光的干涉-精選課件

1、是誰讓我們的世界如此美麗 光知識(shí)回顧幾何光學(xué)1.引入光線2.光的直線傳播3.光的折射4.光的反射、全反射5.光的色散 從現(xiàn)在開始，從光的本質(zhì)去研究-物理光學(xué) 一、光的干涉問題：光到底是什么？討論： 實(shí)驗(yàn)：托馬斯楊在實(shí)驗(yàn)室觀察到了光的雙縫干涉一、光的干涉現(xiàn)象-楊氏干涉實(shí)驗(yàn)1、裝置特點(diǎn)： （1）雙縫很近 0.1mm， （2）雙縫S1、S2與單縫S的距離相等單縫雙縫紅濾色片S1SS2屏幕2、要用單色光 單縫的作用：是獲得點(diǎn)光源 雙縫的作用：相當(dāng)于兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的光源，雙孔的作用是獲得相干光源 3、干涉圖樣的特點(diǎn)：（1）形成明暗相間的條紋 （2）亮紋間等距、暗紋間等距（3）兩縫S1、S2中垂線與

2、屏幕相交位置是亮條紋-中央亮紋提出問題：（1）為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的圖象？ （2）怎樣用波動(dòng)理論進(jìn)行解釋？復(fù)習(xí)：（1）兩列波在波峰和波峰相遇或波谷與波谷相遇時(shí)振幅變大，說明此點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) 。 （2）兩列波在波峰和波谷相遇時(shí)振幅變小，說明此點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)。 二、運(yùn)用光的波動(dòng)理論進(jìn)行分析（3）對(duì)光發(fā)生干涉時(shí) 若光互相加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋 若光互相削弱，出現(xiàn)暗條紋 紅濾色片單縫雙縫S1SS2屏幕S1S2PP=0中央亮紋 由于從S1S2發(fā)出的光是振動(dòng)情況完全相同，又經(jīng)過相同的路程到達(dá)P點(diǎn)，其中一條光傳來的是波峰，另一條傳來的也一定是波峰，其中一條光傳來的是波谷，另一條傳來的也一定是波谷，確信在P點(diǎn)激起的振動(dòng)

3、總是波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇，振幅AA1+A2為最大，P點(diǎn)總是振動(dòng)加強(qiáng)的地方，故應(yīng)出現(xiàn)亮紋，這一條亮紋叫中央亮紋。雙縫S1S2屏幕P1 第一亮紋雙縫S1S2屏幕S1S2P1 取P點(diǎn)上方的點(diǎn)P1，從S1S2發(fā)出的光到P1點(diǎn)的光程差就不同，若這個(gè)光程差正好等于波長的整數(shù)倍，比如= S1S2=，出現(xiàn)第一條亮紋。 =P2 第二亮紋雙縫S1S2屏幕 屏上P1點(diǎn)的上方還可以找到= S1S22的P2點(diǎn)出現(xiàn)第二條亮紋。 2P3 第三亮紋雙縫S1S2屏幕 屏上P1點(diǎn)的上方還可以找到= S1S24的P2點(diǎn)，= S1S25的P3點(diǎn)等處的第四條、第五條亮紋；在中央明紋P的下方可找到= S1S2的P1/點(diǎn)，= S

4、1S22的P2/點(diǎn)，= S1S23的P3/點(diǎn)等處與中央明紋為對(duì)稱的第一、第二、第三，第n條亮紋。3雙縫S1S2屏幕P1 第一亮紋 =P 中央亮紋 =0P2 第二亮紋 =2P3 / 第三亮紋 =3P3 第三亮紋 =3P3 / 第二亮紋 =2P3 / 第一亮紋 =Q1 第一暗紋雙縫S1S2屏幕S1S2P1 取P點(diǎn)上方的點(diǎn)Q1，與兩個(gè)狹縫S1、S2路程差= S1S2/2，其中一條光傳來的是波峰，另一條傳來的就是波谷，其中一條光傳來的是波谷，另一條傳來的一定是波峰，Q1點(diǎn)激起的振動(dòng)總是波峰與波谷相遇，振幅最小，Q1點(diǎn)總是振動(dòng)減弱的地方，故應(yīng)出現(xiàn)暗紋。/2/2P 中央亮紋Q2 第二暗紋雙縫S1S2屏幕

5、屏上Q1點(diǎn)的上方還可以找到= S1S23/2的Q2點(diǎn)出現(xiàn)第二條暗紋。同樣可以找到第三條暗紋Q3，在中央明紋下方也可以找到對(duì)稱的Q1/、Q2/、Q3/等暗紋。 3/2Q1 第一暗紋P 中央亮紋雙縫S1S2屏幕P1 第一亮紋 =P 中央亮紋 =0P2 第二亮紋 =2P3 / 第三亮紋 =3P3 第三亮紋 =3P3 / 第二亮紋 =2P3 / 第一亮紋 =Q2 第二暗紋Q 1 第一暗紋Q3 第三暗紋Q3 / 第三暗紋Q2 / 第二暗紋Q1 / 第一暗紋=5/2=/2=3/2=5/2=3/2=/2（1）空間的某點(diǎn)距離光源S1和S2的路程差為0、1 、2 、3 、等波長的整數(shù)倍（半波長的奇數(shù)倍）時(shí)，該點(diǎn)

6、為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。 （2）空間的某點(diǎn)距離光源S1和S2的路程差為 /2、3 /2、5/2、等半波長的奇數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)?？偨Y(jié)規(guī)律光程差 =k（ k=0，1，2，等）光程差 =（2k-1)/2 (k=1,2,3,等）亮紋暗紋表達(dá)式： 亮紋：光程差 =k（ k=0，1，2，等） 暗紋：光程差 =（2k-1)/2 (k=1,2,3,等）結(jié)論：雙縫S1S2屏幕三、干涉條紋的間距與哪些因素有關(guān)?1、什么是干涉條紋的間距?xx條紋間距的含義：亮紋或暗紋之間的距離總是相等的，亮紋和亮紋之間的距離或暗紋和暗紋之間的距離叫做條紋間距。 我們所說的亮紋是指最亮的地方，暗紋是最暗的地方，從最亮到最暗有一個(gè)過渡，

7、條紋間距實(shí)際上是最亮和最亮或最暗和最暗之間的距離。 雙縫S1S2屏幕三、干涉條紋的間距與哪些因素有關(guān)?Ld 重做干涉實(shí)驗(yàn)，并定性尋找規(guī)律 d、不變，只改變屏與縫之間的距離LL越大，條紋間距越大 L、不變，只改變雙縫距離dd越小，條紋間距越大2、干涉條紋的間距與哪些因素有關(guān)?三、干涉條紋的間距與哪些因素有關(guān)? L、d不變，用不同的單色光進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 紅光的條紋間距最大，紫光的最小。 3 、亮（暗）紋間距的公式推導(dǎo)(x= ） 在狹縫間的距離、狹縫與屏的距離都不變的條件下，用不同顏色的光做實(shí)驗(yàn)，條紋間的距離是不同的。紅光的條紋間距最大，紫光的條紋間距最小。 1 、紅光的波長最長，紫光的波長最短。 四、波

8、長和頻率 x= 紅光的波長最長，紫光的波長最短。 波長和頻率的乘積等于波速，不同色的光在真空中的傳播速度相同。所以： 波長越長頻率越小，波長越短頻率越大。2、波長越長頻率越小，波長越短頻率越大。四、波長和頻率 3、光的顏色由頻率決定 光的顏色波長(m)頻率 f(1014Hz)光的顏色波長(m)頻率 f(1014Hz)紅0.770.623.94.8綠0.580.495.26.1橙0.620.64.85.0藍(lán)靛0.490.456.16.7黃0.60.585.05.2紫0.450.406.77.54、各色光在真空中的波長和頻率的范圍見下表： 一束紅光從空氣進(jìn)入玻璃，f、v、如何變化？ 白光的干涉圖樣是什么樣？ 明暗相間的彩色條紋； 中