光的干涉及应用

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,*,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,*,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,*,光的干涉及应用,彩虹摄于西藏阿里高原,地上的油膜,肥皂泡,光是在空间传播的某种波,光是一种物质微粒,惠更斯,1629,1669,牛顿,光的本质是什么？,你赞同谁的观点？,干涉现象是波独有的特征，假设光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象,机械波干涉条件是什么？,频率相同,1801年，英国物理学家托马斯杨,在实验室里成功的观察到了光的干涉,托马斯杨,17731829,如果要观察到光的干涉现象需要什么条件？,相同的两个光源发出的光,这样的光叫,相干光束,演示,1,演示,2,单色光,挡板,屏,双缝干涉示意图,S,1,S,2,相当于两个,完全相同的光源,S,1,S,2,光的干涉,1,实验原理,一、杨氏双缝干涉,S,单色激光束,挡板,屏,亮暗相间等距的条纹,双缝干涉示意图,你观察到了什么？,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,如果你是,托马斯杨,，,你该如何解释光屏上出现的亮条纹（或暗条纹）？,讨论：,S,光的干涉,1,实验原理,2,双缝干涉现象：,明暗相间且等距的条纹,1,）明暗相间的条纹；,2,）相邻的明条纹（或暗条纹）等距,中央亮纹,一、杨氏双缝干涉,S,1,S,2,P,1,S,P,1,S,2,P,1,S,1,=S,光程差,相当于完全相同的波源,S,1,、S,2,双缝干涉,亮条纹,暗条纹,单色激光束,相干光束,光的干涉,1,实验原理,2,双缝干涉现象：,明暗相间且等距的条纹,1,）明暗相间的条纹；,2,）相邻的明条纹（或暗条纹）等距,中央亮纹,3,波动理论解释,1,）当,S,k,（,k=0,1,2,）,P,1,为加强点，该点则出现亮条纹,2,）当,S,(2k,1)/2,（,k=0,1,2,）,P,1,为减弱点，该点则出现暗条纹 ,一、杨氏双缝干涉,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,亮条纹的中心线,小结：,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：,光的干涉,1,实验原理,2,双缝干涉现象：,明暗相间且等距的条纹,1,）明暗相间的条纹；,2,）相邻的明条纹（或暗条纹）等距,中央亮纹,3,波动理论解释,1,）当,S,k,（,k=0,1,2,）,P,为加强点，该点则出现亮条纹,2,）当,S,(2k,1)/2,（,k=0,1,2,）,P,为减弱点，该点则,出现暗条纹 ,一、杨氏双缝干涉,4,相邻两条明纹,(,或暗纹,),间的距离,x,L,：屏到挡板间的距离,L,d,：双缝的间距,:,光的波长,你能否根据所学的知识，设计一测量,某种可见光,波长的方案,?,（,1,）,双缝的间距,d,（,2,）光屏到挡板间的距离,L,测量,（,3,）相邻两条亮条纹的间距,x,实例：,双缝的间距,d,0.18mm,光屏到挡板间的距离,L,90cm,相邻两条亮条纹的间距,x,3.50mm,则此单色光的波长为多大？,演示,3,实验指导,装置：光源，滤光片，单缝，双缝，遮光筒，屏，测量头,安装：筒测量头灯泡、透镜、遮光板双缝、单缝、滤光片,调节与测量,、,L,螺旋侧微器,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,770,620,绿,580,490,橙,620,600,蓝靛,490,450,黄,600,580,紫,450,400,红光波长最大，紫光波长最小,白光,用白光做双缝干涉实验，在屏上会出现什么现象？,红光,兰光,亮暗相间彩色条纹,光的干涉,1,实验原理,2,双缝干涉现象：,明暗相间且等距的条纹,1,）明暗相间的条纹；,2,）相邻的明条纹（或暗条纹）等距,中央亮纹,3,波动理论解释,1,）当,S,k,（,k=0,1,2,）,P,为加强点，该点则出现亮条纹,2,）当,S,(2k,1)/2,（,k=0,1,2,）,P,为减弱点，该点则,出现暗条纹 ,一、杨氏双缝干涉,4,相邻两条明纹,(,或暗纹,),间的距离,x,L,：屏到挡板间的距离,L,d,：双缝的间距,:,光的波长,光的干涉,1,、,光的干涉现象,1,）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而某些地方减弱的现象。,2,）干涉条件：相干光束,（光源上同一点分出来的两个光源）,二、光的干涉,注：不同光源或同一光源上不同部分发出的光不会产生干涉现象。,例题,:,1801,年，托马斯,杨用双缝干涉实验研究了光波的性质,1834,年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果,(,称洛埃镜实验,),(1),洛埃镜实验的基本装置如图所示，,S,为单色光源，,M,为一平面镜试用平面镜成像作图法在答题卡上画出,S,经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域,(2),设光源,S,到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为,a,和,L,，光的波长为,，在光屏上形成干涉条纹写出相邻两条亮纹,(,或暗纹,),间距离,x,的表达式,（,2,）,（,1,）,所以,因为,S,/,地上的油膜,肥皂泡,产生原因：光的干涉,（,薄膜干涉,）,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,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,3、薄膜于涉在技术上可以检查镜面和精密部件表面形状；精密光学透镜上的增透膜,光的干涉,1,光的干涉现象,1,）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而,某些地方减弱的现象。,2,）干涉条件：相干光束,（光源上同一点分出来的两个光源）,二、光的干涉,2,薄膜干涉,注：不同光源或同一光源上不同部分发出的光不会产生干涉现象。,1,）现象：明暗条纹,2,）应用：,薄膜干涉的应用,a.,增透膜,增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的,1/4,。,薄膜干涉的应用,b.,干涉法检查平面,光的干涉,1,光的干涉现象,1,）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而,某些地方减弱的现象。,2,）干涉条件：相干光束,（光源上同一点分出来的两个光源）,二、光的干涉,2,薄膜干涉,注：不同光源或同一光源上不同部分发出的光不会产生干涉现象。,1,）现象：明暗条纹,2,）应用：,a.,干涉法检查平面,b.,增透膜,1,彩虹光的色散,三、其它光现象,2,海市蜃楼光的全反射,彩虹光的色散,海市蜃楼光的全反射,中新网,2004,年,3,月,16,日电 据日本,读卖新闻,报道，,15,日上午,11,时,30,分左右,(,北京时间,10,时,30,分,),，日本根室市职员谷口博之在北海道根室市海域的根室海峡上空，观测到了,船悬于半空的海市蜃楼奇观,，并将其拍摄下来。,练习,1,：,干涉实验中，用白光做光源，在屏上观察到彩色干涉条纹若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光片，这时（）,A,在屏上出现红色干涉条纹,B,在屏上出现绿色干涉条纹,C,在屏上出现红绿相间的干涉条纹,D,无干涉条纹,D,练习,2,：,关于光的干涉现象，下列说法正确的是（）,A,在双缝干涉实验中，亮条纹的宽度是不等的,B,在双缝干涉实验中，把入射光由红色光换成紫色光，相邻亮条纹间距变宽,C,只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象,D,频率不相同的两列光也能发生干涉现象,C,