(精品)1.光的干涉.ppt

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1、光到底是什么？光到底是什么？光到底是什么？光到底是什么？17171717世纪明确形成世纪明确形成世纪明确形成世纪明确形成了两大对立学说了两大对立学说了两大对立学说了两大对立学说牛牛牛牛顿顿顿顿惠惠惠惠更更更更斯斯斯斯微粒说微粒说微粒说微粒说波动说波动说波动说波动说19191919世纪初证明了世纪初证明了世纪初证明了世纪初证明了波动说的正确性波动说的正确性波动说的正确性波动说的正确性由于波动说没有由于波动说没有由于波动说没有由于波动说没有数学基础以及牛数学基础以及牛数学基础以及牛数学基础以及牛顿的威望使得微顿的威望使得微顿的威望使得微顿的威望使得微粒说一直占上风粒说一直占上风粒说一直占上风粒说一

2、直占上风19191919世纪末光电效应现象使得世纪末光电效应现象使得世纪末光电效应现象使得世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在爱因斯坦在爱因斯坦在爱因斯坦在20202020世纪初提出了世纪初提出了世纪初提出了世纪初提出了光子说：光具有粒子性光子说：光具有粒子性光子说：光具有粒子性光子说：光具有粒子性这里的光子完全不同于牛顿所说的这里的光子完全不同于牛顿所说的这里的光子完全不同于牛顿所说的这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒微粒微粒微粒”波的干涉波的干涉波的干涉波的干涉相关知识复习相关知识复习两列频率相同的波两列频率相同的波两列频率相同的波两列频率相同的波(相干波相干波相干波相干波)相遇时相遇时相遇

3、时相遇时,在某些区域振动加强在某些区域振动加强在某些区域振动加强在某些区域振动加强(波峰与波峰、波峰与波峰、波峰与波峰、波峰与波峰、波谷与波谷叠加波谷与波谷叠加波谷与波谷叠加波谷与波谷叠加),),),),而在某些区域振动减弱而在某些区域振动减弱而在某些区域振动减弱而在某些区域振动减弱(波峰与波谷叠加波峰与波谷叠加波峰与波谷叠加波峰与波谷叠加););););且振动且振动且振动且振动加强的区域与振动减弱的区域相互间隔加强的区域与振动减弱的区域相互间隔加强的区域与振动减弱的区域相互间隔加强的区域与振动减弱的区域相互间隔.这种现象叫这种现象叫这种现象叫这种现象叫波的干涉波的干涉波的干涉波的干涉水水水水

4、波波波波的的的的干干干干涉涉涉涉 假如你认为光是波，假如你认为光是波，准备通过哪些物理现象来准备通过哪些物理现象来证明呢？证明呢？用一束平行的红色激用一束平行的红色激光束照射有两条狭缝光束照射有两条狭缝（也称双缝）（也称双缝）S1和和S2的挡板的挡板（S1和和S2相距相距0.1mm），），观察挡板观察挡板后面与挡板平行的屏后面与挡板平行的屏幕上所出现的条纹。幕上所出现的条纹。观察思考？观察思考？一、一、双缝干涉双缝干涉单单色色激激光光束束屏屏等间距等间距双缝干涉图样双缝干涉图样图样有何特征？图样有何特征？S1S2亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心

5、线暗条纹的中心线暗条纹的中心线双缝双缝中央亮条纹中央亮条纹明暗相间明暗相间亮条纹亮条纹亮条纹亮条纹探究：探究：出现明暗相间条纹的条件出现明暗相间条纹的条件S1S1S2S2亮条纹亮条纹出现亮条纹的条件出现亮条纹的条件（n=0，1，2，3）暗条暗条纹纹探究探究2：出现明暗相间条纹的条件出现明暗相间条纹的条件S1S1S2S2/2亮条纹亮条纹暗条纹暗条纹出现亮条纹和暗条纹的条件出现亮条纹和暗条纹的条件（n=0，1，2，3）（n=0，1，2，3）双缝双缝双缝双缝S1S1S1S1S2S2S2S2屏幕屏幕屏幕屏幕L L L Ld d d d 干涉条纹的间距与哪些因素有关干涉条纹的间距与哪些因素有关干涉条纹的

6、间距与哪些因素有关干涉条纹的间距与哪些因素有关?讨论讨论讨论讨论条纹间距条纹间距条纹间距条纹间距 XX与与，L,dL,d的关系的关系 当，当，当，当，一定时，若一定时，若一定时，若一定时，若变化，则变化，则变化，则变化，则将怎样变将怎样变将怎样变将怎样变化？化？化？化？1 1）2 2），条纹间距条纹间距条纹间距条纹间距与与与与的关系如何？的关系如何？的关系如何？的关系如何？一定时，一定时，一定时，一定时，亮（暗）纹间距的公式亮（暗）纹间距的公式x=x=白光的干涉图样是什么样的？白光的干涉图样是什么样的？白光的干涉图样是什么样的？白光的干涉图样是什么样的？明暗相间的彩色条纹；明暗相间的彩色条纹；

7、明暗相间的彩色条纹；明暗相间的彩色条纹；中央为白色亮条纹；中央为白色亮条纹；中央为白色亮条纹；中央为白色亮条纹；干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。生活中我们经常见到光的干涉现象生活中我们经常见到光的干涉现象生活中我们经常见到光的干涉现象生活中我们经常见到光的干涉现象肥皂泡呈彩色肥皂泡呈彩色肥皂泡呈彩色肥皂泡呈彩色

8、水上的油膜呈彩色水上的油膜呈彩色水上的油膜呈彩色水上的油膜呈彩色昆虫的翅膀呈彩色昆虫的翅膀呈彩色昆虫的翅膀呈彩色昆虫的翅膀呈彩色某些金属的表面呈彩色某些金属的表面呈彩色某些金属的表面呈彩色某些金属的表面呈彩色压紧两块小玻璃片可看到彩色环压紧两块小玻璃片可看到彩色环压紧两块小玻璃片可看到彩色环压紧两块小玻璃片可看到彩色环薄膜干涉薄膜干涉由于重力的作用，肥由于重力的作用，肥由于重力的作用，肥由于重力的作用，肥皂薄膜将形成上薄下皂薄膜将形成上薄下皂薄膜将形成上薄下皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。厚的楔形。厚的楔形。厚的楔形。光从薄膜的前后两光从薄膜的前后两光从薄膜的前后两光从薄膜的前后两个表面反射出来两

9、个表面反射出来两个表面反射出来两个表面反射出来两个光波，这两列光个光波，这两列光个光波，这两列光个光波，这两列光波的频率相同，产波的频率相同，产波的频率相同，产波的频率相同，产生干涉。生干涉。生干涉。生干涉。现象解释现象解释前表面前表面前表面前表面后表面后表面后表面后表面光的干涉在技术上的应用光的干涉在技术上的应用1.检查物体表面的平整程度检查物体表面的平整程度2.2.增透膜增透膜增透膜增透膜楔性空气薄层楔性空气薄层标准样板标准样板标准样板标准样板被检测平面被检测平面被检测平面被检测平面光在空气层的上下光在空气层的上下光在空气层的上下光在空气层的上下表面发生反射表面发生反射表面发生反射表面发生

10、反射,这两这两这两这两束反射光发生干涉束反射光发生干涉束反射光发生干涉束反射光发生干涉.如果被检测表面的平整的如果被检测表面的平整的如果被检测表面的平整的如果被检测表面的平整的,将看到与将看到与将看到与将看到与底线平行的干涉条纹底线平行的干涉条纹底线平行的干涉条纹底线平行的干涉条纹.原因是厚度相等的地方，光程差一原因是厚度相等的地方，光程差一原因是厚度相等的地方，光程差一原因是厚度相等的地方，光程差一样、干涉情况一样，即某一处反射样、干涉情况一样，即某一处反射样、干涉情况一样，即某一处反射样、干涉情况一样，即某一处反射回来的两列波叠加，若光振动加强，回来的两列波叠加，若光振动加强，回来的两列波

11、叠加，若光振动加强，回来的两列波叠加，若光振动加强，产生亮点，那些与这处厚度相等的产生亮点，那些与这处厚度相等的产生亮点，那些与这处厚度相等的产生亮点，那些与这处厚度相等的地方都是亮点，这些亮点组成彼此地方都是亮点，这些亮点组成彼此地方都是亮点，这些亮点组成彼此地方都是亮点，这些亮点组成彼此平行的亮纹平行的亮纹平行的亮纹平行的亮纹,反之是暗纹反之是暗纹反之是暗纹反之是暗纹2.增透膜增透膜增透膜增透膜增透膜增透膜薄膜厚度薄膜厚度薄膜厚度薄膜厚度增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入射

12、光的在薄膜中的波薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波长的长的长的长的1/41/41/41/4时，从薄膜前后两表面反射回来时，从薄膜前后两表面反射回来时，从薄膜前后两表面反射回来时，从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半个波长，它们的光的路程差恰好等于半个波长，它们的光的路程差恰好等于半个波长，它们的光的路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量，增强干涉相消，减小了反射光的能量，增强干涉相消，减小了反射光的能量，增强干涉相消，减小了反射光的能量，增强了透射光的能量，称为增透膜。了透射光的能量，称为增透膜。了

13、透射光的能量，称为增透膜。了透射光的能量，称为增透膜。另一种实现光的干涉装置另一种实现光的干涉装置另一种实现光的干涉装置另一种实现光的干涉装置牛顿环牛顿环牛顿环牛顿环压紧两块小玻璃片可看到彩色环压紧两块小玻璃片可看到彩色环压紧两块小玻璃片可看到彩色环压紧两块小玻璃片可看到彩色环例例例例1 1下列现象中，属于光的干涉的是下列现象中，属于光的干涉的是下列现象中，属于光的干涉的是下列现象中，属于光的干涉的是（）A A雨过天晴，天空中形成的彩虹雨过天晴，天空中形成的彩虹雨过天晴，天空中形成的彩虹雨过天晴，天空中形成的彩虹B B阳光下，肥皂泡呈现彩色阳光下，肥皂泡呈现彩色阳光下，肥皂泡呈现彩色阳光下，肥

14、皂泡呈现彩色C C一截插入水中的筷子，看上去变弯了一截插入水中的筷子，看上去变弯了一截插入水中的筷子，看上去变弯了一截插入水中的筷子，看上去变弯了D D下雨后，在停过汽车的沥青路面上，油膜常下雨后，在停过汽车的沥青路面上，油膜常下雨后，在停过汽车的沥青路面上，油膜常下雨后，在停过汽车的沥青路面上，油膜常出现彩色出现彩色出现彩色出现彩色【课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习】BDBD例例2在下列关于双缝干涉实验的说法中，正确的是在下列关于双缝干涉实验的说法中，正确的是:()A、将双缝间距变小，则干涉条纹宽度增大；、将双缝间距变小，则干涉条纹宽度增大；B、在相同条件下，紫光的干涉纹较红光干涉纹宽；、在

15、相同条件下，紫光的干涉纹较红光干涉纹宽；C、用遮光片遮住双缝中的一条狭缝，则光屏上仅出、用遮光片遮住双缝中的一条狭缝，则光屏上仅出现一条亮线；现一条亮线；D、将红色与蓝色滤光片插入两条狭缝中，然后用白光、将红色与蓝色滤光片插入两条狭缝中，然后用白光照射双缝，则屏上不会出现干涉条纹。照射双缝，则屏上不会出现干涉条纹。AD 例例例例3 3在利用双缝装置观察单色光的干涉现象时，在利用双缝装置观察单色光的干涉现象时，在利用双缝装置观察单色光的干涉现象时，在利用双缝装置观察单色光的干涉现象时，下列说法正确的是下列说法正确的是下列说法正确的是下列说法正确的是（）A A对于同一实验装置，红光产生的干涉条纹间

16、对于同一实验装置，红光产生的干涉条纹间对于同一实验装置，红光产生的干涉条纹间对于同一实验装置，红光产生的干涉条纹间距比紫光产生的条纹间距小距比紫光产生的条纹间距小距比紫光产生的条纹间距小距比紫光产生的条纹间距小B B在其它条件不变条件下，增加双缝间距离，在其它条件不变条件下，增加双缝间距离，在其它条件不变条件下，增加双缝间距离，在其它条件不变条件下，增加双缝间距离，干涉条纹变宽干涉条纹变宽干涉条纹变宽干涉条纹变宽C C在其它条件不变条件下，增加双缝到屏的距在其它条件不变条件下，增加双缝到屏的距在其它条件不变条件下，增加双缝到屏的距在其它条件不变条件下，增加双缝到屏的距离，干涉条纹变宽离，干涉条

17、纹变宽离，干涉条纹变宽离，干涉条纹变宽D D由于不同颜色光的波长不同，位于中央的条由于不同颜色光的波长不同，位于中央的条由于不同颜色光的波长不同，位于中央的条由于不同颜色光的波长不同，位于中央的条纹可能是明条纹，也可能是暗条纹纹可能是明条纹，也可能是暗条纹纹可能是明条纹，也可能是暗条纹纹可能是明条纹，也可能是暗条纹 CC练习练习1、关于光的干涉，下列、关于光的干涉，下列说说法中正确的是法中正确的是 A、两列不同、两列不同颜颜色的光不可能色的光不可能发发生干涉生干涉 B、两列、两列强强度不同的光不可能度不同的光不可能发发生干涉生干涉 C、两列、两列强强度不同的光可能度不同的光可能发发生干涉生干涉

18、 D、两列、两列颜颜色相同的光不可能色相同的光不可能发发生干涉生干涉（）A C2、用白光做双、用白光做双缝缝干涉干涉实验时实验时，观观察到的干涉察到的干涉图样图样中中 央央为为白色明白色明纹纹，两，两侧侧出出现现彩色的条彩色的条纹纹。这这是因是因为为：（）A、各种色光的波、各种色光的波长长不同不同 B、各种色光的、各种色光的传传播速度不同播速度不同 C、各种色光的色散不同、各种色光的色散不同 D、各种色光的温度不同、各种色光的温度不同A3、在双、在双缝缝干涉干涉实验实验中，要增大相中，要增大相邻邻两条明两条明纹纹的的间间距，需要：距，需要：A、增大入射光的、增大入射光的频频率率 B、增大入射光

19、的、增大入射光的强强度度 C、减小入射光的、减小入射光的频频率率 D、减小入射光的、减小入射光的强强度度（）CC4、在双、在双缝缝干涉干涉实验实验中，当用波中，当用波长为长为1的的单单色光照射色光照射时时，观观 察到屏上察到屏上P点点处处恰恰为为从光屏中心从光屏中心O点数起第三条亮点数起第三条亮纹纹，当，当 换换用波用波长为长为 的的单单色光做色光做实验时实验时，从，从O点数起点数起 第三条亮第三条亮纹纹的位置的位置（A）在）在P点下方点下方 （B）仍在）仍在P点点（C）在）在P点上方点上方 （D）条件不足，无法确定）条件不足，无法确定（）A、B、C、D、5、如、如图图，用，用频频率率为为f

20、的的单单色光垂直照射双色光垂直照射双缝缝，在光屏上，在光屏上的的P点出点出现现第第3条暗条暗纹纹，已知光速，已知光速为为C，则则P点到双点到双缝缝的距的距离之差离之差应为：应为：（）D课堂小结课堂小结课堂小结课堂小结:1.1.杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验干涉图样的特点干涉图样的特点干涉图样的特点干涉图样的特点光的干涉条件光的干涉条件光的干涉条件光的干涉条件:相干光相干光相干光相干光产生明暗条纹的条件产生明暗条纹的条件产生明暗条纹的条件产生明暗条纹的条件单色光照射时单色光照射时单色光照射时单色光照射时:白光照射时白光照射时白光照射时白光照射时:亮纹亮纹亮纹亮纹

21、s=n,(n=0.1.2.3)=n,(n=0.1.2.3)暗纹暗纹暗纹暗纹 s=（2n+1)/2(n=0.1.2.32n+1)/2(n=0.1.2.3)亮（暗）纹间距的公式亮（暗）纹间距的公式x=x=2.薄膜干涉薄膜干涉光在薄膜的前后表面发生反光在薄膜的前后表面发生反光在薄膜的前后表面发生反光在薄膜的前后表面发生反射射射射,这两束反射光发生干涉这两束反射光发生干涉这两束反射光发生干涉这两束反射光发生干涉.3.3.光的干涉在技术上的应用光的干涉在技术上的应用光的干涉在技术上的应用光的干涉在技术上的应用检查物体表面的平整程度检查物体表面的平整程度增透膜增透膜照相机和摄象机的镜头常常呈现淡紫色照相机和摄象机的镜头常常呈现淡紫色照相机和摄象机的镜头常常呈现淡紫色照相机和摄象机的镜头常常呈现淡紫色,为什么为什么为什么为什么?课后思考课后思考