【公开课】光的干涉+课件高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册+.pptx
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1、1 1、干涉的条件、干涉的条件(1)(1)两波源的频率相同。两波源的频率相同。(3)(3)振动方向相同。振动方向相同。(2)(2)相位差恒定。相位差恒定。振动加强点的位置振动减弱点的位置2 2、加强点和减弱点的加强点和减弱点的判断判断复习回顾复习回顾第四章第四章 光光3 3、光的干涉、光的干涉C CO ON NT TE EN NT TS S0101010102020202干 涉 条 纹 和 波长 之 间 的 关 系0303030304040404目录典 型 例 题光 的 双 缝 干 涉了解薄膜干涉1.1.光要发生干涉现象需要满足什么条件?光要发生干涉现象需要满足什么条件?2.2.该怎样获得相干
2、光呢?该怎样获得相干光呢?频率相同频率相同,振动方向相同振动方向相同,相位差恒定相位差恒定思考:思考:怎样才能观察到光的怎样才能观察到光的干涉干涉现象呢?现象呢?光到底是波还是粒子,人们对此进行了很长时间的争论人们知道,干涉是波特有的性质,只要是波都可以发生干涉托马斯托马斯托马斯托马斯杨杨杨杨英国物理学家托马斯-杨,首次利用双缝实验得到了光的干涉图样颜色相同同一束光一、光的双缝干涉一、光的双缝干涉18011801年托马斯年托马斯杨寻找到的杨寻找到的相干光源相干光源(1)(1)单单缝缝作作用用:获获得得一一束束线线光光源源,使使光光源源有有唯唯一一频频率率(单单色色光光)和和振振动动情情况况,也
3、也可可用激光直接照射双缝用激光直接照射双缝。(2)(2)双双缝缝作作用用:把把一一束束光光分分成成两两列列频频率率相相同同、相相位位差差恒恒定定、振振动动方方向向相相同同的的相相干干光光。双缝间距为双缝间距为 0.1mm0.1mm。光光光光束束束束单缝单缝单缝单缝双缝双缝双缝双缝红滤色片红滤色片红滤色片红滤色片 (激光激光激光激光)屏幕屏幕屏幕屏幕s s s s0 0 0 0s s s s1 1 1 1s s s s2 2 2 2 2005200520052005年年年年 杨氏双缝实验被评为历史上十大最美丽实验之一。杨氏双缝实验被评为历史上十大最美丽实验之一。杨氏双缝实验被评为历史上十大最美丽
4、实验之一。杨氏双缝实验被评为历史上十大最美丽实验之一。实验过程实验过程 如如图图,让让一一束束平平行行的的单单色色光光投投射射到到一一个个有有两两条条狭狭缝缝S S1 1和和S S2 2的的挡挡板板上上,狭狭缝缝S S1 1和和S S2 2相相距距很很近近,两两条条狭狭缝缝就就产产生生两两个个光光源源,它它们们的的振振动动情情况况总总是是相相同同的的,两两光光源源发发出出的的光光在在挡挡板板后后面的空间互相面的空间互相叠加叠加。双缝干涉的示意图实验结论:实验结论:证明光是一种证明光是一种波波1.1.1.1.实验现象:实验现象:实验现象:实验现象:屏上形成的屏上形成的屏上形成的屏上形成的明暗相间
5、条纹明暗相间条纹明暗相间条纹明暗相间条纹叫做叫做叫做叫做干涉图样干涉图样干涉图样干涉图样2.2.干涉图样的特点:干涉图样的特点:等间距、等间距、中央为亮条纹中央为亮条纹明暗相间、明暗相间、讨论讨论讨论讨论1 1 1 1:为什么有的地方亮一些有些地方暗一些?为什么有的地方亮一些有些地方暗一些?为什么有的地方亮一些有些地方暗一些?为什么有的地方亮一些有些地方暗一些?红滤色片红滤色片单缝单缝S1S2S*屏幕屏幕实验现象解读实验现象解读亮条纹为波峰与波峰(波谷与波谷)相遇,即振动加强点暗条纹为波峰波谷相遇,即振动减弱点双缝S1S2屏幕P1 第一亮纹第一亮纹 r=P 中央亮纹中央亮纹 r=0P2 第二亮
6、纹第二亮纹 r=2P3/第三亮纹第三亮纹 r=3P3 第三亮纹第三亮纹 r=3P3/第二亮纹第二亮纹 r=2P3/第一亮纹第一亮纹 r=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r=5/2r=/2r=3/2r=5/2r=3/2r=/2讨论讨论2 2:亮纹和暗纹依次出现满足什么规律呢?亮纹和暗纹依次出现满足什么规律呢?振动加强点条件:振动加强点条件:(亮条纹)(亮条纹)振动减弱点条件:振动减弱点条件:(暗条纹)(暗条纹)P中央中央亮纹亮纹 由于从由于从S S1 1S S2 2发出的光是发出的光是振动情况完
7、全相振动情况完全相同同,又经过,又经过相同的路程相同的路程到达到达P P点,其中一条光点,其中一条光传来的是波峰,另一条传来的也一定是波峰,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,另一条传来的也其中一条光传来的是波谷,另一条传来的也一定是波谷,在一定是波谷,在P P点激起的振动总是波峰与波点激起的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇,振幅峰相遇或波谷与波谷相遇,振幅A AA A1 1+A+A2 2为为最大,最大,P P点总是振动加强的地方点总是振动加强的地方,故应出现亮,故应出现亮纹,这一条亮纹叫纹,这一条亮纹叫中央亮纹中央亮纹。双缝双缝S1S2屏幕屏幕讨论讨论3 3
8、:中央中央P P处处为什么一定是为什么一定是亮纹亮纹3如如图图所示,用所示,用频频率率为为f的的单单色光(激光)垂直照射双色光(激光)垂直照射双缝缝,在光屏的,在光屏的P点点出出现现第第2条暗条条暗条纹纹,已知光速,已知光速为为c,则则P到双到双缝缝S1、S2的距离之差的距离之差|r1r2|应应为为()()B二、干涉条纹和光的波长之间的关系二、干涉条纹和光的波长之间的关系双缝双缝S1S1S2S2屏幕屏幕什么是干涉条纹的间距什么是干涉条纹的间距(条纹宽度条纹宽度)?)?x xx x条纹间距的含义:相邻两条亮纹(或暗条纹间距的含义:相邻两条亮纹(或暗纹)中心之间的距离叫做条纹间距。纹)中心之间的距
9、离叫做条纹间距。我们所说的亮纹是指最亮的地方,暗纹我们所说的亮纹是指最亮的地方,暗纹是最暗的地方,从最亮到最暗有一个过渡,是最暗的地方,从最亮到最暗有一个过渡,条纹间距实际上是最亮和最亮或最暗和最条纹间距实际上是最亮和最亮或最暗和最暗之间的距离。暗之间的距离。如图所示,双缝间距为如图所示,双缝间距为d d,双缝到屏的距离为,双缝到屏的距离为l l。双缝。双缝S S1 1、S S2 2的连线的的连线的中垂线与屏的交点为中垂线与屏的交点为P P。对屏上与。对屏上与P P距离为距离为x x的一点的一点 P P1 1,两缝与,两缝与P P1 1的距的距离离P P1 1 S S1 1r r1 1,P P
10、1 1 S S2 2r r2 2。S S1 1S S2 2P P1 1P Pldxr2r1M当两列波的路程差为波长的整数倍,即当两列波的路程差为波长的整数倍,即相邻两个明相邻两个明(或暗或暗)条纹之间的距离为条纹之间的距离为在线段在线段P1 S2上作上作P1 M P1 S1,则,则S2Mr2r1,因因dl,三角形,三角形S1S2M可看做直角三角形。可看做直角三角形。有:有:r2r1dsin(令令S2S1M)另:另:xltan lsin 时才会出现亮条纹,亮条纹位置为:时才会出现亮条纹,亮条纹位置为:相邻明(暗)纹间的距离大小的影响因素:相邻明(暗)纹间的距离大小的影响因素:(2 2)双缝之间的
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