物理：《光的干涉》

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,*,光的干涉,光的直线传播,彩 虹,干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象,1801,年，英国物理学家托马斯,杨（,17731829,）在实验室里成功的观察到了光的干涉,单色激光束,屏,中央亮条纹,明暗相间,等间距,双缝干涉图样,图样有何特征？,S,1,S,2,亮条纹的中心线,亮条纹的中心线,暗条纹的中心线,暗条纹的中心线,双缝,光屏上何处出现亮条纹？何处出现暗条纹？,讨论：,S,1,S,2,P,1,S,P,1,S,2,P,1,S,1,= S,光程差,双缝干涉图样分析,亮条纹,暗条纹,单色激光束,（,1,）出现亮条纹和暗条纹的条件,（,n=0,，,1,，,2,，,3,）,（,n=0,，,1,，,2,，,3,）,双缝,S,1,S,2,屏幕,P,1,第一亮纹,=,P,中央亮纹,=0,P,2,第二亮纹,=2,P,3,/,第三亮纹,=3,P,3,第三亮纹,=3,P,3,/,第二亮纹,=2,P,3,/,第一亮纹,=,双缝,S,1,S,2,屏幕,P,1,第一亮纹,=,P,中央亮纹,=0,P,2,第二亮纹,=2,P,3,/,第三亮纹,=3,P,3,第三亮纹,=3,P,3,/,第二亮纹,=2,P,3,/,第一亮纹,=,Q,2,第二暗纹,Q,1,第一暗纹,Q,3,第三暗纹,Q,3,/,第三暗纹,Q,2,/,第二暗纹,Q,1,/,第一暗纹,=5/2,=/2,=3/2,=5/2,=3/2,=/2,不同单色光的双缝图样干涉比较,红光,蓝光,探究：,相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距,x,与什么有关？,亮条纹的中心线,探究,1:d,减小，其他条件不变,X,如何变化？,d,探究,2,：,L,增大，其他条件不变,X,如何变化？,屏,B,L,2,屏,A,L,1,探究,3,：波长增大，其他条件不变,X,如何变化？,亮,亮,亮,亮,L,L,结论：,双缝的间距,d,越小，屏到挡板间的距离,L,越大，光的波长,越大则相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距,x,越大。,理论上可以证明：,S,1,S,2,P,1,S,单色激光束,相干波源,如果两个光源发出的光能够产生干涉，这样的两个光源叫做相干光源。,上一章学过，两列波要产生干涉，它们的频率必须相同，而且相位差要保持不变。只有这样，一旦它们在空间某点产生的震动相互加强，才会一直是相互加强的关系，否则不可能出现干涉现象。,室内的白炽灯是各种独立的光源，不符合产生干涉的条件。所以房间里的两盏灯发出的光不会发生干涉。,各色光在真空中的波长,光的,颜色,波长,nm,光的,颜色,波长,nm,红,770620,绿,580490,橙,620600,蓝靛,490450,黄,600580,紫,450400,红光,波长最,大,，,紫光波长最,小,光的波长的测定：,练习,:,1,用两个红灯照射白墙，在墙上会看到（ ）,A 明暗相间的条纹 B 彩色条纹,C 一片红光 D 晃动的条纹,C,2,.在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差,s,=0.6m；若分别用频率为f,1,=5.0,10,14,Hz和频率为f,2,=7.5,10,14,Hz的单色光垂直照射双缝隙，则P点出现条纹的情况是以下哪种( ),A.用频率f,1,的单色光照射时，P点出现明条纹,B.用频率f,2,的单色光照射时，P点出现明条纹,C.用频率f,1,的单色光照射时，P点出现暗条纹,D.用频率f,2,的单色光照射时，P点出现暗条纹,AD,C,3,. 如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P处为第二亮条纹，改用频率较高的单色光重做实验,其他条件不变时，则第二亮条纹的位置,( ),A 仍在P处,B 在P点的上方,C 在P点的下方,D 将不存在亮条纹,0,2,1,1,2,P,红光,白光,各种光的不同颜色，实际反映了它们不同的波长（或频率）用白光做双缝干涉实验，由于白光内各种单色光的干涉条纹间距不同，在屏上会出现彩色条纹,白光干涉,不同颜色的光，波长不同,白光双缝干涉条纹特点：,彩色条纹,中央明条纹是白色的,让一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉,薄膜干涉,干涉条纹形成的原因：,竖立的肥皂薄膜在重力作用下形成了上薄下厚的楔形。当酒精灯的火焰照射到薄膜上时，分别从膜的前表面和后表面反射的两列光波，它们频率相同，方向一致，能产生干涉。在薄膜的某些地方，两列光波反射回来时，恰是波峰和波峰叠加，波谷和波谷叠加，使光波的振动加强，形成亮条纹；而在另一些地方，两列光波的波峰和波谷叠加，使光波的振动互相抵消，形成暗条纹。,不同单色光的薄膜干涉条纹,可见，波长,越长，干涉条纹越宽,1,、,在薄膜干涉中，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明条纹（暗条纹）应出现在膜的厚度相等的地方由于光波波长极短，所以微薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹,2,、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，阳光下的肥皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉,白光的薄膜干涉条纹,彩色条纹,水面上的油膜呈彩色,