光的干涉及应用.ppt

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1、关于光的干涉及应用现在学习的是第1页，共36页彩虹摄于西藏阿里高原彩虹摄于西藏阿里高原 现在学习的是第2页，共36页地上的油膜地上的油膜肥皂泡肥皂泡现在学习的是第3页，共36页现在学习的是第4页，共36页光是在空间传播的某种波光是在空间传播的某种波光是一种物质微粒光是一种物质微粒惠更斯惠更斯1629162916691669牛顿牛顿你赞同谁的观点？你赞同谁的观点？现在学习的是第5页，共36页 干涉现象是波独有的特征，假设干涉现象是波独有的特征，假设光真的是一种波，就必然会观察到光光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象的干涉现象频率相同频率相同现在学习的是第6页，共36页18011801年，英

2、国物理学家托马斯年，英国物理学家托马斯杨杨在实验室里成功的观察到了光的干涉在实验室里成功的观察到了光的干涉托马斯托马斯杨杨17731829如果要观察到光的干涉现象需要什么条件？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相同的两个光源发出的光 这样的光叫这样的光叫相干光束相干光束演示演示1 1演示演示2 2现在学习的是第7页，共36页单色光单色光挡板挡板屏屏双缝干涉示意图双缝干涉示意图S S1 1S S2 2相当于两个相当于两个完全相同的光源完全相同的光源S S1 1S S2 2光的干涉光的干涉1 1 实验原理实验原理 一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉S现在学习的是第8页，共3

3、6页单色激光束单色激光束挡板挡板屏屏亮暗相间等距的条纹亮暗相间等距的条纹双缝干涉示意图双缝干涉示意图你观察到了什么？你观察到了什么？S S1 1S S2 2亮条纹的中心线亮条纹的中心线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暗条纹的中心线暗条纹的中心线如果你是如果你是托马斯托马斯杨，杨，你该如何解释光屏上出现你该如何解释光屏上出现的亮条纹（或暗条纹）？的亮条纹（或暗条纹）？讨论：讨论：S现在学习的是第9页，共36页光的干涉光的干涉1 1 实验原理实验原理 2 2 双缝干涉现象：双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹明暗相间且等距的条纹 1 1）明暗相间的条纹；）明暗相间的条纹； 2

4、 2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距）相邻的明条纹（或暗条纹）等距中央亮纹中央亮纹 一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉现在学习的是第10页，共36页S S1 1S S2 2P P1 1SSP P1 1S S2 2P P1 1S S1 1= S= S光程差光程差相当于完全相相当于完全相同的波源同的波源S S1 1、S S2 2双缝干涉双缝干涉亮条纹亮条纹暗条纹暗条纹单色激光束单色激光束相干光束相干光束.)2 , 1 , 0( kkS.)2 , 1 , 0(2) 12(kkS现在学习的是第11页，共36页光的干涉光的干涉1 1 实验原理实验原理 2 2 双缝干涉现象：双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹

5、明暗相间且等距的条纹 1 1）明暗相间的条纹；）明暗相间的条纹； 2 2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距）相邻的明条纹（或暗条纹）等距中央亮纹中央亮纹 3 3波动理论解释波动理论解释1 1）当）当SSkk（k=0,1,2k=0,1,2）P P1 1为加强点，该点则出现亮为加强点，该点则出现亮条纹条纹2 2）当）当SS(2k(2k1)/21)/2（k=0,1,2k=0,1,2） P P1 1为减弱点，该点为减弱点，该点则出现暗条纹则出现暗条纹 一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉现在学习的是第12页，共36页探究：探究：相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距xx与什与什么有关

6、？么有关？亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线现在学习的是第13页，共36页小结：小结：双缝的间距双缝的间距d d越小，屏到挡板间的距离越小，屏到挡板间的距离L L越大，光的波越大，光的波长长越大则越大则相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距x x越大。越大。理论上可以证明：理论上可以证明：dLx 现在学习的是第14页，共36页光的干涉光的干涉1 1 实验原理实验原理 2 2 双缝干涉现象：双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹明暗相间且等距的条纹 1 1）明暗相间的条纹；）明暗相间的条纹； 2 2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距）相邻的明条纹（或暗条纹

7、）等距中央亮纹中央亮纹 3 3波动理论解释波动理论解释1 1）当）当SSkk（k=0,1,2k=0,1,2） P P为加强点，该点则出现亮条纹为加强点，该点则出现亮条纹2 2）当）当SS(2k(2k1)/21)/2（k=0,1,2k=0,1,2） P P为减弱点，该点则为减弱点，该点则 出现暗条纹出现暗条纹 一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉4 4相邻两条明纹相邻两条明纹( (或暗纹或暗纹) )间的距离间的距离xxdLx L L：屏到挡板间的距离：屏到挡板间的距离L L d d：双缝的间距：双缝的间距 :光的波长光的波长现在学习的是第15页，共36页你能否根据所学的知识，设计一测量你能否根据所学

8、的知识，设计一测量某种可见光某种可见光波长的方案波长的方案? ?（1 1）双缝的间距双缝的间距d d（2 2）光屏到挡板间的距离）光屏到挡板间的距离L L测量测量（3 3）相邻两条亮条纹的间距）相邻两条亮条纹的间距xx实例：实例：双缝的间距双缝的间距d d0.18mm0.18mm光屏到挡板间的距离光屏到挡板间的距离L L90cm90cm相邻两条亮条纹的间距相邻两条亮条纹的间距xx3.50mm3.50mm则此单色光的波长为多大？则此单色光的波长为多大？dLx xLd演示演示3 3现在学习的是第16页，共36页实验指导装置：光源，滤光片，单缝，双缝，遮光筒，屏，测量头装置：光源，滤光片，单缝，双缝

9、，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、滤光片调节与测量调节与测量、L L螺旋侧微器螺旋侧微器现在学习的是第17页，共36页各色光在真空中的波长各色光在真空中的波长光的光的颜色颜色波长波长nmnm光的光的颜色颜色波长波长nmnm红红770770620620绿绿580580490490橙橙620620600600蓝靛蓝靛490490450450黄黄600600580580紫紫450450400400红光波长最大，紫光波长最小红光波长最大，紫光波长最小dLx 现在学习的是第18页，共36页白光白光用白光做双缝干涉实验，在屏上

10、会出现什么现象？用白光做双缝干涉实验，在屏上会出现什么现象？红光红光700nm红兰光兰光470nm兰亮暗相间彩色条纹亮暗相间彩色条纹现在学习的是第19页，共36页光的干涉光的干涉1 1 实验原理实验原理 2 2 双缝干涉现象：双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹明暗相间且等距的条纹 1 1）明暗相间的条纹；）明暗相间的条纹； 2 2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距）相邻的明条纹（或暗条纹）等距中央亮纹中央亮纹 3 3波动理论解释波动理论解释1 1）当）当SSkk（k=0,1,2k=0,1,2） P P为加强点，该点则出现亮条纹为加强点，该点则出现亮条纹2 2）当）当SS(2k(2k1)/21)/2

11、（k=0,1,2k=0,1,2） P P为减弱点，该点则为减弱点，该点则 出现暗条纹出现暗条纹 一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉4 4相邻两条明纹相邻两条明纹( (或暗纹或暗纹) )间的距离间的距离xxdLx L L：屏到挡板间的距离：屏到挡板间的距离L L d d：双缝的间距：双缝的间距 :光的波长光的波长现在学习的是第20页，共36页光的干涉光的干涉1 1、光的干涉现象光的干涉现象 1 1）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而某）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。些地方减弱的现象。 2 2）干涉条件：相干光束）干涉条件：相干光束（光源上同一点分出来

12、的两个光（光源上同一点分出来的两个光源）源） 二、光的干涉二、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。干涉现象。 现在学习的是第21页，共36页 例题例题: :18011801年，托马斯年，托马斯杨用双缝干涉实验研究了光波的杨用双缝干涉实验研究了光波的性质性质18341834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果( (称洛埃镜实验称洛埃镜实验) ) (1)(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示，洛埃镜实验的基本装置如图所示，S S为单色光源，为单色光源，M M为一为一平面镜试用平

13、面镜成像作图法在答题卡上画出平面镜试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S S经平面镜反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射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域(2)(2)设光源设光源S S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a a和和L L，光的波长为，光的波长为，在光屏上形成干涉条纹写出相邻两，在光屏上形成干涉条纹写出相邻两条亮纹条亮纹( (或暗纹或暗纹) )间距离间距离x x的表达式的表达式现在学习的是第22页，共36页（2 2）Lxd2da2Lxa （1 1）所以所以因为因为S S/ /现在学习的是第23页，共36页地上的油

14、膜地上的油膜肥皂泡肥皂泡产生原因：光的干涉产生原因：光的干涉（薄膜干涉薄膜干涉）现在学习的是第24页，共36页 让一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两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束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉薄膜干涉. .薄薄膜膜干干涉涉现在学习的是第25页，共36页 1 1、在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决在薄膜干涉中，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，介质膜应足等的地方由于光波

15、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够薄，才能观察到干涉条纹 2 2、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，阳光下的肥皂、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泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉 3 3、薄膜于涉在技术上可以检查镜面和精密部件表面形状；、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精密光学透镜上的增透膜现在学习的是第26页，共36页光的干涉光的干涉1 1光的干涉现象光的干涉现象 1 1）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而 某些

16、地方减弱的现象。某些地方减弱的现象。 2 2）干涉条件：相干光束）干涉条件：相干光束（光源上同一点分出来的两个光源）（光源上同一点分出来的两个光源） 二、光的干涉二、光的干涉2 2薄膜干涉薄膜干涉注：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。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 1）现象：明暗条纹）现象：明暗条纹2 2）应用：）应用：现在学习的是第27页，共36页薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用a.a.增增透透膜膜 增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1/41/4。现在学习的是第28页，共36页薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用b.b

17、.干涉法检查平面干涉法检查平面 现在学习的是第29页，共36页光的干涉光的干涉1 1光的干涉现象光的干涉现象 1 1）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而）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。某些地方减弱的现象。 2 2）干涉条件：相干光束）干涉条件：相干光束（光源上同一点分出来的两个光源）（光源上同一点分出来的两个光源） 二、光的干涉二、光的干涉2 2薄膜干涉薄膜干涉注：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。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 1）现象：明暗条纹）现象：明暗条纹2 2）应用：）应用：a.a.

18、干涉法检查平面干涉法检查平面 b.b.增透膜增透膜 现在学习的是第30页，共36页1 1彩虹光的色散彩虹光的色散 三、其它光现象三、其它光现象2 2海市蜃楼光的全反射海市蜃楼光的全反射现在学习的是第31页，共36页彩虹光的色散彩虹光的色散 现在学习的是第32页，共36页海市蜃楼光的全反射海市蜃楼光的全反射中新网中新网20042004年年3 3月月1616日电日电 据日本据日本读卖新闻读卖新闻报道，报道，1515日上午日上午1111时时3030分左右分左右( (北京时间北京时间1010时时3030分分) )，日，日本根室市职员谷口博之在本根室市职员谷口博之在北海道根室市海域的根室北海道根室市海域

19、的根室海峡上空，观测到了海峡上空，观测到了船悬船悬于半空的海市蜃楼奇观于半空的海市蜃楼奇观，并将其拍摄下来。并将其拍摄下来。现在学习的是第33页，共36页练习练习1 1： 干涉实验中，用白光做光源，在屏上观察到彩色干涉干涉实验中，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，这时放一绿色滤光片，这时 （ ）A A在屏上出现红色干涉条纹在屏上出现红色干涉条纹 B B在屏上出现绿色干涉条纹在屏上出现绿色干涉条纹C C在屏上出现红绿相间的干涉条纹在屏上出现红绿相间的干涉条纹 D D无干涉条纹无干涉条纹D现

20、在学习的是第34页，共36页练习练习2 2： 关于光的干涉现象，下列说法正确的是（关于光的干涉现象，下列说法正确的是（ ）A A在双缝干涉实验中，亮条纹的宽度是不等的在双缝干涉实验中，亮条纹的宽度是不等的B B在双缝干涉实验中，把入射光由红色光换成紫色光，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相邻亮条纹间距变宽C C只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象象D D频率不相同的两列光也能发生干涉现象频率不相同的两列光也能发生干涉现象C现在学习的是第35页，共36页感谢大家观看感谢大家观看8/30/2022现在学习的是第36页，共36页