高中物理选修3-4《光的干涉》教科版ppt课件.ppt

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1、第一节、光的干涉第五章光的波动性一、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。第一个问题光到底是什么？17世纪形成了两种学说：*微粒说------认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀介质中以一定的速度传播。代表人物：牛顿（英国）能解释-----光的直进现象、光的反射；不能解释-----同时发生反射和折射、几束光相遇而互不干扰。波动说------认为光是在空间传播的某种波。代表人物：惠更斯（荷兰）能解释-----同时发生反射和折射、几束光相

2、遇而互不干扰；不能解释-----光的直进现象。由于早期的波动说不能用数学作严格的表达和分析、牛顿在物理界的威望，微粒说一直占上风。*19世纪初，在实验中观察到光的干涉和衍射现象，不能用微粒说解释，因而证明了波动说的正确性。是什么波？19世纪60年代性，麦克斯韦预言电磁波存在，光也是一种电磁波，赫兹实验证实这种学说。波动说得到了公认。*19世纪末，发现了新现象----光电效应，用波动说无法解释。爱因斯坦于20世纪初提出光子说，认为光具有粒子性，从而解释了光电效应。这儿的粒子不同于牛顿所说的微粒。光到底是什么？*现在人们认识到：光既具有波动性，又具有粒子性。本章介绍光的波动性

3、，下章要介绍光的量子性。干涉、衍射是波特有的现象！•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？二、双缝干涉单色光屏S1S2双缝1、相干光的获得双缝的作用：相当于两个振动情况完全相同的光源，双

4、孔的作用是获得相干光源单色激光束屏等间距2、双缝干涉图样特征图样有何特征？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单色光双缝干涉图样条纹的特点：（1）明暗相间（2）条纹等宽等距（3）两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹---中央亮纹亮条纹亮条纹λ3、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…）双缝S1S2屏幕P1第一亮纹△s=λP中央亮纹△s=0P2第二亮纹

5、△s=2λP3/第三亮纹△s=3λP3第三亮纹△s=3λP3/第二亮纹△s=2λP3/第一亮纹△s=λQ2第二暗纹Q1第一暗纹Q3第三暗纹Q3/第三暗纹Q2/第二暗纹Q1/第一暗纹△s=5λ/2△s=λ/2△s=3λ/2△s=5λ/2△s=3λ/2△s=λ/2光的干涉双缝干涉激光束双缝屏屏上看到明暗相间的条纹结论:光是一种波4、干涉条纹的间距与哪些因素有关?（1）、什么是干涉条纹的间距?双缝S1S2屏幕△x△x★条纹间距的含义：亮纹或暗纹之间的距离总是相等的，相邻亮纹和亮纹之间的距离或相邻暗纹和暗纹之间的距离叫做条纹间距。★我们所说的亮纹是指最亮的地方，暗纹是最暗的地方，

6、从最亮到最暗有一个过渡，条纹间距实际上是最亮和最亮或最暗和最暗之间的距离。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

7、哪些因素有关？随双缝的间距d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？三、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。1、薄膜干涉：产生原因2、光