《物理 第五章 光的波动性 第1讲 光的干涉 教科版选修34.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理 第五章 光的波动性 第1讲 光的干涉 教科版选修34.ppt（20页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第1讲光的干涉讲光的干涉目目标标定定位位1.知知道道光光的的干干涉涉现现象象，知知道道光光是是一一种种波波.2.理理解解相相干干光光源源和和产产生生干干涉涉现现象象的的条条件件.3.理理解解明明暗暗条条纹纹的的成成因因及及出出现现明明暗暗条条纹纹的的条条件件.4.理理解解薄薄膜膜干干涉涉的的成成因因，知知道道薄薄膜膜干干涉涉的的现象和应用现象和应用一、双缝干涉一、双缝干涉11801年年，英英国国物物理理学学家家托托马马斯斯杨杨在在实实验验室室里里成成功功地地观观察察到了光的干涉到了光的干涉2双双缝缝干干涉涉：红红色色激激光光束束垂垂直直射射到到两两条条狭狭缝缝上上，在在它它的的后后面面的的屏
2、屏幕幕上上看看到到了了_的的条条纹纹，且且条条纹纹间间距距相相等等，这这表明两束光在叠加区域内发生了干涉表明两束光在叠加区域内发生了干涉明暗相间明暗相间 偶数倍偶数倍 整数倍整数倍 频率频率 二、薄膜干涉二、薄膜干涉1原原理理：以以肥肥皂皂膜膜为为例例，单单色色光光平平行行入入射射到到肥肥皂皂泡泡液液薄薄膜膜上上，由由液液膜膜前前后后两两个个表表面面反反射射回回来来的的两两列列光光是是相相干干光光，它它们们相相互互叠叠加加产产生生干干涉涉，肥肥皂皂泡泡上上就就出出现现了了_的的条条纹纹或或区域区域2应用：应用：检查平面的平整程度检查平面的平整程度.明暗相间明暗相间 1实验装置示意图实验装置示意
3、图实验装置如图实验装置如图1所示，有光源、单缝、双缝和光屏所示，有光源、单缝、双缝和光屏一、双缝干涉实验一、双缝干涉实验(1)单单缝缝的的作作用用：获获得得一一个个线线光光源源，使使光光源源有有唯唯一一的的频频率率和和振动情况也可用激光直接照射双缝振动情况也可用激光直接照射双缝(2)双双缝缝的的作作用用：这这样样一一束束光光被被分分成成两两束束频频率率相相同同和和振振动动情情况完全一致的相干光况完全一致的相干光2产产生生干干涉涉的的条条件件：两两列列光光的的频频率率相相同同、相相位位相相同同、振振动动方方向向相相同同本本实实验验中中是是靠靠“一一分分为为二二”的的方方法法获获得得两两个个相相干
4、干光源的光源的3干涉图样干涉图样(1)若若用用单单色色光光作作光光源源，则则干干涉涉条条纹纹是是等等间间距距的的明明暗暗相相间间的的条纹条纹(2)若若用用白白光光作作光光源源，则则干干涉涉条条纹纹是是彩彩色色条条纹纹，且且中中间间条条纹纹是白色的是白色的4实验结论：实验结论：证明光是一种波证明光是一种波【例例1】在在双双缝缝干干涉涉实实验验中中，以以白白光光为为光光源源，在在屏屏幕幕上上观观察察到到了了彩彩色色干干涉涉条条纹纹，若若在在双双缝缝中中的的一一缝缝前前放放一一红红色色滤滤光光片片(只只能能透透过过红红光光)，另另一一缝缝前前放放一一绿绿色色滤滤光光片片(只只能能透透过过绿绿光光)，
5、已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时，已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时()A只只有有红红色色和和绿绿色色的的双双缝缝干干涉涉条条纹纹，其其他他颜颜色色的的双双缝缝干干涉条纹消失涉条纹消失B红红色色和和绿绿色色的的双双缝缝干干涉涉条条纹纹消消失失，其其他他颜颜色色的的干干涉涉条条纹纹依然存在依然存在C任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D屏上无任何光亮屏上无任何光亮解解析析两两列列光光波波发发生生干干涉涉的的条条件件之之一一是是频频率率相相等等，利利用用双双缝缝将将一一束束光光分分成成能能够够发发生生叠叠加加的的两两束束光光，在在光
6、光屏屏上上形形成成干干涉涉条条纹纹，但但分分别别用用绿绿色色滤滤光光片片和和红红色色滤滤光光片片挡挡住住两两条条缝缝后后，红红光光和和绿绿光光频频率率不不等等，不不能能发发生生干干涉涉，因因此此屏屏上上不不会会出出现现干干涉涉条条纹纹，但但仍仍有光亮有光亮答案答案C借借题题发发挥挥明明确确两两列列光光波波发发生生干干涉涉的的条条件件，知知道道不不同同色色光光的的频频率不同，是对此类问题作出正确判断的关键率不同，是对此类问题作出正确判断的关键.二、双缝干涉图样中出现亮、暗条纹的条件二、双缝干涉图样中出现亮、暗条纹的条件【例例2】如如图图2所所示示是是双双缝缝干干涉涉实实验验装装置置，使使用用波波
7、长长为为600 nm的的橙橙色色光光源源照照射射单单缝缝S，在在光光屏屏中中央央P处处观观察察到到亮亮条条纹纹，在在位位于于P点点上上方方的的P1点点出出现现第第一一条条亮亮条条纹纹中中心心(即即P1到到S1、S2的的路路程程差差为为一一个个波波长长)，现现换换用用波波长长为为400 nm的的紫紫光光源源照照射射单缝，则单缝，则()AP和和P1处仍为亮条纹处仍为亮条纹BP处为亮条纹，处为亮条纹，P1处为暗条纹处为暗条纹CP处为暗条纹，处为暗条纹，P1处为亮条纹处为亮条纹DP、P1处均为暗条纹处均为暗条纹解解析析从从单单缝缝S射射出出的的光光波波被被S1、S2两两缝缝分分成成两两束束相相干干光光
8、，由由题题意意知知屏屏中中央央P点点到到S1、S2距距离离相相等等，即即分分别别由由S1、S2射射出出的的光光到到P点点的的路路程程差差为为零零，因因此此中中心心是是亮亮条条纹纹，因因而而，无无论论入入射射光光是是什什么么颜颜色色的的光光，波波长长多多大大，P点点都都是是中中央央亮亮条条纹纹而而分分别别由由S1、S2射射出出的的光光到到P1点点的的路路程程差差刚刚好好是是橙橙光光的的一一个个波波长长，即即|P1S1P1S2|600 nm橙橙，则则两两列列光光波波到到达达P1点点振振动动情情况况完完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹答案答案B借借题题发发
9、挥挥判判断断屏屏上上某某点点为为亮亮条条纹纹还还是是暗暗条条纹纹，要要看看该该点点到到两两个个光光源源(双双缝缝)的的路路程程差差与与半半波波长长的的比比值值，要要记记住住路路程程差差等等于于半半波波长长偶偶数数倍倍处处出出现现亮亮条条纹纹，等等于于半半波波长长奇奇数数倍倍处处出出现现暗暗条条纹纹，还要注意这一结论成立的条件是：两个光源情况完全相同还要注意这一结论成立的条件是：两个光源情况完全相同针针对对训训练练如如图图3所所示示，用用频频率率为为f的的单单色色光光(激激光光)垂垂直直照照射射双双缝缝，在在光光屏屏的的P点点出出现现第第3条条暗暗条条纹纹，已已知知光光速速为为c，则则P到到双缝
10、双缝S1、S2的距离之差的距离之差|r1r2|应为应为()1现现象象：光光照照到到薄薄膜膜上上，从从膜膜的的前前表表面面和和后后表表面面反反射射回回来来的的光光再再次次相相遇遇而而产产生生的的干干涉涉现现象象两两反反射射光光的的路路程程差差等等于于膜膜厚度的厚度的2倍倍2图图样样：以以光光照照射射肥肥皂皂泡泡为为例例，如如果果是是单单色色光光照照射射肥肥皂皂泡泡，肥肥皂皂泡泡上上就就会会出出现现明明暗暗相相间间的的条条纹纹或或区区域域；如如果果是是白白光光照照射射肥肥皂皂泡泡，液液膜膜上上就就会会出出现现彩彩色色条条纹纹，且且每每一一条条纹纹呈呈水水平平分布分布3应应用用：用用干干涉涉法法检检
11、查查平平面面的的平平整整程程度度；光光学学镜镜头头上上的的增增透透膜膜三、对薄膜干涉的理解三、对薄膜干涉的理解【例例3】关于薄膜干涉，下列说法中正确的是关于薄膜干涉，下列说法中正确的是()A只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象B只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象C厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹D观观察察肥肥皂皂液液膜膜的的干干涉涉现现象象时时，观观察察者者应应和和光光源源在在液液膜膜的同一侧的同一侧解解析析当当光光从从薄薄膜膜的的一一侧侧照照射射到到薄薄膜膜上上时时，只只要要前前后后两两个个面面反反射射回回来来的的光光波波的的路路程程差差满满足足振振动动加加强强的的条条件件，就就会会出出现现明明条条纹纹，满满足足振振动动减减弱弱的的条条件件就就会会出出现现暗暗条条纹纹这这种种情情况况在在薄薄膜膜厚厚度度不不均均匀匀时时才才会会出出现现；当当薄薄膜膜厚厚度度均均匀匀时时，不不会会出出现现干干涉涉条条纹纹，但但也也发发生生干干涉涉现现象象观观察察肥肥皂皂液液膜膜的的干干涉涉现现象象时时，观观察察者者应应和和光光源在液膜的同一侧源在液膜的同一侧答案答案D