光的干涉-ppt課件

1、光的干涉光的干涉1 1、兩列機(jī)械波如聲波、水波發(fā)、兩列機(jī)械波如聲波、水波發(fā)生干涉的條件是什么？生干涉的條件是什么？2 2、兩列波、兩列波( (振動(dòng)情況步調(diào)相同干涉振動(dòng)情況步調(diào)相同干涉時(shí)，振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)和振動(dòng)最弱的點(diǎn)條時(shí)，振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)和振動(dòng)最弱的點(diǎn)條件是什么？件是什么？210,1,2,rrkk，21210,1,2,2rrkk，一、雙縫干涉一、雙縫干涉1 1、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)裝置相干光源：相干光源：把點(diǎn)光源發(fā)出的一束光分成兩把點(diǎn)光源發(fā)出的一束光分成兩束，能保證它們具有相同的頻束，能保證它們具有相同的頻率和恒定的相位差。率和恒定的相位差。楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)2、單色光的雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：、

2、單色光的雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1 1、等寬度、等間距、等亮度的明暗條紋。、等寬度、等間距、等亮度的明暗條紋。2 2、波峰與波峰、波谷與波谷疊加的區(qū)域、波峰與波峰、波谷與波谷疊加的區(qū)域振動(dòng)最強(qiáng)，即出現(xiàn)明條紋。波峰與波谷振動(dòng)最強(qiáng)，即出現(xiàn)明條紋。波峰與波谷疊加的區(qū)域振動(dòng)最弱，即出現(xiàn)暗條紋。疊加的區(qū)域振動(dòng)最弱，即出現(xiàn)暗條紋。210,1,2,rrkk，明條紋21210,1,2,2rrkk，暗條紋思索：若用藍(lán)光在同樣的思索：若用藍(lán)光在同樣的裝置中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，裝置中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，會(huì)得到什么圖樣呢？會(huì)得到什么圖樣呢？ 從兩張照片中可以看出：紅從兩張照片中可以看出：紅光的條紋間距寬度比藍(lán)光光的條紋間距寬度比

3、藍(lán)光大，那么，不同單色光的干涉大，那么，不同單色光的干涉條紋的間距寬度與哪些因條紋的間距寬度與哪些因素有關(guān)素有關(guān)? ? 三、雙縫干涉的條紋間距三、雙縫干涉的條紋間距1、相鄰兩條亮紋或暗紋間的距離、相鄰兩條亮紋或暗紋間的距離dLx 這說(shuō)明了相鄰亮或暗條紋的間距相等這說(shuō)明了相鄰亮或暗條紋的間距相等三、雙縫干涉的條紋間距三、雙縫干涉的條紋間距2、近一步的實(shí)驗(yàn)表明：、近一步的實(shí)驗(yàn)表明： 用單色光做實(shí)驗(yàn)，相鄰亮或暗條紋的間距紅用單色光做實(shí)驗(yàn)，相鄰亮或暗條紋的間距紅光的最大，紫光的最小。光的最大，紫光的最小。. 觀察不同觀察不同單色光的雙單色光的雙縫干涉條紋縫干涉條紋的情況，可的情況，可以得到的信以得到的

4、信息？息？各色光在真空中的波長(zhǎng)各色光在真空中的波長(zhǎng)光的光的顏色顏色波長(zhǎng)波長(zhǎng)nmnm光的光的顏色顏色波長(zhǎng)波長(zhǎng)nmnm紅紅770770620620綠綠580580490490橙橙620620600600藍(lán)藍(lán)靛靛490490450450黃黃600600580580紫紫450450400400紅光波長(zhǎng)最大，紅光波長(zhǎng)最大，紫光波長(zhǎng)最小紫光波長(zhǎng)最小xLd光的波長(zhǎng)的測(cè)定：光的波長(zhǎng)的測(cè)定：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法中正確的在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法中正確的是是( )( )A A、入射光波長(zhǎng)越長(zhǎng)，干涉條紋間距越大、入射光波長(zhǎng)越長(zhǎng)，干涉條紋間距越大B B、入射光波長(zhǎng)越長(zhǎng)，干涉條紋間距越小、入射光波長(zhǎng)越長(zhǎng)，干涉條紋

5、間距越小C C、把入射光由綠光變成紫光，干涉條紋、把入射光由綠光變成紫光，干涉條紋間距變小間距變小D D、把入射光由綠光變成紅光，干涉條紋、把入射光由綠光變成紅光，干涉條紋間距變小間距變小AC 特征量特征量紅光紅光紫光紫光干涉條紋干涉條紋間距（間距（x x）真空中的真空中的波長(zhǎng)（波長(zhǎng)（ ）頻率（頻率（f f）折射率（折射率（n n） 四、七種單色光的綜合性質(zhì)對(duì)比四、七種單色光的綜合性質(zhì)對(duì)比由大到小由大到小由大到小由大到小由小到大由小到大fc光的折射光的折射由小到大由小到大紅光到紫光七種單色光在同一種裝置中的紅光到紫光七種單色光在同一種裝置中的雙縫干涉條紋間距是雙縫干涉條紋間距是拓展拓展2 2、

6、若用白光在同樣的裝置中做雙縫、若用白光在同樣的裝置中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)干涉實(shí)驗(yàn)2.2.分析說(shuō)明用白光做楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，分析說(shuō)明用白光做楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，中央亮紋的邊緣是什么顏色？中央亮紋的邊緣是什么顏色？ 3.3.分析說(shuō)明用白光做楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，離分析說(shuō)明用白光做楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，離中央最近的一條亮紋是什么顏色？中央最近的一條亮紋是什么顏色？ 紅紅紫紫拓展拓展1 1、它們?cè)陔p縫正對(duì)的像屏的中央、它們?cè)陔p縫正對(duì)的像屏的中央P P處處附近均為亮條紋還是暗條紋？附近均為亮條紋還是暗條紋？1.1.其干涉圖樣是什么條紋？其干涉圖樣是什么條紋？從大到小的從大到小的白光白光藍(lán)光藍(lán)光紅光紅光雙縫干涉結(jié)論）雙縫干涉結(jié)論

7、）單色光，白光在同樣的裝置中做雙單色光，白光在同樣的裝置中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象縫干涉實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（1 1不同單色光：不同單色光：屏中央出現(xiàn)亮紋，兩側(cè)出現(xiàn)間距、屏中央出現(xiàn)亮紋，兩側(cè)出現(xiàn)間距、寬度、亮度相等的亮暗相間的條紋。寬度、亮度相等的亮暗相間的條紋。（2 2白光：白光：屏中央出現(xiàn)白色亮紋，其邊緣為紅屏中央出現(xiàn)白色亮紋，其邊緣為紅光，紫光最靠近中央亮紋。兩側(cè)出光，紫光最靠近中央亮紋。兩側(cè)出現(xiàn)彩色條紋現(xiàn)彩色條紋.1.1.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上P P點(diǎn)的距點(diǎn)的距離之差離之差s =0.6ms =0.6m；若分別用頻率為；若分別用頻率為f1=5.0f1=5.

8、01014Hz1014Hz和頻率為和頻率為f2=7.5f2=7.51014Hz1014Hz的的單色光垂直照射雙縫隙，則單色光垂直照射雙縫隙，則P P點(diǎn)出現(xiàn)條紋的情點(diǎn)出現(xiàn)條紋的情況是以下哪種況是以下哪種( )( )A.A.用頻率用頻率f1f1的單色光照射時(shí)，的單色光照射時(shí)，P P點(diǎn)出現(xiàn)明條紋點(diǎn)出現(xiàn)明條紋B.B.用頻率用頻率f2f2的單色光照射時(shí)，的單色光照射時(shí)，P P點(diǎn)出現(xiàn)明條紋點(diǎn)出現(xiàn)明條紋C.C.用頻率用頻率f1f1的單色光照射時(shí)，的單色光照射時(shí)，P P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋D.D.用頻率用頻率f2f2的單色光照射時(shí)，的單色光照射時(shí)，P P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋AD由由C=fC=f得：得：

9、1=C/f1= 0.6m, 1=C/f1= 0.6m, s =0.6m=1s =0.6m=1明條紋明條紋由由C=fC=f得：得：2=C/f2= 0.4m, 2=C/f2= 0.4m, s =0.6m=1.52s =0.6m=1.52暗條紋暗條紋肥皂泡看起來(lái)常常是彩色的，雨后公路積水上面肥皂泡看起來(lái)常常是彩色的，雨后公路積水上面漂浮的油膜，看起來(lái)也是彩色的，這些都是光的漂浮的油膜，看起來(lái)也是彩色的，這些都是光的干涉產(chǎn)生的。干涉產(chǎn)生的。豎直放置的肥皂膜上豎直放置的肥皂膜上呈現(xiàn)彩色條紋呈現(xiàn)彩色條紋產(chǎn)生原因是當(dāng)肥皂膜豎直放置，由于重力作用，產(chǎn)生原因是當(dāng)肥皂膜豎直放置，由于重力作用，膜上薄下厚。光照射到

10、肥皂膜上，經(jīng)前后膜兩膜上薄下厚。光照射到肥皂膜上，經(jīng)前后膜兩次反射，又疊加在一起，后膜反射光的路程比次反射，又疊加在一起，后膜反射光的路程比前膜反射多前膜反射多2倍膜厚。若膜厚度倍膜厚。若膜厚度2倍等于波長(zhǎng)整倍等于波長(zhǎng)整數(shù)倍，兩列光波加強(qiáng)，呈現(xiàn)明紋。若某種膜厚數(shù)倍，兩列光波加強(qiáng)，呈現(xiàn)明紋。若某種膜厚度度2倍等于半個(gè)波長(zhǎng)奇數(shù)倍，此處兩處兩列波互倍等于半個(gè)波長(zhǎng)奇數(shù)倍，此處兩處兩列波互相減弱，出現(xiàn)暗紋。膜厚度變化是連續(xù)的，就相減弱，出現(xiàn)暗紋。膜厚度變化是連續(xù)的，就了現(xiàn)明暗相間條紋。了現(xiàn)明暗相間條紋。薄膜干涉：產(chǎn)生原因薄膜干涉：產(chǎn)生原因薄膜干涉薄膜干涉1、定義：、定義： 由薄膜前后表面反射的兩列光波疊

11、加而成由薄膜前后表面反射的兩列光波疊加而成用單色光照射肥皂薄膜時(shí)，發(fā)生光的干用單色光照射肥皂薄膜時(shí)，發(fā)生光的干涉現(xiàn)象，這時(shí)（涉現(xiàn)象，這時(shí)（ ）A A、看到的干涉圖樣是明暗相間的條紋、看到的干涉圖樣是明暗相間的條紋B B、從光源所在同一側(cè)才能看到干涉圖樣、從光源所在同一側(cè)才能看到干涉圖樣C C、從光源的另一側(cè)才能看到干涉圖樣、從光源的另一側(cè)才能看到干涉圖樣D D、從光源發(fā)出的光與肥皂膜表面反射的、從光源發(fā)出的光與肥皂膜表面反射的光發(fā)生干涉，形成干涉圖樣光發(fā)生干涉，形成干涉圖樣ABAB薄膜干涉的應(yīng)用薄膜干涉的應(yīng)用 a.a.干涉法檢查平面干涉法檢查平面 原理：在被檢平面與透明樣板間墊一個(gè)薄片，原理：

12、在被檢平面與透明樣板間墊一個(gè)薄片，使其間形成一個(gè)楔形的空氣薄層當(dāng)用單色光使其間形成一個(gè)楔形的空氣薄層當(dāng)用單色光從上面照射時(shí)，入射光從空氣層的上、下表面從上面照射時(shí)，入射光從空氣層的上、下表面反射出兩列光波，于是從反射光中看到干涉條反射出兩列光波，于是從反射光中看到干涉條紋紋劈形空氣薄層劈形空氣薄層標(biāo)準(zhǔn)樣板標(biāo)準(zhǔn)樣板被檢測(cè)平面被檢測(cè)平面 光在空氣層的上下表面發(fā)生反射光在空氣層的上下表面發(fā)生反射,這兩束反射光發(fā)生這兩束反射光發(fā)生干涉干涉. 如果被檢測(cè)表面的平整如果被檢測(cè)表面的平整的的, ,將看到與底線平行的干將看到與底線平行的干涉條紋涉條紋. .檢查工件的平整度檢查工件的平整度2223左凹右凸左凹右

13、凸b.b.增透膜增透膜 原理：當(dāng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中原理：當(dāng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長(zhǎng)的波長(zhǎng)的時(shí)，在薄膜的兩個(gè)面上的時(shí)，在薄膜的兩個(gè)面上的反射光，光程差恰好等于半波長(zhǎng)，因而反射光，光程差恰好等于半波長(zhǎng)，因而相互抵消，達(dá)到減小反射光，增大透射相互抵消，達(dá)到減小反射光，增大透射光的作用光的作用思索思索: :增透膜能否將增透膜能否將所有反射光都抵消所有反射光都抵消 思索思索: :怎樣來(lái)確定增透膜的厚度？怎樣來(lái)確定增透膜的厚度？ 因?yàn)槿说囊曈X最敏感的色光為綠光，因?yàn)槿说囊曈X最敏感的色光為綠光，所以增透膜的厚度為綠光在增透膜中所以增透膜的厚度為綠光在增透膜中波長(zhǎng)的波長(zhǎng)的1/41/4。以增大綠光

14、的透射強(qiáng)度。以增大綠光的透射強(qiáng)度。因?yàn)榧t光與紫光反射強(qiáng)度大，所以照因?yàn)榧t光與紫光反射強(qiáng)度大，所以照相機(jī)的鏡頭常呈淡紫色或藍(lán)色相機(jī)的鏡頭常呈淡紫色或藍(lán)色照相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡照相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡有種燈具俗稱有種燈具俗稱 冷光燈冷光燈 ，用它照射物品處，用它照射物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，這種燈降低熱效產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜例如氧化鎂），玻璃表面上鍍一層薄膜例如氧化鎂），這種膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來(lái)這種膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來(lái)的紅外線熱效應(yīng)。以的紅外線熱效應(yīng)。以表示此紅外線的波表示此紅外線的波長(zhǎng)，則所鍍膜的厚度最小應(yīng)為：長(zhǎng)，則所鍍膜的厚度最小應(yīng)為：A A、 /8; /8; B B、/4;/4; C C、/2 ;/2 ; D D、 B如圖所示是用于干涉法檢查某塊厚玻璃的上表面如圖所示是用于干涉法檢查某塊厚玻璃的上表面是否平的裝置，所用單色光是用普通光源加濾光是否平的