光的干涉ppt知识讲解.ppt

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1、光的干涉光的干涉pptppt1、两列机械波（如声波、水波）发、两列机械波（如声波、水波）发生干涉的条件是什么？生干涉的条件是什么？2、如何获得两列相干的机械波？、如何获得两列相干的机械波？（以水波为例以水波为例）3、两列波干涉时，振动最强的点和、两列波干涉时，振动最强的点和振动最弱的点条件是什么？振动最弱的点条件是什么？复习回顾：复习回顾：=r2-r1=k，（k=0,1,2,)=r2-r1=(2k-1)/2，（k=0,1,2,)1 1、干涉现象是波动特有的特征，如果光真的是一种波，干涉现象是波动特有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象你看见过光的干涉现象就必然会观察到光的干涉

2、现象你看见过光的干涉现象吗？如果真的存在光的干涉现象，那么，光的干涉现象吗？如果真的存在光的干涉现象，那么，光的干涉现象的干涉图样又是怎么样？的干涉图样又是怎么样？水波的干涉图样2 2、为什么我们在日常生活中观察为什么我们在日常生活中观察不到光的干涉现象？不到光的干涉现象？光的干涉：两列相干光波相叠加，光的干涉：两列相干光波相叠加，某些区域的光被加强，某些区域某些区域的光被加强，某些区域的光被减弱，且加强区与减弱区的光被减弱，且加强区与减弱区互相间隔的现象叫光的干涉现象互相间隔的现象叫光的干涉现象.产生干涉现象的条件之一是两列光必须是频率相同的产生干涉现象的条件之一是两列光必须是频率相同的相干

3、光源相干光源.思考：思考：18011801年，英国物理学家托马斯年，英国物理学家托马斯杨（杨（1773182917731829）在实验室里成功的观察到了光的干）在实验室里成功的观察到了光的干涉涉1 1、装置特点装置特点：（1 1）双缝很近双缝很近 0.1mm 0.1mm，（2 2）双缝）双缝S S1 1、S S2 2与单缝与单缝S S的距离相等，的距离相等，2 2、用单色光用单色光 单孔的作用：单孔的作用：获得点光源获得点光源 双双孔孔的的作作用用：相相当当于于两两个个振振动动情情况况完完全全相相同同的的光光源源，双双孔孔的的作作用是获得相干光源用是获得相干光源 用狭缝代替小孔，可以得到同样清

4、晰，但明亮得多的干涉条纹。用狭缝代替小孔，可以得到同样清晰，但明亮得多的干涉条纹。得到相干光源：得到相干光源：一分为二一分为二的思想的思想一、光的干涉现象一、光的干涉现象-杨氏干涉实验杨氏干涉实验单缝单缝 双缝双缝S1SS2屏幕屏幕红滤色片红滤色片双缝干涉双缝干涉激激光光束束双双缝缝屏屏屏上看到明暗相间的条纹屏上看到明暗相间的条纹光的干涉实验光的干涉实验复习机械波：复习机械波：（1 1）两列波在波峰和波峰相遇或波谷）两列波在波峰和波峰相遇或波谷与波谷相遇时振幅变大，此点为振动加与波谷相遇时振幅变大，此点为振动加强点强点 。（2 2）两列波在波峰和波谷相遇时振幅）两列波在波峰和波谷相遇时振幅变小

5、，此点为振动减弱点。变小，此点为振动减弱点。（3 3）对于光发生干涉）对于光发生干涉 若光互相加强，出现亮条纹若光互相加强，出现亮条纹 若光互相削弱，出现暗条纹若光互相削弱，出现暗条纹 二、光的干涉的理论分析二、光的干涉的理论分析 从两支手电筒射出的光照到同一点从两支手电筒射出的光照到同一点上时，看不到干涉条纹，这是因为上时，看不到干涉条纹，这是因为()A A、手电筒发出的光不是单色光、手电筒发出的光不是单色光 B B、干涉图样太小、干涉图样太小 C C、周围环境的漫反射光太强、周围环境的漫反射光太强 D D、两个光源是非相干光源两个光源是非相干光源D问题思考:红滤色片红滤色片单缝单缝 双缝双

6、缝S1SS2屏幕屏幕 三、产生光的干涉的条件频率相同频率相同设置单缝加双缝的目的是为了得到两个振动情况总是相同的相干光源.振动方向相同振动方向相同相位差恒定相位差恒定两个发生叠加的光源两个发生叠加的光源:S1S2P0P0=0中央亮纹中央亮纹 由于从由于从S S1 1S S2 2发出的光是振动情况完全相发出的光是振动情况完全相同，又经过相同的路程到达同，又经过相同的路程到达P P0 0点，其中一点，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的也一定条光传来的是波峰，另一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波谷，另一是波峰，其中一条光传来的是波谷，另一条传来的也一定是波谷，所以在条传来的也一定是波谷，

7、所以在P P0 0点激起点激起的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅相遇，振幅A AA A1 1+A+A2 2为最大，为最大，P P0 0点总是振点总是振动加强的地方，故应出现亮纹，这一条亮动加强的地方，故应出现亮纹，这一条亮纹叫纹叫中央亮纹中央亮纹(也叫第也叫第0 0条明条纹条明条纹)。双缝双缝S1S2屏幕屏幕产生亮条纹位置分析产生亮条纹位置分析P1 第一条亮纹第一条亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕S1S2P1 取取P P0 0点上方的点点上方的点P P1 1，从，从S S1 1S S2 2发出发出的光到的光到P P1 1点的路程差就不同，若这点的路程

8、差就不同，若这个光程差正好等于波长的整数倍，个光程差正好等于波长的整数倍，=r=r2 2r r1 1=，出现第一条亮纹出现第一条亮纹。=产生亮条纹位置分析产生亮条纹位置分析P2 第二条亮纹第二条亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕 屏上屏上P P1 1点的上方还可以找到点的上方还可以找到=r=r2 2r r1 122的的P P2 2点点,出现出现第二条亮纹第二条亮纹。2产生亮条纹位置分析产生亮条纹位置分析P3 第三条亮纹第三条亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕 屏屏上上P P1 1点点的的上上方方还还可可以以找找到到=r r2 2r r1 133的的P P3 3点点，=r r2 2r r1 144的的P P

9、4 4点点等等处处的的第第三三条条、第第四四条条亮亮纹纹；在在中中央央明明纹纹P P0 0的的下下方方可可找找到到=r r1 1r r2 2的的P P1 1/点点，=r r1 1r r2 222的的P P2 2/点点，=r r1 1r r2 233的的P P3 3/点点等等处处与与中中央央明明纹纹为为对对称称的的第第一一、第第二二、第第三三，第第n n条亮纹条亮纹。3产生亮条纹位置分析产生亮条纹位置分析双缝双缝S1S2屏幕屏幕P1 第一条亮条纹第一条亮条纹 =+P0 中央亮条纹中央亮条纹 =0P2 第二条亮条纹第二条亮条纹 =+2P3/第三条亮条纹第三条亮条纹 =-3P3 第三条亮条纹第三条亮

10、条纹 =+3P2/第二条亮条纹第二条亮条纹 =-2P1/第一条亮条纹第一条亮条纹 =-产生亮条纹位置归纳产生亮条纹位置归纳Q1 第一条暗纹第一条暗纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕S1S2P1 取取P P0 0点上方的点点上方的点Q Q1 1，与两个狭缝，与两个狭缝S S1 1、S S2 2路程差路程差=r=r2 2r r1 1/2/2，其，其中一条光传来的是波峰，另一条传中一条光传来的是波峰，另一条传来的就是波谷，其中一条光传来的来的就是波谷，其中一条光传来的是波谷，另一条传来的一定是波峰，是波谷，另一条传来的一定是波峰，Q Q1 1点激起的振动总是波峰与波谷相点激起的振动总是波峰与波谷相遇，振幅最

11、小，遇，振幅最小，Q Q1 1点总是振动减弱点总是振动减弱的地方，故出现的地方，故出现暗条纹暗条纹。/2/2P0 中央亮纹中央亮纹产生暗条纹位置分析产生暗条纹位置分析Q2 第二条暗纹第二条暗纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕 屏上屏上Q Q1 1点的上方还可以找到点的上方还可以找到=r=r2 2r r1 13/23/2的的Q Q2 2点出现点出现第二条暗纹第二条暗纹。同样可以找到同样可以找到第三条暗纹第三条暗纹Q Q3 3 ，在中央明纹下方也可以找到对称的在中央明纹下方也可以找到对称的Q Q1 1/、Q Q2 2/、Q Q3 3/等暗纹等暗纹。3/2Q1 第一条暗纹第一条暗纹P0 中央亮纹中央亮纹产生

12、暗条纹位置分析产生暗条纹位置分析双缝双缝S1S2屏幕屏幕P1 第一亮纹第一亮纹 =P0 中央亮纹中央亮纹 =0P2 第二亮纹第二亮纹 =2P3/第三亮纹第三亮纹 =-3P3 第三亮纹第三亮纹 =3P3/第二亮纹第二亮纹 =-2P3/第一亮纹第一亮纹 =-Q2 第二暗纹第二暗纹Q 1 第一暗纹第一暗纹Q3 第三暗纹第三暗纹Q3/第三暗纹第三暗纹Q2/第二暗纹第二暗纹Q1/第一暗纹第一暗纹=5/2=/2=3/2=-5/2=-3/2=-/2产生亮、暗条纹位置小结产生亮、暗条纹位置小结（1 1）空间的某点距离光源空间的某点距离光源S S1 1和和S S2 2的路程差为的路程差为0 0、1 1、2 2、

13、3 3、等、等波长的整数倍（半波长波长的整数倍（半波长的偶数倍）的偶数倍）时，该点为振动加时，该点为振动加强点。强点。（2 2）空间的某点距离光源）空间的某点距离光源S S1 1和和S S2 2的路程差为的路程差为/2/2、3/23/2、5/25/2、等、等半波长的奇数倍半波长的奇数倍时，时，该点为振动减弱点。该点为振动减弱点。路程差路程差 =k=k（k=0 k=0，1 1，2 2，）路程差路程差 =（2k-1)/2 2k-1)/2 (k=1,2,3,(k=1,2,3,）亮纹亮纹暗纹暗纹规律总结规律总结 1.在用在用A、B两平行狭缝作双缝干涉实验的两平行狭缝作双缝干涉实验的装置中，屏上装置中，

14、屏上P点出现明条纹，那么双缝点出现明条纹，那么双缝A和和B 到屏上到屏上P点的距离之差必为点的距离之差必为()A、1/2光波波长的奇数倍光波波长的奇数倍 B、一个波长的奇数倍、一个波长的奇数倍 C、1/2光波波长的偶数倍光波波长的偶数倍 D、1/2光波波长的整数倍光波波长的整数倍C练习：练习：2 2、在双缝干涉实验中，双缝到光屏上在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P P点的点的距离之差距离之差d=0.6md=0.6m；若分别用频率为；若分别用频率为f f1 1=5.010=5.0101414HzHz和频率为和频率为f f2 2=7.510=7.5101414HzHz的单色的单色光垂直照射双缝隙，则

15、光垂直照射双缝隙，则P P点出现条纹的情况是以点出现条纹的情况是以下哪种下哪种()()A.A.用频率用频率f f1 1的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现明条纹点出现明条纹B.B.用频率用频率f f2 2的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现明条纹点出现明条纹C.C.用频率用频率f f1 1的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现暗条纹点出现暗条纹D.D.用频率用频率f f2 2的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现暗条纹点出现暗条纹 根据波的叠加的规律，根据波的叠加的规律，P P点出现条纹的情点出现条纹的情况决定于路程差况决定于路程差d d与波长的关系与波长的关系.由

16、由c=c=f f，可知两种，可知两种单色光的波长：单色光的波长：1 1=c/f=c/f1 1=0.6=0.6 mm；2 2=c/f=c/f2 2=0.4=0.4 mm：与与d d相比较得：相比较得：d=d=1 1=3=3 2 2/2/2，则用，则用f f1 1光照射时，光照射时，P P点点出现亮条纹，用出现亮条纹，用f f2 2光照射时，光照射时，P P点出现暗条纹点出现暗条纹答案为：答案为：AD.AD.【解析【解析】3.3.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到了彩色干涉条纹若在双缝中的一屏上观察到了彩色干涉条纹若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透

17、过红光），另一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光只能透过绿光)，这时，这时()A A只有红色和绿色的双缝干涉条纹、其它只有红色和绿色的双缝干涉条纹、其它 颜色的双缝干涉条纹消失颜色的双缝干涉条纹消失 B B红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它 颜色的双缝干涉条纹依然存在颜色的双缝干涉条纹依然存在 C C任何颜色的双缝干涉条纹都不存在、但任何颜色的双缝干涉条纹都不存在、但 屏上仍有光亮屏上仍有光亮 D D屏上无任何光亮屏上无任何光亮Cr2-r1=dsinX=l tanl sin运用几何知识运用几何知识S1S2

18、P1Plr1r2dx三、干涉条纹间距与光的波长的关系三、干涉条纹间距与光的波长的关系当两列波的路程差为波长的整当两列波的路程差为波长的整数倍，即数倍，即dx/l=k，（k=0,1,2)时才会出现亮条纹，亮条纹时才会出现亮条纹，亮条纹位置为：位置为：x=k ld其中其中:-波长，波长，d d-两个狭缝之间两个狭缝之间的距离，的距离，l-挡板与屏间的距离挡板与屏间的距离相邻两个明相邻两个明(或暗或暗)条纹之间的距离条纹之间的距离:1、在双缝干涉中，明条纹或暗条纹之间的、在双缝干涉中，明条纹或暗条纹之间的距离总是相等的。距离总是相等的。2、光波的波长越长，干涉条纹之间的距离、光波的波长越长，干涉条纹之间的距离越大，且条纹的间距与波长成正比。越大，且条纹的间距与波长成正比。3、白光的干涉条纹为彩色条纹。、白光的干涉条纹为彩色条纹。再再 见见1.1.科学家成功地观察到光的干涉和衍射现科学家成功地观察到光的干涉和衍射现象，光的波动理论才被公认。首先通过实象，光的波动理论才被公认。首先通过实验观察到光的干涉现象的科学家是（验观察到光的干涉现象的科学家是（）A A惠更斯惠更斯 B B麦克斯韦麦克斯韦 C C托马斯托马斯杨杨 D D菲涅耳菲涅耳物理学史C结束结束