光的干涉高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修1

第四章

光光的干涉0102干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系光的雙縫干涉目

錄兩列頻率相同的波(相干波)相遇時(shí),在某些區(qū)域振動加強(qiáng)(

波峰與波峰、波谷與波谷疊加),而在某些區(qū)域振動減弱(波峰與波谷疊加);且振動加強(qiáng)的區(qū)域與振動減弱的區(qū)域相互間隔，這種現(xiàn)象叫波的干涉。水波的干涉1.波的干涉條件是什么？復(fù)習(xí)回顧：波的干涉(1)兩波源的頻率相(2)相位差恒定(3)振動方向相同2.加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷方法？若兩列波頻率、步調(diào)完全相同：加強(qiáng)點(diǎn):Δs＝nλ(n＝0,1,2…)【到兩波源距離差為半波長的偶數(shù)倍)】減弱點(diǎn):Δs＝

(2n＋1)λ/2

(n＝0,1,2…)【到兩波源距離差為半波長的奇數(shù)倍】思考：干涉現(xiàn)象是波動獨(dú)有的特征，光是一種電磁波，應(yīng)該也會反射干涉現(xiàn)象，但是日常生活中卻不容易觀察到光的干涉現(xiàn)象。怎樣才能觀察光的干涉現(xiàn)象呢？問題引入

1801年英國物理學(xué)家托馬斯·揚(yáng)在實(shí)驗(yàn)室里成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象。

問題1：怎樣獲取兩列頻率相同、相位差恒定、振動方向相同的相干光？問題2：干涉圖樣有什么特征？托馬斯·楊光雙縫干涉實(shí)驗(yàn)一、光的雙縫干涉單色激光束等間距

特點(diǎn)：S1S2中央亮條紋明暗相間一、光的雙縫干涉P

中央亮紋△S=0P1第一亮紋△S=λP2第二亮紋△S=2λP3第三亮紋△S=3λP1'

第一亮紋△S=λP2'

第二亮紋△S=2λP3'

第三亮紋△S=3λQ1第一暗紋Q2第二暗紋Q3第三暗紋Q1'

第一暗紋Q2'

第二暗紋Q3'

第三暗紋問題3：怎樣解釋這些明暗相間的條紋？△S=λ/2△S=3λ/2△S=5λ/2△S=λ/2△S=3λ/2△S=5λ/2總結(jié)雙縫干涉規(guī)律一、光的雙縫干涉形成明暗條紋的條件：雙縫干涉規(guī)律亮紋:光程差為波長的整數(shù)倍(n＝0,1,2…)暗紋:光程差為半波長的奇數(shù)倍(n＝0,1,2…)光的路程差:△S=r1－r2演示實(shí)驗(yàn)光的雙縫干涉光的雙縫干涉一、光的雙縫干涉光的雙縫干涉一、光的雙縫干涉演示實(shí)驗(yàn)光的雙縫干涉條紋寬度（?x）：相鄰的明條紋中心間距或相鄰的暗條紋中心間距紅濾色片S1S2S***二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系

思考4.什么是干涉條紋的間距(條紋寬度)?【說明】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，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。屏A屏B二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系

思考5.干涉條紋的間距(條紋寬度)與哪些因素有關(guān)?

觀察條紋特點(diǎn)，猜想可能有哪些因素影響條紋寬度：①只改變擋板與屏間的距離L②只改變波長λS1S2S1S2二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系S1S2S1S2二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系①波長λ③狹縫之間的距離d②擋板與屏間的距離lS1S2P1P0l擋板屏r1r2d△x二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系

猜想影響條紋間距的因素：【思考】第n條亮紋到中央亮紋的距離是多少?二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系條紋間距的公式推導(dǎo)----相鄰兩個(gè)明(或暗)條紋之間的距離1.相鄰兩條亮條紋或暗條紋的中心間距與波長的關(guān)系:(1)、由上式可知：

屏離開擋板的距離l越大，條紋間的距離越大；

雙縫之間的距離d越小，條紋間的距離越大；

光波的波長λ越長，條紋間的距離也越大．(2)、由上式可知：測量條紋間距，雙縫到屏的距離，雙縫間的距離，可以測量出光的波長。二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系

最大最小二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系

思考6.白光的干涉圖樣是什么樣的？二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系為什么會這樣?S1S2雙縫二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系2.白光的干涉圖樣特點(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)。解釋：因?yàn)榘坠馐怯杉t、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色組成的復(fù)色光，且從紅光到紫光波長逐漸變短。各種色光都能形成明暗相間的條紋，都在中央條紋處形成亮條紋，從而復(fù)合成白色條紋。兩側(cè)條紋間距與各色光的波長成正比，條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋。二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系小結(jié)一、產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋的條件：兩光頻率相同。二、干涉規(guī)律

（1）半波長的偶數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)亮條紋；（2）半波長的奇數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)暗條紋．三、同樣條件的雙縫實(shí)驗(yàn)，用不同的色光得到的相鄰亮（暗）條紋間的寬度不等。S1S2P1P紅光蘭光白光例1在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差為0.6μm，若分別用頻率為f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的單色光垂直照射雙縫，則P點(diǎn)出現(xiàn)亮、暗條紋的情況是(

)A．頻率為f1和f2的單色光分別照射時(shí)，均出現(xiàn)亮條紋B．頻率為f1和f2的單色光分別照射時(shí)，均出現(xiàn)暗條紋C．頻率為f1的單色光照射時(shí)出現(xiàn)亮條紋，頻率為f2的單色光照射時(shí)出現(xiàn)暗條紋D．頻率為f1的單色光照射時(shí)出現(xiàn)暗條紋，頻率為f2的單色光照射時(shí)出現(xiàn)亮條紋C[