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《2012高中物理 13.3 光的干涉课件 新人教版选修3-4.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、一、杨氏双缝干涉实验原理透析1.双缝干涉的装置示意图实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏.2.单缝屏的作用获得一个线光源，使光源有惟一的频率和振动情况，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏.杨氏那时没有激光，因此他用强光照射一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光.3.双缝屏的作用平行光照射到单缝S上，又照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光.4.屏上某处出现亮、暗条纹的条件频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致，即振动方向总是相同；暗条纹处振动步调总相反.具体产生亮、暗条纹的条
2、件为：(1)亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍.即：
3、PS1-PS2
4、=kλ=2k·(k=0，1，2，3，…)k=0时，PS1=PS2，此时P点位于屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹.k为亮条纹的级次.(2)暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍.即：
5、PS1-PS2
6、=(2k-1)·(k=1，2，3，…)k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开.(3)时间上的关系①亮条纹：Δt=nT(n=0,1,2,3,…)②暗条纹：Δt=(2n+1)·(n=0,1,2,3,…)式中
7、Δt表示两列光波到同一点的时间差；T=为光波的周期.(1)双缝干涉的条件是必须有相干光源，且双缝间的间距必须很小.(2)光源不同部位发出的光不一定具有相同的频率和恒定的相位差，所以一般情况很难观察到光的干涉现象，杨氏双缝干涉实验采用将一束光“一分为二”的方法获得相干光源.【典例1】(2011·萍乡高二检测)在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1和S2的路程差为7.5×10-7m，如果用频率为6.0×1014Hz的黄光照射双缝，试问：(1)该黄光的波长是多少？(2)试通过计算分析P点出现亮条纹还是暗条纹？【解题指导】(1)双缝干涉中的加强和减弱的条件.(2)第n条亮纹处对应的Δ
8、x=nλ.(3)第n条暗纹处对应的Δx=【标准解答】(1)(2)Δx=所以是暗条纹.答案：(1)5×10-7m(2)暗条纹【变式训练】(2011·济宁高二检测)用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则()A.O到达a、b的路程差为零B.M、N到达b的路程差为λC.O到达a、c的路程差为4λD.M、N到达e的路程差为2λ【解析】选B、D.振动一致的两光源在空间发生干涉,得到亮条纹的条件满足Δx=nλ(n=0，1，2，3…).【规律方法】(1)判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹，要看
9、该点到两个光源(双缝)的路程差(光程差)与波长的比值.(2)要记住：路程差等于波长整数倍处出现亮条纹；等于半波长奇数倍处为暗条纹.(3)上述结论成立的条件是：两个光源情况完全相同.【变式备选】如图所示，用激光束照射双缝干涉实验装置，后面屏上出现干涉条纹，其中单缝的作用是产生线光源，单缝、双缝应平行放置.若将单缝绕中心轴旋转(不超过90°)条纹将发生什么变化？若将双缝绕中心旋转(不超过90°)条纹将发生什么变化？【解析】在双缝干涉实验中，单缝的作用是形成线光源，双缝的作用是形成振动情况相同的相干光源，当单缝旋转时，双缝被照亮的面积减小，双缝虽然仍能形成相干光源，但由于通过双缝的光
10、能量减少，所以屏上仍能产生干涉条纹，但条纹变暗.当双缝旋转时，同样会导致干涉条纹变暗.同时，干涉条纹保持与双缝平行，也随双缝的旋转而旋转.二、双缝干涉图样的特点1.单色光的干涉图样若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等.中央为亮条纹,两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关,波长越大,条纹间距越大.2.白光的干涉图样若用白光作光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中央条纹是白色的.这是因为：(1)从双缝射出的两列光波中,各种色光都能形成明暗相间的条纹,各种色光都在中央条纹处形成亮条纹,从而复合成白色条纹.(2)两侧条纹间距与各色光的波长成正比,即红光的亮条纹间
11、距宽度最大，紫光的亮条纹间距宽度最小,即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合,这样便形成了彩色干涉条纹.用白光做干涉实验，从红光到紫光其波长由大到小，它们的干涉条纹间距也是从大到小，屏中央各色光都得到加强，混合成白色，但两侧因条纹间距不同而分开成彩色，而且同一级条纹内紫外红.【典例2】(2011·福州高二检测)一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是()A.各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B.各色光的速度不同，造成条纹的间距不
