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第二十章第二十章 光的本性光的本性光的干涉和光的衍射光的干涉和光的衍射第二十章 光的本性光的干涉和光的衍射1光到底是什么？1717世世纪明确形成明确形成了两大了两大对立学立学说牛牛顿惠更斯惠更斯微粒微粒说波波动说1919世世纪初初证明了明了波波动说的正确性的正确性由于波由于波动说没有没有数学基数学基础以及牛以及牛顿的威望使得微的威望使得微粒粒说一直占上一直占上风1919世世纪末光末光电效效应现象使得象使得爱因斯坦在因斯坦在2020世世纪初提出了初提出了光子光子说：光具有粒子性：光具有粒子性这里的光子完全不同于牛里的光子完全不同于牛顿所所说的的“微粒微粒”光到底是什么？17世纪明确形成了两大对立学说牛顿惠2复习复习什么是机械波什么是机械波?机械振动在介质中的传播称为机械波机械振动在介质中的传播称为机械波注意注意:机械波只是机械振动这种振动形式在介质中的传播波的叠加波的叠加当两列频率相同的两列波在介质中传播当两列频率相同的两列波在介质中传播相遇会出现什么现象呢相遇会出现什么现象呢?复习什么是机械波?机械振动在介质中的传播称为机械波注意:机械3波的干涉波的干涉频率相同频率相同的波叠加时的波叠加时,空间某些区域的振幅加空间某些区域的振幅加强强,另一些区域的振幅减弱另一些区域的振幅减弱,这种现象叫做波的这种现象叫做波的干涉干涉波的干涉条件波的干涉条件:两列波的频率必顷相两列波的频率必顷相同同 干涉干涉现象是波象是波动独有的特征，两列独有的特征，两列频率率相同的波在相遇的区域里叠加相同的波在相遇的区域里叠加,出出现了某些区了某些区域的振域的振动总是加是加强，某些区域的振，某些区域的振动总是减弱是减弱的相互的相互间隔的干涉隔的干涉现象。象。请问：如果光真的是一种波，就必然会如果光真的是一种波，就必然会观察到察到光的干涉光的干涉现象，干涉象，干涉图样将是怎将是怎样的？的？波的干涉频率相同的波叠加时,空间某些区域的振幅加强,另一些区418011801年，英国物理学家托年，英国物理学家托马斯斯 杨（1773182917731829）在）在实验室里成功的室里成功的观察到了光的干涉察到了光的干涉光的干涉光的干涉1801年，英国物理学家托马斯杨（177318295光的干涉光的干涉双双缝干涉干涉激光束激光束双双缝屏屏屏上看到明暗相屏上看到明暗相间的条的条纹光的干涉双缝干涉激光束双缝屏屏上看到明暗相间的条纹6光的干涉光的干涉双双缝干涉干涉P r=P1S2P1S1光程差光程差S1S2dP1PP2相干波源是哪两个相干波源是哪两个？S1、S2P1光的干涉双缝干涉P r=P1S2P1S1光程差S1S27光的干涉光的干涉双缝干涉 光光屏屏上上某某点点到到双双缝的的 路路程程差差（光光程程差差）为半半波波长的的奇奇数数倍倍时，该点点出出现暗暗条条纹D=(2n+1)/2（n=1、3、5）请问请问（1）什么情况下出现明条纹？什么情况下出现明条纹？光屏上某点到双光屏上某点到双缝的路程差（光程差）的路程差（光程差）为波波长的整数的整数倍倍时，该点出点出现亮条亮条纹。D=n(n=0、1、3)（2）什么情况下出现暗条纹？）什么情况下出现暗条纹？S1S2P1Pd光的干涉双缝干涉 光屏上某点到双缝的 路程8光的干涉光的干涉双双缝干涉干涉请问：请问：（1）改用不同颜色的光做该实验，条纹宽）改用不同颜色的光做该实验，条纹宽度是否相同？什么颜色的光条纹宽度最大？度是否相同？什么颜色的光条纹宽度最大？红光干涉条纹最宽、紫红光干涉条纹最宽、紫光的干涉条纹宽度最窄光的干涉条纹宽度最窄(p)S1S2P1Pl1（2）屏到光源距离改）屏到光源距离改变，条纹宽度会改变变，条纹宽度会改变吗？吗？随屏到光源的距离的随屏到光源的距离的增大而增大增大而增大（x=L/d）注：注：Ld光的干涉双缝干涉请问：（1）改用不同颜色的光做该实验，条纹宽9光的干涉光的干涉双双缝干涉干涉请问请问：如果改用白光做双缝干涉实验，：如果改用白光做双缝干涉实验，能看到白色的明暗相间的条纹吗？能看到白色的明暗相间的条纹吗？原因：原因：由于白光内各种由于白光内各种单色光的干涉条色光的干涉条纹间距不同，在屏上会出距不同，在屏上会出现彩色条彩色条纹白光白光光的干涉双缝干涉请问：如果改用白光做双缝干涉实验，能看到白色10光的干涉光的干涉薄膜干涉薄膜干涉 让一一束束光光经薄薄膜膜的的两两个个表表面面反反射射后后，形形成成的的两两束束反反射射光光产生生的的干干涉涉现象叫象叫薄膜干涉薄膜干涉实验演示实验演示光的干涉薄膜干涉 让一束光经薄膜的两个表面反11请问请问（1）薄膜干涉中的相干光源来自于薄膜干涉中的相干光源来自于哪里？哪里？薄膜的前后两个反射面薄膜的前后两个反射面（2）怎样观察才能看到干涉图样？怎样观察才能看到干涉图样？人与火焰同侧（入射光侧）人与火焰同侧（入射光侧）薄膜干涉在生产技术中的应用：薄膜干涉在生产技术中的应用：用干涉法检查表面是否平整用干涉法检查表面是否平整、增透膜、增透膜请问（1）薄膜干涉中的相干光源来自于哪里？薄膜的前后两个反射12干涉法检查表面的平整程度：干涉法检查表面的平整程度：干涉法检查表面的平整程度：13光的干涉光的干涉薄膜干涉增透膜增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波长的度等于入射光的在薄膜中的波长的1/4时，从薄时，从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量，个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量，增强了透射光的能量，称为增强了透射光的能量，称为增透膜增透膜。光的干涉薄膜干涉增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度14波的波的衍射衍射波绕过障碍物传帮带播的现象波绕过障碍物传帮带播的现象,叫做波的衍射叫做波的衍射现象现象波的衍射条件波的衍射条件:障碍物或缝的尺寸比波长小障碍物或缝的尺寸比波长小,至少跟波长差不多至少跟波长差不多光既然是一种波光既然是一种波,但是在生活中我很少但是在生活中我很少观察到光得衍射现象呢观察到光得衍射现象呢?原因原因:可见光的波长只有十分之几微米可见光的波长只有十分之几微米,因因此通常的物体都比其大得多此通常的物体都比其大得多波的衍射波绕过障碍物传帮带播的现象,叫做波的衍射现象波的衍射15下面就让我们一起来观察光的衍射现象下面就让我们一起来观察光的衍射现象实验演示实验演示注意：注意：“光的直线传播光的直线传播”只是一种只是一种特殊的情况。即光在没有障碍物的特殊的情况。即光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的或在障均匀介质中是沿直线传播的或在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显也可认为光况下，衍射现象不明显也可认为光是沿直线传播是沿直线传播下面就让我们一起来观察光的衍射现象实验演示注意：“光的直线传161、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到彩色的干涉条纹，若在双缝中的一缝前放观察到彩色的干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前入一绿色滤光片，这时一红色滤光片，另一缝前入一绿色滤光片，这时()A、只有红色和绿色的干涉条纹，其他颜色的条纹只有红色和绿色的干涉条纹，其他颜色的条纹消失消失B、红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在干涉条纹依然存在C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮有光亮D、屏上无任何光亮屏上无任何光亮巩固练习巩固练习C1、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到彩色的干涉172、如图所示，是用干涉法检查某厚玻璃的上表面是否、如图所示，是用干涉法检查某厚玻璃的上表面是否平整的装置，所用单色光做光源，检查中所观察到的干平整的装置，所用单色光做光源，检查中所观察到的干涉条纹是由下列两个表面反射的光线叠加而成的？涉条纹是由下列两个表面反射的光线叠加而成的？()A、a的上表面和的上表面和b的下表面的下表面B、a的上表面和的上表面和b的上表面的上表面C、a的下表面和的下表面和b的上表面的上表面D、a的下表面和的下表面和b的下表面的下表面C2、如图所示，是用干涉法检查某厚玻璃的上表面是否平整的装置，183、下下列列现现象象中中，属属于于光光的的干干涉涉现现象象的的是是 A肥皂泡上的彩色条纹肥皂泡上的彩色条纹B雨后天边出现彩虹雨后天边出现彩虹C早晨东方天边出现红色朝霞早晨东方天边出现红色朝霞D荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮A4点点光光源源照照射射一一个个障障碍碍物物，在在屏屏上上所所成成的的阴阴影影的边缘部分模糊不清，产生的原因是的边缘部分模糊不清，产生的原因是 A光的反射光的反射 B光的折射光的折射C光的干涉光的干涉 D光的衍射光的衍射D3、下列现象中，属于光的干涉现象的是 A4点光源193 3、干涉条纹与衍射条纹的区别、干涉条纹与衍射条纹的区别 干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。度向两边减弱较慢。衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。（双（双缝）干涉）干涉图样（单缝）衍射）衍射图样双缝间距越小，条纹间距越大双缝间距越小，条纹间距越大单缝宽度越小，条纹间距越大单缝宽度越小，条纹间距越大（单色光）波长越小，条纹间（单色光）波长越小，条纹间距越小距越小（单色光）波长越小，条纹间（单色光）波长越小，条纹间距越小距越小单单色色光光形形成成明明暗暗条条纹纹，白白光光形形成彩色条纹成彩色条纹单单色色光光形形成成明明暗暗条条纹纹，白白光光形形成彩色条纹成彩色条纹3、干涉条纹与衍射条纹的区别 干涉：等距的明暗相间的条纹，亮20谢谢配合！谢谢配合！谢谢配合！21饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国22饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国23饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国24饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国25饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国26饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国27饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国28饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国29饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国30饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国31
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