白光的薄膜干涉条纹课件

绚丽的彩虹绚丽的彩虹璀璨的钻石璀璨的钻石 你想知道这些美丽的现你想知道这些美丽的现象是如何产生的么？象是如何产生的么？缤纷的气泡 你想知道这些美丽的现象是如何产生的么？缤纷的气光的颜色光的颜色 色散色散张孝伟张孝伟光的颜色 色散张孝伟学习目标v1 1知道不同颜色的光，波长不同知道不同颜色的光，波长不同。v2 2知道什么是色散，了解什么是光谱知道什么是色散，了解什么是光谱。v3 3通过实验初步认识薄膜干涉现象，了解其应用。通过实验初步认识薄膜干涉现象，了解其应用。v4 4经历不同物理过程中光的色散现象的探究过程，经历不同物理过程中光的色散现象的探究过程，了解色散在生活中的应用。了解色散在生活中的应用。v5 5通过自然界中的光现象通过自然界中的光现象虹的教学及色散现象虹的教学及色散现象的教学激发学生对大自然的热爱以及对自然之谜的的教学激发学生对大自然的热爱以及对自然之谜的求知欲望。求知欲望。学习目标1知道不同颜色的光，波长不同。红光红光白光白光光的颜色光的颜色色散色散蓝光蓝光双缝干涉现象双缝干涉现象光的颜色由什么决定呢？光的颜色由什么决定呢？红光白光光的颜色 色散蓝光双缝干涉现象光的颜色由什么决定1.1.光的颜色由光的光的颜色由光的频率（波长）频率（波长）决定。决定。2.2.含有多种颜色的光被分解为单色光的含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做现象叫做光的色散光的色散。3.3.含有多种颜色的光被分解后，各种色含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其光按其波长波长的有序排列，就是光谱。的有序排列，就是光谱。光的颜色光的颜色色散色散1.光的颜色由光的频率（波长）决定。光的颜色 色散760400620600580490450430蓝红橙黄绿青白光的薄膜干涉条纹白光的薄膜干涉条纹白光的薄膜干涉条纹白光的薄膜干涉条纹彩色条纹彩色条纹彩色条纹彩色条纹水面上的油膜呈彩色水面上的油膜呈彩色薄膜干涉中的色散薄膜干涉中的色散1 1 1 1、薄膜干涉现象、薄膜干涉现象、薄膜干涉现象、薄膜干涉现象白光的薄膜干涉条纹彩色条纹水面上的油膜呈彩色薄膜干涉中的色实验：薄膜干涉产生的色散实验：薄膜干涉产生的色散实验：薄膜干涉产生的色散实验：薄膜干涉产生的色散 阳光照在空中飞舞的肥皂泡上，会产生彩色的条纹，阳光照在空中飞舞的肥皂泡上，会产生彩色的条纹，这就是薄膜干涉所产生的这就是薄膜干涉所产生的色散色散现象。现象。实验：薄膜干涉产生的色散 阳光照在空中飞舞的肥皂泡上，现象解释现象解释薄膜薄膜第一个界面的反射光第一个界面的反射光第一个界面的反射光第一个界面的反射光第一个界面的反射光第一个界面的反射光第二个界面的反射光第二个界面的反射光第二个界面的反射光第二个界面的反射光第二个界面的反射光第二个界面的反射光单色光入射 两个界面的反射光频率两个界面的反射光频率相同，会发生干涉。相同，会发生干涉。光程差光程差=2d若若=n，该处为亮条纹该处为亮条纹若若=，该处为暗条该处为暗条纹纹 由于重力作用，薄膜厚由于重力作用，薄膜厚度由上至下递增，会呈现明度由上至下递增，会呈现明暗相间条纹。暗相间条纹。若入射光为白光，则会呈现彩色条纹。若入射光为白光，则会呈现彩色条纹。现象解释薄膜第一个界面的反射光第一个界面的反射光第一个界面的薄膜干涉薄膜干涉1、定义：、定义：由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成薄膜干涉1、定义：由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成产生原因是当肥皂膜竖直放置，由于重力作用，产生原因是当肥皂膜竖直放置，由于重力作用，膜上薄下厚。光照射到肥皂膜上，经前后膜两膜上薄下厚。光照射到肥皂膜上，经前后膜两次反射，又叠加在一起，后膜反射光的路程比次反射，又叠加在一起，后膜反射光的路程比前膜反射多前膜反射多2倍膜厚。若膜厚度倍膜厚。若膜厚度2倍等于波长整倍等于波长整数倍，两列光波加强，呈现明纹。若某种膜厚数倍，两列光波加强，呈现明纹。若某种膜厚度度2倍等于半个波长奇数倍，此处两处两列波互倍等于半个波长奇数倍，此处两处两列波互相减弱，出现暗纹。膜厚度变化是连续的，就相减弱，出现暗纹。膜厚度变化是连续的，就了现明暗相间条纹。了现明暗相间条纹。薄膜干涉：产生原因薄膜干涉：产生原因产生原因是当肥皂膜竖直放置，由于重力作用，膜上薄下厚。光照射用单色光照射肥皂薄膜时，发生光的干用单色光照射肥皂薄膜时，发生光的干涉现象，这时（涉现象，这时（）A A、看到的干涉图样是明暗相间的条纹看到的干涉图样是明暗相间的条纹B B、从光源所在同一侧才能看到干涉图样从光源所在同一侧才能看到干涉图样C C、从光源的另一侧才能看到干涉图样从光源的另一侧才能看到干涉图样D D、从光源发出的光与肥皂膜表面反射的从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发生干涉，形成干涉图样光发生干涉，形成干涉图样ABAB用单色光照射肥皂薄膜时，发生光的干涉现象，这时（）薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用 a.a.干涉法检查平面干涉法检查平面 原理：在被检平面与透明样板间垫一个薄片，原理：在被检平面与透明样板间垫一个薄片，使其间形成一个楔形的空气薄层当用单色光使其间形成一个楔形的空气薄层当用单色光从上面照射时，入射光从空气层的上、下表面从上面照射时，入射光从空气层的上、下表面反射出两列光波，于是从反射光中看到干涉条反射出两列光波，于是从反射光中看到干涉条纹纹薄膜干涉的应用a.干涉法检查平面 原理：在被检平面与透明样板劈形空气薄层劈形空气薄层标准样板标准样板被检测平面被检测平面光在空气层的上下表面发生反射光在空气层的上下表面发生反射,这两这两束反射光发生干涉束反射光发生干涉.如果被检测表面如果被检测表面的平整的的平整的,将看到与将看到与底线平行的干涉条底线平行的干涉条纹纹.检查工件的平整度检查工件的平整度劈形空气薄层标准样板被检测平面 光在空气层的上下左凹右凸左凹右凸左凹右凸b.b.增透膜增透膜 原理：原理：当当薄膜的厚度是入射光在薄膜中薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的波长的时时，在薄膜的两个面上的，在薄膜的两个面上的反射光，光程差恰好等于半波长，因而反射光，光程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到减小反射光，增大透射相互抵消，达到减小反射光，增大透射光的作用光的作用思考思考:增透膜能否将增透膜能否将所有反射光都抵消所有反射光都抵消 思考思考:怎样来确定增透膜的厚度？怎样来确定增透膜的厚度？b.增透膜 原理：当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的时因为人的视觉最敏感的色光为绿光，因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以所以增透膜的厚度为绿光在增透膜中增透膜的厚度为绿光在增透膜中波长的波长的1/41/4。以增大绿光的透射强度。以增大绿光的透射强度。因为红光与紫光反射强度大，所以因为红光与紫光反射强度大，所以照照相机的镜头常呈淡紫色或蓝色相机的镜头常呈淡紫色或蓝色照相机和望远镜照相机和望远镜因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以增透膜的厚度为绿光在增透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拓展：拓展：干涉干涉装置装置另一种实现光的干涉装置 牛顿环拓展：干涉装置有种灯具俗称有种灯具俗称 冷光灯冷光灯，用它照射物品处，用它照射物品处产生的热效应大大降低，这种灯降低热效产生的热效应大大降低，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氧化镁），玻璃表面上镀一层薄膜（例如氧化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的红外线热效应。以的红外线热效应。以表示此红外线的波表示此红外线的波长，则所镀膜的厚度最小应为：长，则所镀膜的厚度最小应为：A A、/8;/8;B B、/4;/4;C C、/2;/2;D D、B有种灯具俗称冷光灯，用它照射物品处产生的热效应大大降低，如如图图所所示示是是用用于于干干涉涉法法检检查查某某块块厚厚玻玻璃璃的的上上表表面面是是否否平平的的装装置置，所所用用单单色色光光是是用用普普通通光光源源加加滤滤光光片片产产生生的的，检检查查中中所所观观察察到到的的干干涉涉条条纹纹，是是由由下下列列哪哪个表面反射的光线叠加而成的（个表面反射的光线叠加而成的（）A Aa a的上表面和的上表面和b b的下表面的下表面B Ba a的上表面和的上表面和b b的上表面的上表面C Ca a的下表面和的下表面和b b的下表面的下表面D Da a的下表面和的下表面和b b的上表面的上表面D如图所示是用于干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平的装置，所用5 5一束单色平行光，通过双缝在屏上得一束单色平行光，通过双缝在屏上得到干涉条纹，则到干涉条纹，则()A A相邻明条纹或暗条纹的间距不相等相邻明条纹或暗条纹的间距不相等B B用红光做实验比用紫光做实验得到的用红光做实验比用紫光做实验得到的明条纹或暗条纹的间距大明条纹或暗条纹的间距大C C屏上某暗条纹中一点到两缝的距离的屏上某暗条纹中一点到两缝的距离的差等于半波长的奇数倍差等于半波长的奇数倍D D如改用白光做实验，得不到干涉条纹如改用白光做实验，得不到干涉条纹BC5一束单色平行光，通过双缝在屏上得到干涉条纹，则(6 6如图是双缝干涉的实验装置，其光如图是双缝干涉的实验装置，其光屏上屏上P P处发现明条纹，则双缝到光屏上处发现明条纹，则双缝到光屏上P P点的距离之差为点的距离之差为()A A光波的半波长的奇数倍光波的半波长的奇数倍B B光波的波长的奇数倍光波的波长的奇数倍C C光波的半波长的偶数倍光波的半波长的偶数倍D D光波的波长的偶数倍光波的波长的偶数倍C6如图是双缝干涉的实验装置，其光屏上P处发现明条纹，则双缝光的颜色光的颜色色散色散 分别用红光与蓝光射向同一个单缝，缝后分别用红光与蓝光射向同一个单缝，缝后的屏上会出现明暗相间的衍射条纹，但条纹的的屏上会出现明暗相间的衍射条纹，但条纹的间距也不相同，因此用白光做单缝衍射的实验，间距也不相同，因此用白光做单缝衍射的实验，同样也会在光屏上看到彩色的条纹。同样也会在光屏上看到彩色的条纹。红光红光蓝光蓝光白光白光单缝衍射中的色散单缝衍射中的色散光的颜色 色散 分别用红光与蓝光射向同一个单缝，缝白光的薄膜干涉条纹课件实验：光的色散实验：光的色散实验：光的色散实验：光的色散折射中的色散折射中的色散实验：光的色散折射中的色散思考思考思考思考1 1 1 1：一束白光为什么会变成条彩色光带？这一现：一束白光为什么会变成条彩色光带？这一现：一束白光为什么会变成条彩色光带？这一现：一束白光为什么会变成条彩色光带？这一现 象说明了什么问题象说明了什么问题象说明了什么问题象说明了什么问题?思考思考思考思考3 3 3 3：光从一种介质进入另一种介质，频率会变吗？：光从一种介质进入另一种介质，频率会变吗？：光从一种介质进入另一种介质，频率会变吗？：光从一种介质进入另一种介质，频率会变吗？思考思考思考思考2 2 2 2：光从一种介质进入另一种介质，光速会变吗？：光从一种介质进入另一种介质，光速会变吗？：光从一种介质进入另一种介质，光速会变吗？：光从一种介质进入另一种介质，光速会变吗？思考思考思考思考4 4 4 4：光从一种介质进入另一种介质，波长会变吗？：光从一种介质进入另一种介质，波长会变吗？：光从一种介质进入另一种介质，波长会变吗？：光从一种介质进入另一种介质，波长会变吗？现象解释棱镜光屏思考1：一束白光为什么会变成条彩色光带？这一现思考3：光从一光线偏底现象光线偏底现象光线偏底现象白光的薄膜干涉条纹课件课堂小结课堂小结1.1.色散：将复色光分解成单色光的现象。色散：将复色光分解成单色光的现象。2.2.产生色散现象的原因：不同单色光在介质中产生色散现象的原因：不同单色光在介质中的频率、波长、折射率、传播速度均不同。的频率、波长、折射率、传播速度均不同。3.3.可见光的可见光的f、n、v的规律：的规律：红光红光紫光紫光fnv课堂小结1.色散：将复色光分解成单色光的现象。红光紫光fnv 取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出膜，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出膜，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出膜，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹。两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹。两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹。两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹。标准样板标准样板待检部件待检部件空气薄层空气薄层1 1 1 1、利用光的干涉检查平整度、利用光的干涉检查平整度、利用光的干涉检查平整度、利用光的干涉检查平整度薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用 取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端如如果果被被检检表表面面是是平平的的，产产生生的的干干涉涉条条纹纹就就是是平平行行的的,如如图图（b b）所所示示；如如果果观观察察到到的的干干涉涉条条纹纹如如图图（c c）所所示示，则则表表示示被被检检测测表表面面微微有有凸凸起起或或凹凹下下，这这些些凸凸起起或或凹凹下下的的地地方方的的干干涉涉条条纹纹就就弯弯曲曲。从从弯弯曲曲的的程程度度就就可可以以了了解解被被测测表表面面的的平平整整情情况况。这这种种测测量量精精度度可可达达1010-6-6cmcm。检检查查表表面面的的平整程度平整程度(a)(b)(c)单色光单色光标准样板标准样板薄片薄片被检测平面被检测平面注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的,如图（b）所示白光的薄膜干涉条纹课件