光的干涉衍射和偏振80056.ppt

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1、一、光的干涉一、光的干涉1、双缝干涉：、双缝干涉：干涉的条件：两列相干光源。干涉的条件：两列相干光源。激激光光P1S2S1PP2挡板挡板 屏屏由同一光源发出的光经过两个细缝后形成两列光波由同一光源发出的光经过两个细缝后形成两列光波叠加时会产生干涉。叠加时会产生干涉。当这两列光波到达某点的路程差当这两列光波到达某点的路程差等于光的半波长的等于光的半波长的偶数倍时，该处的光相加强，出现亮条纹；偶数倍时，该处的光相加强，出现亮条纹；当这两列光波到达某点的路程差当这两列光波到达某点的路程差等于光的半波长的等于光的半波长的奇数倍时，该处的光相减弱，出现暗条纹；奇数倍时，该处的光相减弱，出现暗条纹；相邻两

2、条干涉条纹的间距相邻两条干涉条纹的间距单单色色光光通通过过单单缝缝后后，经经双双缝缝产产生生稳稳定定的的干干涉涉图图样样，图图样样中中相相邻邻两两条条亮亮（暗暗）纹纹间间的的距距离离x与与双双缝缝间间的的距距离离d、双双缝缝到到屏屏的的距距离离L、单单色色光光的的波波长长之之间间满满足足实验目的：实验目的：1、了解光波产生稳定的干涉现象的条件；、了解光波产生稳定的干涉现象的条件；2、观察双缝干涉图样；、观察双缝干涉图样；3、测定单色光的波长。、测定单色光的波长。实验器材：实验器材：实验原理：实验原理：双缝干涉仪、米尺、测量头。双缝干涉仪、米尺、测量头。光源光源滤光片滤光片单缝单缝双缝双缝 遮光

3、筒遮光筒屏屏实验步骤：实验步骤：（1）如图所示，把直径约）如图所示，把直径约10cm、长约、长约1m的遮光筒水的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏；玻璃屏；（2）取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使它）取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；（3）放好单缝和双缝，单缝和双缝间距离约为）放好单缝和双缝，单缝和双缝间距离约为5cm10cm，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上,这时在屏上就会看到白光的

4、双缝干涉图样；这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样；（4）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的双）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样；缝干涉图样；（6）已知双缝间的距离）已知双缝间的距离d，测出双缝到屏的距离，测出双缝到屏的距离L，用测量头测出相邻两条亮（暗）纹间的距离用测量头测出相邻两条亮（暗）纹间的距离x，由，由（7）换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，）换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，并求出相应色光的波长。并求出相应色光的波长。为了减小误差，可测出为了减小误差，可测出n条亮（暗）间的距离条亮（暗）间的距离a，则，则:（5）分别改变滤光片和双缝，观

5、察干涉图样的变化；）分别改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化；计算单色光的波长。计算单色光的波长。（3）测测条纹间距）测测条纹间距x时，用测量头时，用测量头测测出出n条亮（暗）条亮（暗）间的距离间的距离a，再求出相邻的两条明（暗）纹间的距离，再求出相邻的两条明（暗）纹间的距离，可以减小可以减小误误差差。注意事项：注意事项：（1）单缝双缝应相互平行，其中心位于遮光筒的轴）单缝双缝应相互平行，其中心位于遮光筒的轴线上，双缝到屏的距离应相等；线上，双缝到屏的距离应相等；（2）测双缝到屏的距离）测双缝到屏的距离L可用米尺测多次，取平均值；可用米尺测多次，取平均值；2在在用用双双缝缝干干涉涉测测光光的的

6、波波长长的的实实验验中中，装装置置如图，双缝间的距离如图，双缝间的距离d=3mm（1）若测定红光的波长，应选用）若测定红光的波长，应选用色的滤光片，色的滤光片，实验时需要测定的物理量有：实验时需要测定的物理量有：和和。红红双缝到屏的距离双缝到屏的距离Ln条条纹间距条条纹间距a光源光源滤光片滤光片单缝单缝双缝双缝 遮光筒遮光筒屏屏（2）若若测测得得双双缝缝与与屏屏之之间间距距离离0.70m，通通过过测测量量头头（与与螺螺旋旋测测微微器器原原理理相相似似，手手轮轮转转动动一一周周，分分划划板板前前进进或或后后退退0.500mm）观观察察第第1条条亮亮纹纹的的位位置置如如图图（a）所所示示，观观察察

7、第第5条条亮亮纹纹的的位位置置如如图图（b）所所示示，则则可可求求出红光的波长出红光的波长=m.（保留一位有效数字）（保留一位有效数字）010152004001012345图（图（a）图（图（b）710-7解见下页解见下页（2）解）解:由读数得由读数得则则由公式由公式题目题目由薄膜前后表面反射的的两列光波叠加而成。例如肥由薄膜前后表面反射的的两列光波叠加而成。例如肥皂泡及水面上的油膜呈现的彩色花纹。皂泡及水面上的油膜呈现的彩色花纹。2.薄膜干涉薄膜干涉劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹。劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹。增透膜的厚度应该是光增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的在薄膜中波长的1/4。光的

8、衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物后光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物后面的现象。面的现象。产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸能和波产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸能和波长相比或比波长小。长相比或比波长小。光的干涉条纹和光的衍射条纹的比较光的干涉和光的衍射说明光是一种波。光的干涉和光的衍射说明光是一种波。二、光的衍射二、光的衍射1在杨氏双缝干涉实验中，如果（在杨氏双缝干涉实验中，如果（）（A）用白光作为光源）用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹屏上将呈现黑白相间的条纹（B）用红光作为光源）用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹屏上将呈现红黑相间的条纹（C）用用红红光光照照射

9、射一一条条狭狭缝缝，用用紫紫光光照照射射另另一一条条狭狭缝缝，屏上将呈现彩色条纹屏上将呈现彩色条纹（D）用用紫紫光光作作为为光光源源，遮遮住住其其中中一一条条狭狭缝缝，屏屏上上将将呈现间距不等的条纹呈现间距不等的条纹BD紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹,即间距不等的条纹，即间距不等的条纹，D对。对。解析：解析：白光作杨氏双缝干涉实验白光作杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹屏上将呈现彩色条纹,A错错用红光作光源，屏上将呈现红色两条纹与暗条纹（即黑用红光作光源，屏上将呈现红色两条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，条纹）相间，B对；对；红光和紫

10、光频率不同，不能产生干涉条纹，红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；错；三、光的偏振三、光的偏振P明明QP明明暗暗QP丙丙甲甲乙乙光的偏振说明光是横波。光的偏振说明光是横波。3下面是四种与光有关的事实下面是四种与光有关的事实用光导纤维传播信号；用光导纤维传播信号；用透明的标准样板和单色平行光检查平面的平整度用透明的标准样板和单色平行光检查平面的平整度;一束白光通过三棱镜形成彩色光带；一束白光通过三棱镜形成彩色光带；水面上的油膜呈现彩色。水面上的油膜呈现彩色。其中，与光的干涉有关的是：其中，与光的干涉有关的是：()ABCDB5下列说法正确的是下列说法正确的是()A太阳光通过三棱镜形成彩色光

11、谱，这是光的太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果干涉的结果B用光导纤维束传送图象信息，这是光的衍射用光导纤维束传送图象信息，这是光的衍射的应用的应用c眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象这是光的偏振现象D在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰水面下的景物，可使景像清晰D6下列有关光现象的说法正确的是下列有关光现象的说法正确的是（）A在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大光改为红光，则条纹间距一

12、定变大B以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射全反射，红光也一定能发生全反射D拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度一个偏振片以增加透射光的强度A解见下页解见下页【解析】【解析】根据干涉条纹的间距的公式根据干涉条纹的间距的公式可知，由于紫光的波长比红光的波长短，所以改为可知，由于紫光的波长比红光的波长短，所以改为红光后条纹间距一定增大，红光后条纹间距一定增大，A正确；正确；紫光的临界角比红光的临界角小，所以紫光发生全紫光的临界角比红光的临界角小，所以紫光发生全反射后红光不一定发生全反射，反射后红光不一定发生全反射，B错误；错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振镜是为了防止玻璃的反光，所以偏振镜是为了防止玻璃的反光，所以D错误。错误。