《光的干涉》PPT課件

1、光的干涉光的干涉托馬斯托馬斯楊楊177318291801年，英國(guó)物理學(xué)年，英國(guó)物理學(xué)家托馬斯家托馬斯楊在實(shí)驗(yàn)楊在實(shí)驗(yàn)室里成功的觀察到室里成功的觀察到了光的干涉現(xiàn)象了光的干涉現(xiàn)象光的干涉光的干涉1.單色光經(jīng)過(guò)單色光經(jīng)過(guò)S縫后會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？縫后會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？2.光通過(guò)雙縫光通過(guò)雙縫S1、S2時(shí)，時(shí)， S1、S2相當(dāng)于兩個(gè)相當(dāng)于兩個(gè) 怎樣的波源？怎樣的波源？3.屏上將出現(xiàn)什么現(xiàn)象？屏上將出現(xiàn)什么現(xiàn)象？單色光單色光屏屏S1S2雙縫雙縫S單色激光束單色激光束屏屏等間距等間距雙縫干涉圖樣雙縫干涉圖樣圖樣有何特征？圖樣有何特征？S1S2亮條紋的中心線(xiàn)亮條紋的中心線(xiàn)亮條紋的中心線(xiàn)亮條紋的中心線(xiàn)暗條紋的中心

2、線(xiàn)暗條紋的中心線(xiàn)暗條紋的中心線(xiàn)暗條紋的中心線(xiàn)雙縫雙縫中央亮條紋中央亮條紋明暗相間明暗相間亮條紋亮條紋亮條紋亮條紋出現(xiàn)明暗相間條紋的條件出現(xiàn)明暗相間條紋的條件S1S2出現(xiàn)亮條紋的條件出現(xiàn)亮條紋的條件22ns（ n=0，1，2，3）暗條紋暗條紋 /2探究探究2： 出現(xiàn)明暗相間條紋的條件出現(xiàn)明暗相間條紋的條件S1S2出現(xiàn)暗條紋的條件出現(xiàn)暗條紋的條件212ns（ n=0，1，2，3）dLx 條紋間距條紋間距(應(yīng)用應(yīng)用)如何根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)一如何根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量個(gè)測(cè)量某種可見(jiàn)光某種可見(jiàn)光波長(zhǎng)的方案？波長(zhǎng)的方案？dLx xLd測(cè)量測(cè)量(1)(1)雙縫的間距雙縫的間距d d(2)(2)光屏到

3、擋板的距離光屏到擋板的距離L L(3)(3)相鄰兩條條紋的間相鄰兩條條紋的間距距x x思考：若用其它單色光在思考：若用其它單色光在同樣的裝置中做雙縫干涉同樣的裝置中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，會(huì)得到什么圖樣呢？實(shí)驗(yàn)，會(huì)得到什么圖樣呢？由圖看出：紅光由圖看出：紅光條紋間距最大，條紋間距最大，紫光條紋間距最紫光條紋間距最小。小。因?yàn)榧t光的波長(zhǎng)因?yàn)榧t光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，紫光的波最長(zhǎng)，紫光的波長(zhǎng)最短。長(zhǎng)最短。雙縫干涉（結(jié)論）雙縫干涉（結(jié)論）用單色光在同樣的裝置中做雙縫干用單色光在同樣的裝置中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象涉實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 屏中央出現(xiàn)亮紋，兩側(cè)出現(xiàn)間距相屏中央出現(xiàn)亮紋，兩側(cè)出現(xiàn)間距相等的明暗相間的條紋，由于條紋

4、間距與等的明暗相間的條紋，由于條紋間距與各單色光的波長(zhǎng)成正比，所以紅光的條各單色光的波長(zhǎng)成正比，所以紅光的條紋間距最大，紫光的條紋間距最小。紋間距最大，紫光的條紋間距最小。猜想一下：猜想一下：用雙縫觀察白光干涉圖樣會(huì)用雙縫觀察白光干涉圖樣會(huì)是怎樣的？是怎樣的？ 干涉條紋是彩色條紋且中央是干涉條紋是彩色條紋且中央是白色的。原因是各種色光都在中白色的。原因是各種色光都在中央條紋處形成亮條紋，從而復(fù)合央條紋處形成亮條紋，從而復(fù)合成白色條紋。除中央條紋以外的成白色條紋。除中央條紋以外的其他條紋不能完全重合，便形成其他條紋不能完全重合，便形成了兩側(cè)的彩色條紋。了兩側(cè)的彩色條紋。用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)

5、現(xiàn)象用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)例：（應(yīng)用）實(shí)例：（應(yīng)用）雙縫的間距雙縫的間距 d=0.18mmd=0.18mm光屏到擋板的距離光屏到擋板的距離L=90cmL=90cm相鄰兩條條紋的間相鄰兩條條紋的間距距x=3.50mmx=3.50mm則此單色光的波長(zhǎng)則此單色光的波長(zhǎng)為為 nmnm dLxxLdnmm700107 . 09 . 0105 . 318. 066 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)，干涉條紋間距越小C

6、 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 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f f1 1=5.0=5.010101414HzHz和頻率為和頻率為f f2 2=7.5=7.510101414HzHz的單的單色光垂直照射雙縫隙，則色光垂直照射雙縫隙，則P P點(diǎn)出現(xiàn)條紋的情況點(diǎn)出現(xiàn)條紋的情況是以下哪種是以下哪種( )( )A.A.用頻率用

7、頻率f f1 1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f f2 2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f f1 1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f f2 2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：1 1=C/f=C/f1 1= = s s 1 1明條紋明條紋由由C=fC=f得：得：2 2=C/f=C/f2 2= = s s 2 2暗條紋暗條紋C2.2.如圖，用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，如圖，用單色光做雙縫干涉

8、實(shí)驗(yàn)，P P處為第二亮條紋，改用頻率較高處為第二亮條紋，改用頻率較高的單色光重做實(shí)驗(yàn)的單色光重做實(shí)驗(yàn), ,其他條件不變其他條件不變時(shí)，則第二亮條紋的位置時(shí)，則第二亮條紋的位置( )( )A A、仍在、仍在P P處處B B、在、在P P點(diǎn)的上方點(diǎn)的上方C C、在、在P P點(diǎn)的下方點(diǎn)的下方D D、將不存在亮條紋、將不存在亮條紋02112P頻率增大，波長(zhǎng)減小。條紋距中心條紋頻率增大，波長(zhǎng)減小。條紋距中心條紋間距減小。間距減小。C=C=f f3 3、在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，若用紅、在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，若用紅、綠兩塊玻璃分別擋在一條狹縫前面，綠兩塊玻璃分別擋在一條狹縫前面，下面說(shuō)法中正確的是下面說(shuō)法中正確的

9、是 ( )( )A A屏上形成明暗相間的干涉條紋屏上形成明暗相間的干涉條紋. . B B屏上形成紅、綠相間的干涉條紋屏上形成紅、綠相間的干涉條紋 C C屏上不能形成干涉條紋屏上不能形成干涉條紋 D D以上說(shuō)法都不正確以上說(shuō)法都不正確C C4 4一束單色平行光，通過(guò)雙縫在屏上一束單色平行光，通過(guò)雙縫在屏上得到干涉條紋，則得到干涉條紋，則( ( ) )A A相鄰明條紋或暗條紋的間距不相等相鄰明條紋或暗條紋的間距不相等B B用紅光做實(shí)驗(yàn)比用紫光做實(shí)驗(yàn)得到用紅光做實(shí)驗(yàn)比用紫光做實(shí)驗(yàn)得到的明條紋或暗條紋的間距大的明條紋或暗條紋的間距大C C屏上某暗條紋中一點(diǎn)到兩縫的距離屏上某暗條紋中一點(diǎn)到兩縫的距離的差

10、等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍的差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍D D如改用白光做實(shí)驗(yàn)，得不到干涉條如改用白光做實(shí)驗(yàn)，得不到干涉條紋紋 BC5 5如圖是雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置，其光如圖是雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置，其光屏上屏上P P處發(fā)現(xiàn)明條紋，則雙縫到光屏上處發(fā)現(xiàn)明條紋，則雙縫到光屏上P P點(diǎn)的距離之差為點(diǎn)的距離之差為( ( ) )A A光波的半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍光波的半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍B B光波的波長(zhǎng)的奇數(shù)倍光波的波長(zhǎng)的奇數(shù)倍C C光波的半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍光波的半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍D D光波的波長(zhǎng)的偶數(shù)倍光波的波長(zhǎng)的偶數(shù)倍C薄膜干涉薄膜干涉肥皂泡看起來(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

11、彩色的。這些現(xiàn)象是怎漂浮的油膜，看起來(lái)也是彩色的。這些現(xiàn)象是怎樣形成的？樣形成的？白光的薄膜干白光的薄膜干涉條紋涉條紋彩色條紋彩色條紋水面上的油水面上的油膜呈彩色膜呈彩色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)彩色條紋光從薄膜光從薄膜前表面前表面和后表面分別和后表面分別反射出來(lái)反射出來(lái)，形成，形成兩列振動(dòng)情況完兩列振動(dòng)情況完全相同的光波全相同的光波在薄膜的厚度為在薄膜的厚度為d d處，前后表面反射光處，前后表面反射光的光程差為的光程差為d d，則，則2dk2212dk當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)暗條紋當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)暗條紋當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)亮條紋當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)亮條紋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

12、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)生干涉這兩束反射光發(fā)生干涉. 如果被檢測(cè)表面如果被檢測(cè)表面是平整的是平整的, ,將

13、看到與將看到與底線(xiàn)平行的干涉條底線(xiàn)平行的干涉條紋紋. .檢查工件的平整度檢查工件的平整度薄膜干涉的應(yīng)用薄膜干涉的應(yīng)用2223左凹右凸左凹右凸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整的裝置，所用單色光是用普通光源加濾是否平整的裝置，所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干涉條紋，是由光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干涉條紋，是由下列哪個(gè)表面反射的光線(xiàn)疊加而成的（下列哪個(gè)表面反射的光線(xiàn)疊加而成的（ ）A Aa a的上表面和的上表面和b b的下表面的下表面B Ba a的上表面和的上表面和b b的上表面的上表面C Ca a的下表面和的下表面和b b的下表面的下表面D Da a的下表面和的下表面和b b的上表面的上表面Db.b.增透膜增透膜 原理：原理：當(dāng)當(dāng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中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