高中物理选修3-4光的干涉.ppt

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1、1、光的干涉第五章光的波动性光是什么—17世纪的两种学说牛顿的微粒说惠更斯的波动说对光本性的认识，人类经历了十分漫长的过程，牛顿认识光是一种粒子流，与牛顿同时代的惠更斯则认为光是波，他开创了光的波动论。•假如你认为光是波，准备通过哪些物理现象来证明呢？假设光真的是一种波我们必然能看到波特有的现象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现象．对光本性的认识，人类经历了十分漫长的过程，牛顿认识光是一种粒子流，与牛顿同时代的惠更斯则认为光是波，他开创了光的波动论。用一束平行的红色激光束照射有两条狭缝（也称双缝）S1

2、和S2的档板（S1和S2相距0.1m），观察挡板后面与档板平行的屏幕上所出现的条纹。观察思考？一、双缝干涉单色光屏S1S2双缝探究1：光是一种波单色激光束屏等间距双缝干涉图样图样有何特征？S1S2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中央亮条纹明暗相间亮条纹亮条纹λ探究2：出现明暗相间条纹的条件S1S2亮条纹出现亮条纹的条件（n=0，1，2，3…）暗条纹探究2：出现明暗相间条纹的条件S1S2λ/2亮条纹暗条纹出现亮条纹和暗条纹的条件（n=0，1，2，3…）（n=0，1，2，3…）光的干涉双缝干涉激光束双缝屏屏上看

3、到明暗相间的条纹结论:光是一种波观察思考？1、改变光屏到双缝的距离L，观察干涉条纹的间距有何变化？2、改变双缝的间距d，观察干涉条纹的间距有何变化？3、分别用红光和紫光照射双缝，观察干涉条纹的间距有什么不同？想一想，双缝干部涉条纹的间距可能与哪些因素有关？白光＋干涉图样分析红光蓝光亮暗相间彩色条纹…………结论：1、改变光屏到双缝的距离L，观察干涉条纹的间距有何变化？2、改变双缝的间距d，观察干涉条纹的间距有何变化？3、分别用红光和紫光照射双缝，观察干涉条纹的间距有什么不同？想一想，双缝干部涉条纹的间距可能与哪些因素有关？随双缝的间距d

4、增大而减小随光屏到双缝的距离L增大而增大红光波长长干涉条纹的间距大用一根吸管蘸一点肥皂溶液，可以吹出一串肥皂泡，每个肥皂泡都呈现出五颜六色，你能解释这个现象吗？二、薄膜干涉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，经前后膜两次反射，又叠加在一起，后膜反射光的路程比前膜反射多2倍膜厚。若膜厚度2倍等于波长整数倍，两列光波加强，呈现明纹。若某种膜厚度2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，就了现明暗相间条纹。薄膜干涉：产生原因光的干涉现象在技术中的应用用干涉法检查各种镜面

5、的平整程度。如果被测平面是平的，干涉条纹就是一组平行的。如果干涉条纹发生弯曲，就表明被测表面不平的。增透膜b.增透膜原理：当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的１∕４时，在薄膜的两个面上的反射光，光程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到减小反射光，增大透射光的作用思考６：增透膜能否将所有反射光都抵消思考７：那么，怎样来确定增透膜的厚度？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膜中波长的1/4。以增大绿光的透射强度。因为红光与紫光反射强度大，所以照相机的镜头常呈淡紫色或蓝色照相机和望远镜【例1】关于光的干涉，下列说法正确

6、的是A.只有频率相同的两列光波才能产生干涉B.频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定C.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹D.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹A、C【标准解答】选A、C.两列波产生干涉时，频率必须相同，否则不可能产生干涉现象，而不是干涉不稳定，故A正确、B错.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹；若该路程差是光半波长的奇数倍时出现暗条

7、纹（注意是半波长而不是波长），故C正确、D错.【变式训练】（2010·南京高二检测）下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是()A.单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C.光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D.在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生B【解析】选B.在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光源有惟一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故选项A错误、B正确.在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两

8、缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗纹，选项C错误.两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，故选项D错误.【例2】（2010·福州高