4.3光的干涉課件-高二上學(xué)期物理人教版選擇性(1)2

第4章光第3節(jié)光的干涉1.了解相關(guān)光源，知道光干涉的條件，知道楊氏干涉實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理。2.通過(guò)光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)雙縫干涉圖樣的特征；3.知道光程差的概念，知道產(chǎn)生明暗條紋的條件和相鄰兩個(gè)亮（暗）條紋中心間距與波長(zhǎng)的關(guān)系；4.知道薄膜干涉的原理并能解釋一些現(xiàn)象。如果兩列機(jī)械波的頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同，就會(huì)發(fā)生干涉。光是一種電磁波，那么光也應(yīng)該會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象。怎樣才能觀察到光的干涉現(xiàn)象呢？能產(chǎn)生干涉的兩個(gè)光源稱為相干光源（頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同）。一、光的雙縫干涉等間距雙縫干涉圖樣特點(diǎn)：中央亮條紋明暗相間思考：為什么有的地方亮一些有些地方暗一些？請(qǐng)用我們所學(xué)的波動(dòng)知識(shí)來(lái)解釋。振動(dòng)加強(qiáng)的地方出現(xiàn)亮條紋，振動(dòng)減弱的地方出現(xiàn)暗條紋。P1點(diǎn)是亮條紋(疊加后相互加強(qiáng)）的條件：P1點(diǎn)是暗條紋(疊加后相互減弱）的條件：

光的干涉實(shí)驗(yàn)最早是英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊在1801年成功完成的。托馬斯·楊的時(shí)代沒(méi)有激光。他用日光照亮一條狹縫，通過(guò)這條狹縫的光再通過(guò)雙縫，發(fā)生干涉。這就是歷史上著名的楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，它有力地證明了光是一種波。二、干涉條紋和光的波長(zhǎng)之間的關(guān)系我們考察屏上與P0的距離為x的一點(diǎn)P1，兩縫與P1的距離分別為:

也就是說(shuō)，亮條紋中心的位置為:

相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距是:

根據(jù)這個(gè)公式可以測(cè)出波長(zhǎng)。根據(jù)三角函數(shù)的關(guān)系有:各色光在真空中的波長(zhǎng)光的顏色波長(zhǎng)nm光的顏色波長(zhǎng)nm紅770－620綠580－490橙620－600藍(lán)－靛490－450黃600－580紫450－400

紅光藍(lán)光思考：如果用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)條紋是什么顏色？條紋特點(diǎn)：（1）明暗相間的彩色條紋；（2）中央為白色亮條紋；（3）干涉條紋是以中央亮紋為對(duì)稱點(diǎn)排列的；（4）在每條彩色亮紋中紅光總是在外側(cè)，紫光在內(nèi)側(cè)。

亮條紋（相互加強(qiáng)）的條件：暗條紋（相互減弱）的條件：

三、薄膜干涉

薄膜干涉的應(yīng)用1.檢查平面的平整程度標(biāo)準(zhǔn)樣板待檢部件空氣薄層被檢測(cè)平面薄片標(biāo)準(zhǔn)樣板單色光平整凸起凹陷2.增透膜

科學(xué)漫步光的本性

光到底是什么？這個(gè)問(wèn)題早就引起了人們的注意，不過(guò)在很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)卻進(jìn)展得很慢。到17世紀(jì)時(shí)，科學(xué)界已經(jīng)形成了兩種學(xué)說(shuō)。一種是光的微粒說(shuō)，認(rèn)為光是從光源發(fā)出的一種物質(zhì)微粒，在均勻的介質(zhì)中以一定的速度傳播，牛頓支持微粒說(shuō)。另一種是光的波動(dòng)說(shuō)，是惠更斯首先提出的，認(rèn)為光是在空間傳播的某種波。微粒說(shuō)和波動(dòng)說(shuō)都能解釋一些光現(xiàn)象，但又不能解釋當(dāng)時(shí)觀察到的全部光現(xiàn)象。到了19世紀(jì)初，人們?cè)趯?shí)驗(yàn)中觀察到了光的干涉和衍射現(xiàn)象，這是波動(dòng)的特征，不能用微粒說(shuō)解釋，因而證明了波動(dòng)說(shuō)的正確性。19世紀(jì)60年代，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并認(rèn)為光也是一種電磁波。此后，赫茲在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了這種假說(shuō)，至此，光的波動(dòng)理論取得了巨大的成功。但是，19世紀(jì)末又發(fā)現(xiàn)了新的現(xiàn)象—光電效應(yīng)，這種現(xiàn)象用波動(dòng)說(shuō)無(wú)法解釋。愛(ài)因斯坦于20世紀(jì)初提出了光子說(shuō)，認(rèn)為光具有粒子性，從而解釋了光電效應(yīng)。不過(guò)，這里說(shuō)的光子已經(jīng)不同于過(guò)去說(shuō)的“微?！绷恕，F(xiàn)在人們認(rèn)識(shí)到，光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性。小結(jié)光的干涉雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置：雙縫干涉儀干涉條件：頻率相同、振動(dòng)情況相同的光干涉圖樣：?jiǎn)紊馐敲靼迪嚅g、等間距的條紋明暗條件n=0、1、2、3……明紋：暗紋：