光的干涉-精选课件.ppt

1、知识回顾知识回顾几何光学几何光学1.引入光线2.光的直线传播3.光的折射4.光的反射、全反射5.光的色散 从现在开始，从光的本质去研究-物理光学 一、光的干涉问题：光到底是什么？讨论：实验：托马斯杨在实验室观察到了杨在实验室观察到了光的双缝干涉光的双缝干涉一、光的干涉现象、光的干涉现象-杨氏干涉实验杨氏干涉实验1、装置特点：（1）双缝很近 0.1mm，（2）双缝S1、S2与单缝S的距离相等单缝双缝红滤色片S1SS2屏幕2 2、要用单色光要用单色光 单缝的作用：单缝的作用：是是获得点光源获得点光源 双缝的作用：双缝的作用：相相当于两个振动情况完当于两个振动情况完全相同的光源，双孔全相同的光源，双

2、孔的作用是获得相干光的作用是获得相干光源源 3、干涉图样的特点：（1）形成明暗相间的条纹 （2）亮纹间等距、暗纹间等距（3）两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹-中央亮纹提出问题：（1）为什么会出现这样的图象？（2）怎样用波动理论进行解释？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 红滤色片单缝 双缝S1SS2屏幕S1S2PP=0中央亮纹 由于从S1S2发出的

3、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AA1+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=S1S2=，出现第一条亮纹。=P2 第二亮纹双缝S1S2屏幕 屏上P1点的上方还可以找到=S1S22的P2点出现第二条亮纹。2P3 第三亮纹双缝S1S

4、2屏幕 屏上P1点的上方还可以找到=S1S24的P2点，=S1S25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=S1S2的P1/点，=S1S22的P2/点，=S1S23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。3双缝S1S2屏幕P1 第一亮纹 =P 中央亮纹 =0P2 第二亮纹 =2P3/第三亮纹 =3P3 第三亮纹 =3P3/第二亮纹 =2P3/第一亮纹 =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=S1S2/2，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，Q

5、1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。/2/2P 中央亮纹Q2 第二暗纹双缝S1S2屏幕 屏上Q1点的上方还可以找到=S1S23/2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。3/2Q1 第一暗纹P 中央亮纹双缝S1S2屏幕P1 第一亮纹 =P 中央亮纹 =0P2 第二亮纹 =2P3/第三亮纹 =3P3 第三亮纹 =3P3/第二亮纹 =2P3/第一亮纹 =Q2 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=5/2=/2=3/2=5/2=3/2=/

6、2（1）空间的某点距离光源S1和S2的路程差为0、1、2、3、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/2、3/2、5/2、等半波长的奇数倍时，该点为振动减弱点。总结规律总结规律光程差 =k（k=0，1，2，等），等）光程差 =（2k-1)/2 (k=1,2,3,等）等）亮纹暗纹暗纹表达式表达式：亮纹：光程差 =k（k=0，1，2，等），等）暗纹：光程差 =（2k-1)/2 (k=1,2,3,等）等）结论结论：双缝S1S2屏幕三、干涉条纹的间距与哪些因素有关三、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?xx条纹间距的含义：

7、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。双缝S1S2屏幕三、干涉条纹的间距与哪些因素有关三、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 d、不变，只改变屏与缝之间的距离LL越大，条纹间距越大 L、不变，只改变双缝距离dd越小，条纹间距越大2、干涉条纹的间距与哪些因素有关?三、干涉条纹的间距与哪些因素有关三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?L、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。3

8、、亮（暗）纹间距的公式、亮（暗）纹间距的公式推导推导(x=）dL 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。、红光的波长最长，紫光的波长最短。四、波长和频率四、波长和频率 x=dL红光的波长最长，紫光的波长最短。红光的波长最长，紫光的波长最短。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。、波长越长频率越小，波长越短频率越大。四、波长和频率四、波长和频率 3、光的颜色由频率决定

9、、光的颜色由频率决定 光的颜色波长(m)频率 f(1014Hz)光的颜色波长(m)频率 f(1014Hz)红0.770.623.94.8绿0.580.495.26.1橙0.620.64.85.0蓝靛0.490.456.16.7黄0.60.585.05.2紫0.450.406.77.54、各色光在真空中的波长和频率的范围见下表：、各色光在真空中的波长和频率的范围见下表：一束红光从空气进入玻璃，一束红光从空气进入玻璃，f、v、如何变化？如何变化？白光的干涉图样是什么样？白光的干涉图样是什么样？明暗相间的彩色条纹；中央为白色亮条纹；干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；在每条彩色亮纹中红光总是在外缘，紫光在内线。【学生实验】观察白炽灯光的干涉。一、光的干涉现象一、光的干涉现象-杨氏干涉实验杨氏干涉实验二、运用光的波动理论进行分析二、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三、干涉条纹的间距与哪些因素有关四、波长和频率四、波长和频率