光的干涉及應(yīng)用

1、光的干涉及應(yīng)用第1頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一彩虹攝于西藏阿里高原 第2頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一地上的油膜肥皂泡第3頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一第4頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一光是在空間傳播的某種波光是一種物質(zhì)微?；莞?6291669牛頓光的本質(zhì)是什么？你贊同誰的觀點？第5頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一 干涉現(xiàn)象是波獨有的特征，假設(shè)光真的是一種波，就必然會觀察到光的干涉現(xiàn)象機械波干涉條件是什么？頻率相同第6頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36

2、分，星期一1801年，英國物理學(xué)家托馬斯楊在實驗室里成功的觀察到了光的干涉托馬斯楊17731829如果要觀察到光的干涉現(xiàn)象需要什么條件？相同的兩個光源發(fā)出的光 這樣的光叫相干光束演示1演示2第7頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一單色光擋板屏雙縫干涉示意圖S1S2相當(dāng)于兩個完全相同的光源S1S2光的干涉1 實驗原理 一、楊氏雙縫干涉S第8頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一單色激光束擋板屏亮暗相間等距的條紋雙縫干涉示意圖你觀察到了什么？S1S2亮條紋的中心線亮條紋的中心線暗條紋的中心線暗條紋的中心線如果你是托馬斯楊，你該如何解釋光屏上出現(xiàn)的亮條紋（或暗條

3、紋）？討論：S第9頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一光的干涉1 實驗原理 2 雙縫干涉現(xiàn)象：明暗相間且等距的條紋 1）明暗相間的條紋； 2）相鄰的明條紋（或暗條紋）等距中央亮紋 一、楊氏雙縫干涉第10頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一S1S2P1SP1S2P1S1= S光程差相當(dāng)于完全相同的波源S1、S2雙縫干涉亮條紋暗條紋單色激光束相干光束第11頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一光的干涉1 實驗原理 2 雙縫干涉現(xiàn)象：明暗相間且等距的條紋 1）明暗相間的條紋； 2）相鄰的明條紋（或暗條紋）等距中央亮紋 3波動理論解釋1）當(dāng)Sk

4、（k=0,1,2）P1為加強點，該點則出現(xiàn)亮條紋2）當(dāng)S(2k1)/2（k=0,1,2） P1為減弱點，該點則出現(xiàn)暗條紋 一、楊氏雙縫干涉第12頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一探究：相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）的間距x與什么有關(guān)？亮條紋的中心線亮條紋的中心線第13頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一小結(jié)：雙縫的間距d越小，屏到擋板間的距離L越大，光的波長越大則相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）的間距x越大。理論上可以證明：第14頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一光的干涉1 實驗原理 2 雙縫干涉現(xiàn)象：明暗相間且等距的條紋 1）明暗相間的條

5、紋； 2）相鄰的明條紋（或暗條紋）等距中央亮紋 3波動理論解釋1）當(dāng)Sk（k=0,1,2） P為加強點，該點則出現(xiàn)亮條紋2）當(dāng)S(2k1)/2（k=0,1,2） P為減弱點，該點則 出現(xiàn)暗條紋 一、楊氏雙縫干涉4相鄰兩條明紋(或暗紋)間的距離x L：屏到擋板間的距離L d：雙縫的間距 :光的波長第15頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一你能否根據(jù)所學(xué)的知識，設(shè)計一測量某種可見光波長的方案?（1）雙縫的間距d（2）光屏到擋板間的距離L測量（3）相鄰兩條亮條紋的間距x實例：雙縫的間距d0.18mm光屏到擋板間的距離L90cm相鄰兩條亮條紋的間距x3.50mm則此單色光的波長為多

6、大？演示3第16頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一實驗指導(dǎo)裝置：光源，濾光片，單縫，雙縫，遮光筒，屏，測量頭安裝：筒測量頭燈泡、透鏡、遮光板雙縫、單縫、濾光片調(diào)節(jié)與測量、L螺旋側(cè)微器第17頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一各色光在真空中的波長光的顏色波長nm光的顏色波長nm紅770620綠580490橙620600藍靛490450黃600580紫450400紅光波長最大，紫光波長最小第18頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一白光用白光做雙縫干涉實驗，在屏上會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？紅光蘭光亮暗相間彩色條紋第19頁，共35頁，2022年，5月

7、20日，4點36分，星期一光的干涉1 實驗原理 2 雙縫干涉現(xiàn)象：明暗相間且等距的條紋 1）明暗相間的條紋； 2）相鄰的明條紋（或暗條紋）等距中央亮紋 3波動理論解釋1）當(dāng)Sk（k=0,1,2） P為加強點，該點則出現(xiàn)亮條紋2）當(dāng)S(2k1)/2（k=0,1,2） P為減弱點，該點則 出現(xiàn)暗條紋 一、楊氏雙縫干涉4相鄰兩條明紋(或暗紋)間的距離x L：屏到擋板間的距離L d：雙縫的間距 :光的波長第20頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一光的干涉1、光的干涉現(xiàn)象 1）定義：兩列光波相遇時疊加，在某些地方光被加強而某些地方減弱的現(xiàn)象。 2）干涉條件：相干光束（光源上同一點分出

8、來的兩個光源） 二、光的干涉注：不同光源或同一光源上不同部分發(fā)出的光不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。 第21頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一 例題:1801年，托馬斯楊用雙縫干涉實驗研究了光波的性質(zhì)1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果(稱洛埃鏡實驗) (1)洛埃鏡實驗的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為一平面鏡試用平面鏡成像作圖法在答題卡上畫出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域(2)設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L，光的波長為，在光屏上形成干涉條紋寫出相鄰兩條亮紋(或暗紋)間距離x的表達式第22頁，共35頁，2022年，5月2

9、0日，4點36分，星期一（2）（1）所以因為S/第23頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一地上的油膜肥皂泡產(chǎn)生原因：光的干涉（薄膜干涉）第24頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一 讓一束光經(jīng)薄膜的兩個表面反射后，形成的兩束反射光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉.薄膜干涉第25頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一 1、在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定，所以薄膜干涉中同一明條紋（暗條紋）應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚度相等的地方由于光波波長極短，所以微薄膜干涉時，介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄，才能觀察到干涉條紋 2、用手緊壓兩塊玻璃板看到彩色條紋，陽光下的

10、肥皂泡和水面飄浮油膜出現(xiàn)彩色等都是薄膜干涉 3、薄膜于涉在技術(shù)上可以檢查鏡面和精密部件表面形狀；精密光學(xué)透鏡上的增透膜第26頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一光的干涉1光的干涉現(xiàn)象 1）定義：兩列光波相遇時疊加，在某些地方光被加強而 某些地方減弱的現(xiàn)象。 2）干涉條件：相干光束（光源上同一點分出來的兩個光源） 二、光的干涉2薄膜干涉注：不同光源或同一光源上不同部分發(fā)出的光不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。 1）現(xiàn)象：明暗條紋2）應(yīng)用：第27頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一薄膜干涉的應(yīng)用a.增透膜 增透膜的厚度應(yīng)該是光在薄膜中波長的1/4。第28頁，共35頁，202

11、2年，5月20日，4點36分，星期一薄膜干涉的應(yīng)用b.干涉法檢查平面 第29頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一光的干涉1光的干涉現(xiàn)象 1）定義：兩列光波相遇時疊加，在某些地方光被加強而 某些地方減弱的現(xiàn)象。 2）干涉條件：相干光束（光源上同一點分出來的兩個光源） 二、光的干涉2薄膜干涉注：不同光源或同一光源上不同部分發(fā)出的光不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。 1）現(xiàn)象：明暗條紋2）應(yīng)用：a.干涉法檢查平面 b.增透膜 第30頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一1彩虹光的色散 三、其它光現(xiàn)象2海市蜃樓光的全反射第31頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一彩虹光的色散 第32頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一海市蜃樓光的全反射中新網(wǎng)2004年3月16日電 據(jù)日本讀賣新聞報道，15日上午11時30分左右(北京時間10時30分)，日本根室市職員谷口博之在北海道根室市海域的根室海峽上空，觀測到了船懸于半空的海市蜃樓奇觀，并將其拍攝下來。第33頁，共35頁，2022年，5月20日，4點36分，星期一練習(xí)1： 干涉實驗中，用白光做光源，在屏上觀察到彩色干涉條紋若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片，另一縫前放一綠色濾光片，這時 （ ）A在屏上出現(xiàn)紅色干涉條紋 B在屏上出現(xiàn)綠色干涉條紋C在屏上出現(xiàn)紅綠相間的干涉條紋 D