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1、光 现象光 是什么 17世纪的两种学说v牛顿的微粒说惠更斯的惠更斯的波动说波动说 假如你认为光是波，准备通过哪些物理现象来证明呢？复习机械波的干涉复习机械波的干涉波的叠加原理：波的叠加原理：在几列波传播的重叠区域内，质点在几列波传播的重叠区域内，质点要要同时同时参与几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波参与几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的单独存在时在该处引起的振动位移的矢量和。矢量和。若两个振子以相同的频率，相同振动方向振动，产生两若两个振子以相同的频率，相同振动方向振动，产生两列相同的波，那在重叠区域内会发生什么现象呢？列相同的波，那在重叠区域内会发
2、生什么现象呢？现象：现象：在水在水平面上出现平面上出现了一条条从了一条条从两个波源中两个波源中间伸展出的间伸展出的相对平静和相对平静和振动较强的振动较强的区域，这两区域，这两个区域分布个区域分布固定而且相固定而且相互隔开。互隔开。波的干涉波的干涉1、定义定义：频率频率相同相同的两列波叠加，使介的两列波叠加，使介质中某些区域的质点质中某些区域的质点振动振动始终加强始终加强，另一，另一些区域的质点些区域的质点始终减始终减弱弱，并且这两种区域，并且这两种区域互相间隔、位置保持互相间隔、位置保持不变，这种不变，这种稳定的叠稳定的叠加现象加现象叫做叫做波的干涉波的干涉。波的干涉所形成的波的干涉所形成的图
3、样叫图样叫干涉图样干涉图样。2、干涉的解释、干涉的解释S1S22022/12/26新课 光的干涉光的干涉1、实验、实验一、光的双缝干涉一、光的双缝干涉光屏上出现明暗相间的条纹光屏上出现明暗相间的条纹（1）实验现象）实验现象（2）、分析明暗条纹出现的位置）、分析明暗条纹出现的位置某点同时参与某点同时参与两列波的振动，两列波的振动，若两列波在该若两列波在该点的振动步调点的振动步调总是一致，则总是一致，则为亮条纹。为亮条纹。若两列波在该若两列波在该点的振动步调点的振动步调总是反相，则总是反相，则为暗条纹。为暗条纹。2、实验结论、实验结论（1）屏幕上某处出现明暗条纹的条件）屏幕上某处出现明暗条纹的条件
4、 a、亮条纹的条件：屏上某点亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝到两条缝S1和和S2的路程差正好的路程差正好是波长是波长的整数倍或半波长的偶数倍的整数倍或半波长的偶数倍.即：即：|PS1-PS2|=k (k=0，1，2，3)当当k=0时，时，PS1=PS2，此处的亮条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹，此处的亮条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹.b、暗条纹的条件：屏上某点暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝到两条缝S1和和S2的路程差正好的路程差正好是半波长的奇数倍是半波长的奇数倍.即：即：|PS1-PS2|=(2k+1)/2 (k=0，1，2，3)（2）光的干涉条件：）光的干涉条件：两列光的频率两列光的频率f相同
5、。相同。相干光：能发生干涉的两束光叫相干光相干光：能发生干涉的两束光叫相干光用用分光法分光法获得相干光获得相干光-杨氏双缝实验杨氏双缝实验 1801年，英国的物理年，英国的物理学家托马斯学家托马斯杨就做了杨就做了这个实验。这个实验。十十九九世纪世纪初初并没有激光，并没有激光，他是怎样获得相干光源他是怎样获得相干光源的呢？的呢？托马斯.杨的实验设计思想 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是人类第一次是人类第一次在实验室里完成的光的干涉实验；在实验室里完成的光的干涉实验；直接证明了光是一种波。直接证明了光是一种波。（3）干涉图像的特点：）干涉图像的特点：v单色光单色光的干涉图像是的干涉图像是-中央亮
6、条纹，两边中央亮条纹，两边对称且等间距分布明暗相间的条纹，在不很对称且等间距分布明暗相间的条纹，在不很大的范围内亮度较均匀。大的范围内亮度较均匀。红光红光蓝光蓝光条纹间距：条纹间距：相邻两条亮（暗）条纹中心的间距。相邻两条亮（暗）条纹中心的间距。实验装置相同的条件下，比实验装置相同的条件下，比较红光和蓝光的条纹间距较红光和蓝光的条纹间距是各个单色光的干涉图像是各个单色光的干涉图像的叠加，其的叠加，其特点特点-中央是中央是白色亮条纹，两侧彩色条白色亮条纹，两侧彩色条纹，从内往外：紫纹，从内往外：紫-红。红。白光的双缝干涉：白光的双缝干涉：中央白色亮条纹中央白色亮条纹（4）光的干涉现象证明了光是一
7、种波）光的干涉现象证明了光是一种波例例2在杨氏双缝干涉实验中，如果所用单色在杨氏双缝干涉实验中，如果所用单色光波长为光波长为0.40m，屏上，屏上P点与双缝的距离差点与双缝的距离差是是1.80m，则，则P点处是点处是_条纹；若还条纹；若还用同一装置，而换成波长为用同一装置，而换成波长为0.60m单色光，单色光，则则P点处是点处是_条纹。条纹。（填（填明明、暗暗）亮亮暗暗例例3 在利用双缝装置观察单色光的干涉现象时，在利用双缝装置观察单色光的干涉现象时，下列说法正确的是下列说法正确的是（）A对于同一实验装置，红光产生的干涉条纹对于同一实验装置，红光产生的干涉条纹间距比紫光产生的条纹间距小间距比紫
8、光产生的条纹间距小B在其它条件不变条件下，增加双缝间距离，在其它条件不变条件下，增加双缝间距离，干涉条纹变宽干涉条纹变宽C在其它条件不变条件下，增加双缝到屏的在其它条件不变条件下，增加双缝到屏的距离，干涉条纹变宽距离，干涉条纹变宽D由于不同颜色光的波长不同，位于中央的由于不同颜色光的波长不同，位于中央的条纹可能是明条纹，也可能是暗条纹条纹可能是明条纹，也可能是暗条纹 C 练习练习1、用红光做双缝干涉实验，在屏上观察用红光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹。在其他条件不变的情况下，改用到干涉条纹。在其他条件不变的情况下，改用紫光做实验，则干涉条纹间距将变紫光做实验，则干涉条纹间距将变_，如果改
9、用白光做实验，在屏上将出现如果改用白光做实验，在屏上将出现_条纹（除中央亮纹）。条纹（除中央亮纹）。彩色彩色小小练习练习练习练习2、双缝干涉实验中用白光做光源，在屏双缝干涉实验中用白光做光源，在屏上观察到彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝上观察到彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光片，这时（片，这时（）A、在屏上出现红色干涉条纹、在屏上出现红色干涉条纹B、在屏上出现绿色干涉条纹、在屏上出现绿色干涉条纹C、在屏上出现红、绿相间的干涉条纹、在屏上出现红、绿相间的干涉条纹D、在屏上无干涉条纹、在屏上无干涉条纹D练习练习练习练习3、双缝
10、干涉实验中，如果在光屏上的双缝干涉实验中，如果在光屏上的P处处是条亮纹，那么光波从双缝是条亮纹，那么光波从双缝 S1、S2 到到P点的路点的路程差程差 r2-r1 必定是（必定是（）A、波长的整数倍、波长的整数倍B、半波长的整数倍、半波长的整数倍C、波长的奇数倍、波长的奇数倍D、半波长的奇数倍、半波长的奇数倍A练习练习练习练习4、从两只手电筒射出的光，当它们在某从两只手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为()A、手电筒射出的光不是单色光、手电筒射出的光不是单色光B、干涉图样太细看不清楚、干涉图样太细看不清楚C、周围环境的光太强、周
11、围环境的光太强D、这两束光为非相干光源、这两束光为非相干光源用两个红灯照射白墙，在墙上会看到（用两个红灯照射白墙，在墙上会看到（）A 明暗相间的条纹明暗相间的条纹 B 彩色条纹彩色条纹C 一片红光一片红光 D 晃动的条纹晃动的条纹DC练习练习练习练习5、关于杨氏双缝干涉实验，下列说法错关于杨氏双缝干涉实验，下列说法错误的是（误的是（）A、该实验说明光具有波动性、该实验说明光具有波动性B、凡波峰与波谷相遇处出现暗条纹、凡波峰与波谷相遇处出现暗条纹C、凡波峰与波谷相遇处出现亮条纹、凡波峰与波谷相遇处出现亮条纹D、同一实验条件下，干涉条纹的间距与光波、同一实验条件下，干涉条纹的间距与光波的波长成正比
12、的波长成正比C练习练习练习练习6、在双缝间的距离以及挡板和屏的距离一在双缝间的距离以及挡板和屏的距离一定的情况下，用红光和用蓝光做双缝干涉实验，定的情况下，用红光和用蓝光做双缝干涉实验，关于在屏上获得的干涉图样，下列说法正确的关于在屏上获得的干涉图样，下列说法正确的是（是（）A、用红光做实验时产生的相邻两亮条纹的间、用红光做实验时产生的相邻两亮条纹的间距比用蓝光时大距比用蓝光时大B、用红光做实验时产生的相邻两亮条纹的间、用红光做实验时产生的相邻两亮条纹的间距比用蓝光时小距比用蓝光时小C、用红光做实验时产生的相邻两亮条纹的间、用红光做实验时产生的相邻两亮条纹的间距比用蓝光时大或小的情况都可能发生
13、距比用蓝光时大或小的情况都可能发生D、由于条件不足，所以不能判断产生的相邻、由于条件不足，所以不能判断产生的相邻两亮纹的间距的大小关系两亮纹的间距的大小关系A【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】观察：观察：水面上的油膜水面上的油膜 肥皂泡肥皂泡二、薄膜干涉二、薄膜干涉【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】彩色彩色肥皂泡肥皂泡【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】昆虫的彩色翅膀昆虫的彩色翅膀某些镀膜金属某些镀膜金属表面呈彩色表面呈彩色【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】1、点燃酒精灯，在酒精灯火焰里洒一些、点燃酒精灯，在酒精灯火焰里洒一些食盐食盐。2、将金属环在肥皂液中浸一下，制成肥
14、皂薄膜。、将金属环在肥皂液中浸一下，制成肥皂薄膜。3、在火焰的、在火焰的同侧观察同侧观察火焰的火焰的反射像反射像。现象：现象：a、像上出现、像上出现水平的水平的明明 暗相间暗相间的的黄色条纹；黄色条纹；b、随着时间的推移，、随着时间的推移，条纹条纹间距越来越大间距越来越大。实验：实验：观察黄光的薄膜干涉观察黄光的薄膜干涉【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】现象解释：现象解释：前表面前表面后表面后表面1 1、由于重力的作用，、由于重力的作用，肥皂薄膜将形成上薄下肥皂薄膜将形成上薄下厚的厚的楔形楔形。2 2、光从薄膜的前后两、光从薄膜的前后两个表面个表面反射反射出来两列光出来两列光波，这两列反
15、射光波的波，这两列反射光波的频率相同频率相同，发生干涉。，发生干涉。【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】3 3、光程差为波长的整、光程差为波长的整数倍，形成亮条纹。数倍，形成亮条纹。4 4、光程差为半波长的、光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。奇数倍，形成暗条纹。现象解释：现象解释：5 5 5 5、白光白光白光白光照射时，不同单照射时，不同单照射时，不同单照射时，不同单色光在不同位置相互色光在不同位置相互色光在不同位置相互色光在不同位置相互加强，加强，因此是因此是彩色条纹彩色条纹【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】光的干涉在技术上的应用光的干涉在技术上的应用11、检查物体表面的平整程度
16、、检查物体表面的平整程度、检查物体表面的平整程度、检查物体表面的平整程度【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】空气薄层空气薄层标准样板标准样板标准样板标准样板被检测平面被检测平面被检测平面被检测平面光在空气层的上光在空气层的上光在空气层的上光在空气层的上下表面发生反射，下表面发生反射，下表面发生反射，下表面发生反射，这这这这两束反射光两束反射光两束反射光两束反射光发发发发生干涉生干涉生干涉生干涉.如果被检测表面是平整的，将如果被检测表面是平整的，将如果被检测表面是平整的，将如果被检测表面是平整的，将看到看到看到看到与底线平行与底线平行与底线平行与底线平行的干涉条纹的干涉条纹的干涉条纹的干涉条
17、纹.原因：原因：原因：原因：厚度相等的地方，光程厚度相等的地方，光程厚度相等的地方，光程厚度相等的地方，光程差一样、干涉情况一样，即某差一样、干涉情况一样，即某差一样、干涉情况一样，即某差一样、干涉情况一样，即某一厚度光叠加加强，该厚度全一厚度光叠加加强，该厚度全一厚度光叠加加强，该厚度全一厚度光叠加加强，该厚度全部加强，为亮纹；若叠加减弱，部加强，为亮纹；若叠加减弱，部加强，为亮纹；若叠加减弱，部加强，为亮纹；若叠加减弱，则为暗纹。则为暗纹。则为暗纹。则为暗纹。【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】劈尖干涉劈尖干涉【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】例例1 下列现象中，属于光的干涉的是
18、下列现象中，属于光的干涉的是（）A雨过天晴，天空中形成的彩虹雨过天晴，天空中形成的彩虹B阳光下，肥皂泡呈现彩色阳光下，肥皂泡呈现彩色C一截插入水中的筷子，看上去变弯了一截插入水中的筷子，看上去变弯了D下雨后，在停过汽车的沥青路面上，油下雨后，在停过汽车的沥青路面上，油膜常出现彩色膜常出现彩色 BD【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】例例2、关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生干涉现关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生干涉现象，下列说法中正确的是象，下列说法中正确的是()A干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两表干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果面反射，形成的两列光波叠加的
19、结果B若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀的的厚度是均匀的C用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射时间距小黄光照射时间距小D薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的AC【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】例例3、如图所示，是用干涉法检查某厚玻璃的上如图所示，是用干涉法检查某厚玻璃的上表面是否平整的装置，所用单色光做光源，检表面是否平整的装置，所用单色光做光源，检查中所观察到的干涉条纹是由下列两个表面反查中所观察到的干涉条纹是由下列两个表面反射的光线叠加而成的（射的光线叠加而成的
20、（）A.a 的上表面和的上表面和 b 的下表面的下表面B.a 的上表面和的上表面和 b 的上表面的上表面C.a 的下表面和的下表面和 b 的上表面的上表面D.a 的下表面和的下表面和 b 的下表面的下表面C【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】例例例例4 4 4 4、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1 1 1 1所示。所示。所示。所示。从上往下看到的干涉条纹如图从上往下看到的干涉条纹如图从上往下看到的干涉条纹如图从上往下看到的干涉条纹如图2 2 2 2所示。干涉条纹有如下所示。干涉条纹有如
21、下所示。干涉条纹有如下所示。干涉条纹有如下特点：特点：特点：特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；膜厚度相等；膜厚度相等；膜厚度相等；任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图膜厚度差恒定。现若在图膜厚度差恒定。现若在图膜厚度差恒定。现若在图1 1 1 1装置中抽去一张纸片，则当装置中抽去一张纸片，则当装置中抽去一张纸片，则当装置中抽去一张纸片，则当光垂直入
22、射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将（的干涉条纹将（的干涉条纹将（的干涉条纹将（）A.A.A.A.变疏变疏变疏变疏 B.B.B.B.变密变密变密变密 C.C.C.C.不变不变不变不变 D.D.D.D.消失消失消失消失图图图图1 1 1 1图图图图2 2 2 2A【精品课件，教学帮手精品课件，教学帮手】练习练习练习练习、如图所示，用单色光做双缝干涉实验，如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P处为第二亮条纹，改用频率较高的单色光重处为第二亮条纹，改用频率较高的单色光重做实验做实验,其他条件不变时，则第二亮条纹的位其他条件不变时，则第二亮条纹的位置置 ()A 仍在仍在 P 处处B 在在 P 点的上方点的上方C 在在 P 点的下方点的下方D 将不存在亮条纹将不存在亮条纹C0 02 21 11 12 2P P