光衍射干涉課件課件

1、關于光的衍射干涉課件第一張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第二張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一、楊氏雙縫干涉實驗1、裝置特點： （1）雙縫很近 0.1mm， （2）雙縫S1、S2與單縫S的距離相等，單縫雙縫紅濾色片S1SS2屏幕2、要用單色光 單孔的作用：是獲得點光源 雙孔的作用：相當于兩個振動情況完全相同的光源，雙孔的作用是獲得相干光源第三張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4、干涉圖樣的特點： （1）形成明暗相間的條紋 （2）亮紋間等距、暗紋間等距 （3）兩縫S1、S2中垂線與屏幕相交位置是亮條紋-中央亮紋提出問題：（1）為什么會出現(xiàn)這樣的圖象？ （2）怎樣用波動

2、理論進行解釋？3、產生穩(wěn)定光的干涉現(xiàn)象的條件相干光源：兩個振動情況完全相同的光源第四張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月復習：（1）機械波中，產生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件是：頻率相同相差恒定。（2）兩列波在波峰和波峰相遇或波谷與波谷相遇時振幅變大，說明此點為振動加強點 。 兩列波在波峰和波谷相遇時振幅變小，說明此點為振動減弱點。 二、運用光的波動理論進行分析（3）對光發(fā)生干涉時 若光互相加強，出現(xiàn)亮條紋 若光互相削弱，出現(xiàn)暗條紋 第五張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月紅濾色片單縫雙縫S1SS2屏幕第六張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月S1S2PP=0中央亮紋 由于從S1S2發(fā)出

3、的光是振動情況完全相同，又經過相同的路程到達P點，其中一條光傳來的是波峰，另一條傳來的也一定是波峰，其中一條光傳來的是波谷，另一條傳來的也一定是波谷，確信在P點激起的振動總是波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇，振幅AA1+A2為最大，P點總是振動加強的地方，故應出現(xiàn)亮紋，這一條亮紋叫中央亮紋。雙縫S1S2屏幕第七張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月P1 第一亮紋雙縫S1S2屏幕S1S2P1 取P點上方的點P1，從S1S2發(fā)出的光到P1點的光程差就不同，若這個光程差正好等于波長的整數(shù)倍，比如= S1S2=，出現(xiàn)第一條亮紋。 =第八張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月P2 第二亮紋雙縫S1

4、S2屏幕 屏上P1點的上方還可以找到= S1S22的P2點出現(xiàn)第二條亮紋。 2第九張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月雙縫S1S2屏幕P1 第一亮紋 =P 中央亮紋 =0P2 第二亮紋 =2P3 / 第三亮紋 =3P3 第三亮紋 =3P3 / 第二亮紋 =2P3 / 第一亮紋 =第十張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月Q1 第一暗紋雙縫S1S2屏幕S1S2P1 取P點上方的點Q1，與兩個狹縫S1、S2路程差= S1S2/2，其中一條光傳來的是波峰，另一條傳來的就是波谷，其中一條光傳來的是波谷，另一條傳來的一定是波峰，Q1點激起的振動總是波峰與波谷相遇，振幅最小，Q1點總是振動減弱的

5、地方，故應出現(xiàn)暗紋。/2/2P 中央亮紋第十一張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月Q2 第二暗紋雙縫S1S2屏幕 屏上Q1點的上方還可以找到= S1S23/2的Q2點出現(xiàn)第二條暗紋。同樣可以找到第三條暗紋Q3，在中央明紋下方也可以找到對稱的Q1/、Q2/、Q3/等暗紋。 3/2Q1 第一暗紋P 中央亮紋第十二張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月雙縫S1S2屏幕P1 第一亮紋 =P 中央亮紋 =0P2 第二亮紋 =2P3 / 第三亮紋 =3P3 第三亮紋 =3P3 / 第二亮紋 =2P3 / 第一亮紋 =Q2 第二暗紋Q 1 第一暗紋Q3 第三暗紋Q3 / 第三暗紋Q2 / 第二暗紋

6、Q1 / 第一暗紋=5/2=/2=3/2=5/2=3/2=/2第十三張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第十四張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月雙縫S1S2屏幕三、干涉條紋的間距與哪些因素有關?1、什么是干涉條紋的間距?xx條紋間距的含義：亮紋或暗紋之間的距離總是相等的，亮紋和亮紋之間的距離或暗紋和暗紋之間的距離叫做條紋間距。 第十五張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月雙縫S1S2屏幕Ld 重做干涉實驗，并定性尋找規(guī)律d、不變，只改變屏與縫之間的距離LL越大，條紋間距越大 L、不變，只改變雙縫距離dd越小，條紋間距越大2、干涉條紋的間距與哪些因素有關?第十六張，PPT共三十

7、四頁，創(chuàng)作于2022年6月 L、d不變，用不同的單色光進行實驗 紅光的條紋間距最大，紫光的最小。 3 、亮（暗）紋間距的公式(x= ）紅光的波長最大，紫光的波長最小。紅光的頻率最小，紫光的頻率最大。第十七張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月下一步4、實驗的改進：指出用狹縫代替小孔，可以得到同樣清晰， 但明亮得多的干涉條紋。 用氦氖激光器發(fā)出的激光演示雙縫干涉實驗。 第十八張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月5、白光的干涉圖樣是什么樣？ 明暗相間的彩色條紋； 中央為白色亮條紋； 干涉條紋是以中央亮紋為對稱點排列的； 在每條彩色亮紋中紅光總是在外緣，紫光在內線。 第十九張，PPT共三十

8、四頁，創(chuàng)作于2022年6月三、光的薄膜干涉1、實驗產生原因：膜的前表面和后表面反射的兩列光波。實驗現(xiàn)象：水平的彩色條紋第二十張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月現(xiàn)象：劈尖上厚度相同的地方，出現(xiàn)明或暗條紋。1）檢查精密儀器的表面：平行單色光垂直照射實心劈尖上，上面的下表面、下面的上表面的反射光將產生干涉。2、薄膜干涉的應用第二十一張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2）增加透射：使某些顏色的單色光在表面的反射干涉相消。如：照相機鏡頭有增透膜d= /4呈現(xiàn)淡紫色 消除黃綠色的反射光。第二十二張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月如果保持雙縫的間距不變，光屏到縫的距離越大，屏上明暗相

9、間條紋間距_；如果保持光屏到縫的距離雙縫的間距不變，雙縫的間距越小，屏上明暗相間條紋間距_；如果保持光屏到縫的距離雙縫的間距不變，雙縫的間距不變，改變光的波長越大，屏上明暗相間條紋間距_；變大變大變大練習：第二十三張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月四、光的衍射：光離開直線路徑繞道障礙物陰影里去的現(xiàn)象第二十四張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、產生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或小孔的尺寸比波長小或差不多2、實驗現(xiàn)象：中央一級是又亮又寬的白色條紋，兩邊是較窄較暗的彩色條紋第二十五張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月光的衍射 1、波長一定時，單縫越窄，衍射圖樣中央條紋越寬，各條

10、紋間距大 2、單縫不變時，光的波長越長（可見光中紅光最長），中央亮紋越寬，條紋間隔越大 3、白熾燈（白光）的單縫衍射條紋為中央亮，兩側為彩色條紋，且外側呈紅色，靠近光源的內側為紫色單縫衍射規(guī)律第二十六張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1818年，當法國物理學家菲涅耳提出光的波動理論時，著名數(shù)學家泊松根據(jù)菲涅耳的理論推算出：把一個不透光的小的圓盤狀物放在光束中，在距這個圓盤一定距離的像屏上，圓盤的陰影中心應當出現(xiàn)一個亮斑人們從未看過和聽說過這種現(xiàn)象，因而認為這是荒謬的，所以泊松興高采烈地宣稱他駁倒了菲涅耳的波動理論，菲涅耳接受了這一挑戰(zhàn)，精心研究，“奇跡”終于出現(xiàn)了，實驗證明圓盤陰影中心

11、確實有一個亮斑，這就是著名的泊松亮斑第二十七張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月當縫很大時直線傳播（得到影）當縫減小時逐漸會出現(xiàn)小孔成像的現(xiàn)象繼續(xù)減小縫的大小會出現(xiàn)光的衍射現(xiàn)象光沿直線傳播只是一個近似的規(guī)律：當光的波長比障礙物或孔的尺寸小得多時，可認為光是沿直線傳播的，當光的波長與障礙物或孔的尺寸可以相比擬時將產生明顯的衍射現(xiàn)象 提問：當光通過小孔或者狹縫時，在后面的光屏上會得到什么樣的圖案？ 第二十八張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月自然現(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。第二十九張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月自然現(xiàn)象中的衍射神秘的

12、佛光 是在光的“衍射反射”成像原理下形成的一種特殊光象，學術界稱為“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。實際上，“寶光”在黃山、廬山、五臺山等地山區(qū)，甚至一些稍有起伏的平原地帶也可以看到 。第三十張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月利用光的衍射現(xiàn)象制作出來的全息衍射防偽標記。由于防偽標記利用了全息攝像技術，所以制作成本和難度都較高，能有力的保護消費者不買到假冒偽劣商品。 防偽第三十一張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月珍寶鑒定1985年，加拿大文物保護協(xié)會（CCT）的科學家們就利用X光射線衍射分析方法對一件被作為凡高作品出售的油畫顏料進行了分析鑒定?？茖W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。因為金紅石的存在，使得這幅油畫的創(chuàng)作時間不可能早于1938年，這與凡高的生活時期（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。 第三十二張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月光存儲在 CD、VCD、DV