光的干涉和衍射

1、光的干涉和光的衍射,復(fù)習(xí),什么是機(jī)械波,機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播稱為機(jī)械波,注意:機(jī)械波只是機(jī)械振動(dòng)這種振動(dòng)形式在介質(zhì)中的傳播,波的疊加,當(dāng)兩列頻率相同的兩列波在介質(zhì)中傳播相遇會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢,波的干涉,頻率相同的波疊加時(shí),空間某些區(qū)域的振幅加強(qiáng),另一些區(qū)域的振幅減弱,這種現(xiàn)象叫做波的干涉,波的干涉條件:兩列波的頻率必須相同,干涉現(xiàn)象是波動(dòng)獨(dú)有的特征，兩列頻率相同的波在相遇的區(qū)域里疊加,出現(xiàn)了某些區(qū)域的振動(dòng)總是加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)總是減弱的相互間隔的干涉現(xiàn)象。 請(qǐng)問：如果光真的是一種波，就必然會(huì)觀察到光的干涉現(xiàn)象，干涉圖樣將是怎樣的,1801年，英國物理學(xué)家托馬斯楊（17731829）在實(shí)驗(yàn)室里

2、成功的觀察到了光的干涉,光的干涉,光的干涉,雙縫干涉,激光束,雙縫,屏,屏上看到明暗相間的條紋,光的干涉,雙縫干涉,p,r =p1s2p1s1,光程差,相干波源是哪兩個(gè),s1、s2,p1,光的干涉,雙縫干涉,光屏上某點(diǎn)到雙縫的 路程差（光程差）為半波長的奇數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋d=(2n+1)/2（n=0、1、2、3,請(qǐng)問（1）什么情況下出現(xiàn)明條紋,光屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差（光程差）為波長的整數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋。d=n(n=0、1、2、3,2）什么情況下出現(xiàn)暗條紋,光的干涉,雙縫干涉,請(qǐng)問：（1）改用不同顏色的光做該實(shí)驗(yàn)，條紋寬度是否相同？什么顏色的光條紋寬度最大,紅光干涉條紋最寬、紫光的

3、干涉條紋寬度最窄,p,2）屏到光源距離改變，條紋寬度會(huì)改變嗎,隨屏到光源的距離的增大而增大,注：ld,光的干涉圖樣,單色光,明暗相間的條紋，且條紋間距相等,兩相鄰亮紋（或暗紋）間距離與光的波長有關(guān),單色光的干涉圖樣,光的干涉圖樣,白光,干涉條紋是彩色條紋，且中央條紋是白色的,白光的干涉圖樣,光的干涉,薄膜干涉,讓一束光經(jīng)薄膜的兩個(gè)表面反射后，形成的兩束反射光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉,實(shí)驗(yàn)演示,請(qǐng)問（1）薄膜干涉中的相干光源來自于哪里,薄膜的前后兩個(gè)反射面,2）怎樣觀察才能看到干涉圖樣,人與火焰同側(cè)（入射光側(cè),薄膜干涉在生產(chǎn)技術(shù)中的應(yīng)用,用干涉法檢查表面是否平整 、增透膜,干涉法檢查表面的平整程

4、度,光的干涉,薄膜干涉,增透膜：在透鏡表面涂上一層薄膜，當(dāng)薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波長的1/4時(shí)，從薄膜前后兩表面反射回來的光的路程差恰好等于半個(gè)波長，它們干涉相消，減小了反射光的能量，增強(qiáng)了透射光的能量，稱為增透膜,1、下列關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的說法中正確的是a單縫的作用是獲得頻率保持不變的相干光源 b雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況相同的相干光源 c光屏上距兩縫的路程差等于半波長的整數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋 d在光屏上能看到光的干涉圖樣，但在雙縫與光屏之間的空間卻沒有干涉發(fā)生,2、由兩個(gè)不同光源所發(fā)出的兩束白光落在同一點(diǎn)上，不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象這是因?yàn)?) a兩個(gè)光源發(fā)出光的頻率不同 b兩個(gè)光源發(fā)出光

5、的強(qiáng)度不同 c兩個(gè)光源的光速不同 d這兩個(gè)光源是彼此獨(dú)立的，不是相干光源,3、對(duì)兩列光波在空中疊加，以下說法中正確的是 a不同的色光有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 b不同的色光不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 c光的強(qiáng)度不同有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 d光的強(qiáng)度不同不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象,光的衍射,水波、聲波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，它們發(fā)生衍射的現(xiàn)象特征是什么,機(jī)械波的衍射,光可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫光的衍射,激光束,光的衍射,明顯衍射條件： 障礙物或孔的尺寸比波長小或跟波長差不多,光的衍射,單縫衍射,單縫衍射條紋的特征,1、中央亮紋寬而亮,2、兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性，亮紋較窄、較暗,單縫衍射,觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律,單縫衍射

6、,單縫衍射,單縫衍射,1、波長一定時(shí)，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大,2、單縫不變時(shí)，光波波長大的（紅光）中央亮紋越寬，條紋間隔越大,3、白熾燈的單縫衍射條紋為中央亮條紋為白色，兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，內(nèi)側(cè)為紫色,單縫衍射規(guī)律,單縫衍射,a,b,s,1、 孔較大時(shí)屏上出現(xiàn)清晰的光斑,2、 孔較小時(shí)屏上出現(xiàn)衍射花樣,圓孔衍射,圓孔衍射,衍射圖樣的特點(diǎn)： 明暗相間的圓形條紋，中央為較大亮斑,不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其原因是光通過物體的邊緣而發(fā)生衍射的結(jié)果歷史上曾有一個(gè)著名的衍射圖樣泊松亮斑,光的衍射,泊松亮斑,障礙物的衍射：圓形陰影中心

7、有亮點(diǎn),衍射光柵是由許多等寬的狹縫等距離的排列起來形成的光學(xué)儀器。可分為透射光柵和反射光柵,衍射光柵,a) n=1,b)n=2,c) n=3,d)n=4,干涉圖樣和衍射圖樣的區(qū)別,干涉圖樣：條紋等寬等亮,衍射圖樣：中間條紋最寬最亮，兩邊迅速變窄變暗,自然現(xiàn)象中的衍射,抬頭透過樹葉縫隙看到的陽光帶有彩色光暈。就是光的衍射現(xiàn)象,自然現(xiàn)象中的衍射,神 秘 的 佛 光,是在光的“衍射反射”成像原理下形成的一種特殊光象，學(xué)術(shù)界稱為“寶光”。這是一種在云霧山地的地方常見的一種大氣光象，以往在峨眉山多見，故有“峨眉寶光”之說。實(shí)際上，“寶光”在黃山、廬山、五臺(tái)山等地山區(qū)，甚至一些稍有起伏的平原地帶也可以看到

8、,利用光的衍射現(xiàn)象制作出來的全息衍射防偽標(biāo)記。由于防偽標(biāo)記利用了全息攝像技術(shù)，所以制作成本和難度都較高，能有力的保護(hù)消費(fèi)者不買到假冒偽劣商品,防偽,珍寶鑒定,1985年，加拿大文物保護(hù)協(xié)會(huì)（cct）的科學(xué)家們就利用x光射線衍射分析方法對(duì)一件被作為凡高作品出售的油畫顏料進(jìn)行了分析鑒定?？茖W(xué)家從這幅油畫的顏料中發(fā)現(xiàn)了大量的金紅石的存在。作為白色顏料的使用，二氧化鈦一般以兩種狀態(tài)存在：金紅石和銳鈦礦。銳鈦礦作為白色顏料使用是從1925年開始的，而金紅石作為白色顏料直到1938年才開始生產(chǎn)。因?yàn)榻鸺t石的存在，使得這幅油畫的創(chuàng)作時(shí)間不可能早于1938年，這與凡高的生活時(shí)期（1853年-1890年）是不相符的，因而可以斷定這幅被鑒定的油畫是一幅贗品,光存儲(chǔ),在 cd、vcd、dvd 光學(xué)讀寫