0.456.1～6.7黄0.6～0.585.0～5.2紫0.45～0.406.7～7.54、各色光在真空中的波长和频率的范围见下表：第27页，共29页。白光的干涉