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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,教学ppt,*,第,2,讲,光的干涉和衍射,色散,光的偏振,激光,1,教学ppt,第 2 讲光的干涉和衍射1教学ppt,1双缝干涉,(1),让一束平行的单色光投射到一个有两条相隔很近狭缝的挡板上，平行光的光波会同时传到两狭缝上，成为两个振动情况总是相同的波源，它们发出的光在挡板后面的空间互相叠加，会产生光在一些地方互相加强、在一些地方互相削弱的干涉现象，在挡板后面的屏上产生,亮暗相间,的条纹，这就是双缝干涉,(2)产生光的干涉现象的条件,只有由相干波源(即振动情况完全相同的光源)发出的光，才能产生光的干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹,2,教学ppt,1双缝干涉2教学ppt,(3)干涉条纹的特征,单色光经双缝产生的干涉图样的亮纹(或暗纹)的宽度相等，即干涉条纹是,等间距,的，并且,亮度,相同,3,教学ppt,(3)干涉条纹的特征3教学ppt,双缝干涉用白光，屏上则出现,彩色条纹,，中间为,白色,，两侧第一组亮纹从里到外由紫到红依次排列,(4)光的干涉现象证明了光是一种波,光的颜色由光的,频率,决定,红光,频率最小，在真空中波长最长，,紫光,频率最大，在真空中波长最短由,红到紫,频率逐渐增大，在真空中波长逐渐减小,4,教学ppt,双缝干涉用白光，屏上则出现彩色条纹，中间为白,在同种介质中不同频率的可见光折射率,不同,，介质对频率高的折射率大.对红光折射率最小，对紫光折射率最大，,红,光传播速度最大，,紫,光传播速度最小,在不同介质中传播速度不同，但,频率,保持不变，,波长,变化波长、波速和频率的关系是,v,=,f,.,5,教学ppt,在同种介质中不同频率的可见光折射率不同，介质对,6,教学ppt,6教学ppt,2薄膜干涉,薄膜干涉是光照射到薄膜上时，被膜的,前、后表面反射,的两列光相叠加产生的一种干涉现象,在光的薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由,膜的厚度,决定，所以薄膜干涉中同一亮纹或同一暗纹应出现在膜的,厚度相同,的地方,由于光波波长极短，因此做薄膜干涉所用介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹,7,教学ppt,2薄膜干涉7教学ppt,3光的衍射现象,光离开直线传播路径而绕到障碍物阴影里的现象就是光的衍射现象,产生明显衍射的条件是：,障碍物或孔的尺寸比光的波长小，或者与光波长相差不多,.,光的衍射现象也是波的主要特征之一，同样可证明光具有波动性,8,教学ppt,3光的衍射现象8教学ppt,4光的色散,(1)棱镜,常用的棱镜是横截面为,三角形,的三棱镜，通常简称为棱镜,棱镜对光线的作用光线照射到棱镜的一个侧面上时，经两个侧面折射后，出射光线向棱镜的,底面,偏折；物体经棱镜所成的虚像的位置与物体的实际位置比较，像向,顶角,方向偏移,偏折角度通过棱镜的,出射光线和入射光线,的夹角，即偏折角度，跟棱镜的,折射率,有关，折射率越大，偏折角度,越大,.,9,教学ppt,4光的色散9教学ppt,(2)光的色散,复色光在介质中由于,折射率,不同而分解成单色光的现象，叫做光的色散白光通过棱镜折射后将发生色散现象,光谱，白色光通过棱镜折射后，色散成由各种色光组成的彩色光带，就是光谱光带的颜色由棱镜的顶角向底边排列依次为,红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,七种颜色,10,教学ppt,(2)光的色散10教学ppt,光的色散产生原因，是同一介质对不同色光的,折射率,不同而引起的，折射率大的偏折角大在七种色光中，紫光的折射率最大，所以紫光向棱镜底部偏折程度最大,光的色散表明：白光是,复色光,；同一介质对不同色光的折射率,不同,，不同色光在同一介质中传播速度也不同,11,教学ppt,光的色散产生原因，是同一介质对不同色光的折射率,5光的偏振现象,(1)偏振光的振动方向跟偏振片的透振方向,垂直,时，偏振光不能通过，透射光的强度为零；偏振光的振动方向跟偏振片的透振方向,平行,时，透射光的强度最强，这就是光的偏振现象,(2)光的偏振现象表明光是,横波,.,(3)光振动：光是电磁波，电磁波中电场,E,和磁感应强度,B,的振动方向都与电磁波的传播方向,垂直,.光波的感光作用和生理作用等主要由电场强度,E,所引起，因此常将,E,的振动称为光振动,12,教学ppt,5光的偏振现象12教学ppt,(4)自然光：光振动沿各个方向,均匀分布,的光就是自然光普通光源发出的光是自然光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，且各个方向上强度,相等,.,(5)偏振光：如果光振动,只沿一个特定方向,，这束光就是偏振光人们通常看到的绝大部分光都是偏振光,13,教学ppt,(4)自然光：光振动沿各个方向均匀分布的光就是,6激光,激光是从物质的,原子,中发生受激辐射，同时向同一方向产生,相同频率,的光子而发射出来的光,激光的特点有,极好的相干性,；,平行度非常好,；,亮度高,，即可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,14,教学ppt,6激光14教学ppt,1.光的干涉(双缝干涉),问题：简述形成光的干涉的条件和产生亮纹与暗纹的特点,解答：,光的干涉现象：频率相同，振动方向一致的两束光，在相遇的区域出现了稳定相间的加强区域和减弱区域的现象,15,教学ppt,1.光的干涉(双缝干涉)15教学ppt,16,教学ppt,16教学ppt,例1：,在双缝干涉实验中，以白光为光源在屏上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时(),A只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失,B红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在,C任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮,D屏上无任何光亮,17,教学ppt,例1：在双缝干涉实验中，以白光为光源在屏上观察到了,解析：,放置红、绿色滤光片后的双缝，相当于红色、绿色两个线状光源，它们不是相干光(不满足相干条件)，自然不能产生双缝干涉条纹，所以A、B错误既然滤光片可以透过红光和绿光(题目信息)，故D也错误于是正确的答案只能是C.实际上，加有滤光片后，光屏上获得的将是红光、绿光各自单缝衍射图样的重叠明确这一点，也能确定C正确,答案：C,18,教学ppt,解析：放置红、绿色滤光片后的双缝，相当于红色、绿,点评：,正确解答本题，要了解杨氏干涉的成因及杨氏巧妙地获得相干光的方法，同时准确把握干涉条件另外，本题所给四个选项，互不相容，因此本题答案具有唯一性，这一类选择题在物理学科中十分常见，可以考虑采用排除法,警示：,本题中的D项很容易出现“没有干涉，在屏上无任何亮光”的错误想法，这点要值得注意,19,教学ppt,点评：正确解答本题，要了解杨氏干涉的成因及杨氏巧妙,2.光的干涉(薄膜干涉),问题：怎样解释薄膜干涉？,解答：,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、后表面两次反射，又叠加在一起，后表面反射光的路程比前表面反射多2倍膜厚若膜厚度2倍等于波长的整数倍，两列光波加强，呈现亮纹若某种膜厚度的2倍等于半波长奇数倍，此处两列波互相减弱，出现暗纹膜厚度变化是连续的，就出现亮暗相间的干涉条纹,20,教学ppt,2.光的干涉(薄膜干涉)20教学ppt,例2：,在研究材料,A,的热膨胀特性时，可采用如图1321所示的干涉实验法,A,的上表面是一光滑平面，在,A,的上方放一个透明的平行板,B,，,B,与,A,上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气膜现在用波长为,的单色光垂,直照射，同时对,A,缓慢加热，,在,B,上方观察到,B,板的亮度发生,周期性变化当温度为,t,1,时最,亮，然后亮度逐渐减弱至最,暗；当温度升到,t,2,时，亮度再,一次回到最亮则(),图1321,21,教学ppt,例2：在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图13,A出现最亮时，,B,上表面反射光与,A,上表面反射光叠加后加强,B出现最亮时，,B,下表面反射光与,A,上表面反射光叠加后加强,C温度从,t,1,升至,t,2,过程中，,A,的高度增加,/4,D温度从,t,1,升至,t,2,过程中，,A,的高度增加,/2,解析：,从题中提到最亮，说明,t,1,时刻与,t,2,时刻单色光通过空气膜两表面叠加后振动加强，对应的光程差为波长整数倍所以选项BD正确,答案：BD,22,教学ppt,A出现最亮时，B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强,点评：,薄膜干涉的常见的应用有：照相机、望远镜的镜头表面的增透膜；检查工件表面是否平整,23,教学ppt,点评：薄膜干涉的常见的应用有：照相机、望远镜的镜头,3.衍射图样和干涉图样,问题：干涉与衍射现象有何区别？,解答：,干涉条纹特点：中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹单色光单缝衍射图像特点：中央条纹最宽最亮，两侧为间隔渐小的明暗相间的条纹,24,教学ppt,3.衍射图样和干涉图样24教学ppt,例3：,在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是(),A,a,、,c,B,b,、,c,C,a,、,d,D,b,、,d,图1322,25,教学ppt,例3：在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的,解析：,a,为双缝干涉图样，,b,、,d,为单缝衍射图样(对比看,b,应为某单色光的衍射图样，,d,应为白光的衍射图样)，,c,应该为教材中的水波的衍射图样综上所述正确答案为D.,答案： D,26,教学ppt,解析：a为双缝干涉图样，b、d为单缝衍射图样(对比,点评：,(1)光照射到一个狭缝上产生的衍射叫单缝衍射,(2)用小圆屏进行衍射实验，满足一定条件时，衍射图样是在圆盘的阴影中心出现泊松亮斑,(3)若用小圆孔进行衍射实验，衍射图样是一系列同心圆环,警示：,发生光的干涉有一定的条件，而发生光的衍射不需要条件限制，但是发生明显的衍射有一定的条件，这几个方面要分清,27,教学ppt,点评：(1)光照射到一个狭缝上产生的衍射叫单缝衍射,1.(多选),物理学家托马斯杨最先验证了光的干涉现象，实验装置如1323所示，,M,为竖直(水平)的线光源,a,(,b,)，,N,和,O,均为有狭缝的遮光屏，,P,为像屏，下列说法正确的是( ),图1323,28,教学ppt,1.(多选)物理学家托马斯杨最先验证了光的干涉现象，实,A若,M,选,a,(竖直线光源)，,N,应选3，,O,应选4，干涉图样为5,B若,M,选,a,(竖直线光源)，,N,应选1，,O,应选2，干涉图样为6,C若,M,选,b,(水平线光源)，,N,应选1，,O,应选2，干涉图样为6,D若,M,选,b,(水平线光源)，,N,应选3，,O,应选4，干涉图样为5,29,教学ppt,A若M选a(竖直线光源)，N应选3，O应选4，干,解析：,若,M,选,a,(竖直线光源)，单缝与双缝都要与之平行，且单缝距光源近，形成的干涉图样也与之平行，若选,b,水平光源，也是同样的道理,答案：BD,30,教学ppt,解析：若M选a(竖直线光源)，单缝与双缝都要与之平,2.(多选),一段时间，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬奶粉的含糖量是判断其真伪的一个重要指标可以用旋光法来测量糖的浓度，从而确定含糖量，来鉴别奶粉的真假偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度,，这一角度,称为“旋光度”，,的值只与糖溶液的浓度有关将,的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了如图1324所示，,S,是自然光源，,A,、,B,是偏振片，转动,B,，使到达,O,处的光最强然后将被测样品,P,置于,A,、,B,之间则下列说法中正确的是( ),31,教学ppt,2.(多选)一段时间，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬奶粉的,A到达,O,处光的强度会明显减弱,B到达,O,处光的强度不会明显减弱,C将偏振片,B,转动一个角度，使得,O,处光的强度最大，将偏振片,B,转过的角度等于,D将偏振片,A,转动一个角度，使得,O,处光的强度最大，将偏振片,A,转过的角度等于,图1324,32,教学ppt,A到达O处光的强度会明显减弱图132432教,解析：,自然光通过,A,、,B,两个偏振片后，欲使到达,O,点的光最强，说明,A,、,B,的透振方向相同，现将,P,置于,A,、,B,之间，由于偏振方向改变，到达,O,处的光会明显减弱，A对B错；无论是将,A,还是将,B,转动,都能使到达,B,的光的偏振方向与,B,的透振方向相同，此时虽然到达,O,点的光没有放置,P,之前强，但应是放置,P,后最强的，ACD正确,答案：ACD,33,教学ppt,解析：自然光通过A、B两个偏振片后，欲使到达O点的,3.(单选),图1325所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样，甲图为用绿光进行实验的图样，,a,为中央亮条纹；乙图为换用另一种单色光进行实验的图样，,a,为中央亮条纹，则下列说法正确的是( ),图1325,34,教学ppt,3.(单选)图1325所示为双缝干涉实验中产生的条纹,A乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长,B乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长,C乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短,D乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短,35,教学ppt,A乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长,36,教学ppt,36教学ppt,4.,如图1326为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大可改用波长更(填“长”或“短”)的单色光，或是使双缝与光屏间的距离(填“增大”或“减小”),图1326,37,教学ppt,4.如图1326为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条,38,教学ppt,38教学ppt,
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