高三物理光的干涉和衍射

關(guān)于高三物理光的干涉和衍射第1頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六光到底是什么？……………17世紀(jì)明確形成了兩大對立學(xué)說牛頓惠更斯微粒說波動說19世紀(jì)初證明了波動說的正確性由于波動說沒有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及牛頓的威望使得微粒說一直占上風(fēng)19世紀(jì)末光電效應(yīng)現(xiàn)象使得愛因斯坦在20世紀(jì)初提出了光子說：光具有粒子性這里的光子完全不同于牛頓所說的“微?！钡?頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六復(fù)習(xí)什么是機械波?機械振動在介質(zhì)中的傳播稱為機械波注意:機械波只是機械振動這種振動形式在介質(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)中傳播相遇會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?更多資源

第3頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六波的干涉頻率相同的波疊加時,空間某些區(qū)域的振幅加強,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:兩列波的頻率必頃相同

干涉現(xiàn)象是波動獨有的特征，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)域的振動總是加強，某些區(qū)域的振動總是減弱的相互間隔的干涉現(xiàn)象。請問：如果光真的是一種波，就必然會觀察到光的干涉現(xiàn)象，干涉圖樣將是怎樣的？第4頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六1801年，英國物理學(xué)家托馬斯·楊（1773~1829）在實驗室里成功的觀察到了光的干涉．光的干涉第5頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六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第6頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六光的干涉雙縫干涉PΔr=P1S2－P1S1光程差S1S2dP1PP2相干波源是哪兩個？S1、S2P1第7頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六光的干涉雙縫干涉

光屏上某點到雙縫的路程差（光程差）為半波長的奇數(shù)倍時，該點出現(xiàn)暗條紋D=(2n+1)λ/2（n=1、3、5……）請問（1）什么情況下出現(xiàn)明條紋？光屏上某點到雙縫的路程差（光程差）為波長的整數(shù)倍時，該點出現(xiàn)亮條紋。D=nλ(n=0、1、3……)（2）什么情況下出現(xiàn)暗條紋？S1S2P1Pd第8頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六光的干涉雙縫干涉請問：（1）改用不同顏色的光做該實驗，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、紫光的干涉條紋寬度最窄(p)S1S2P1Pl1（2）屏到光源距離改變，條紋寬度會改變嗎？隨屏到光源的距離的增大而增大（Δx=L/d·λ）注：L>>d第9頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六光的干涉雙縫干涉請問：如果改用白光做雙縫干涉實驗，能看到白色的明暗相間的條紋嗎？

原因：由于白光內(nèi)各種單色光的干涉條紋間距不同，在屏上會出現(xiàn)彩色條紋．白光第10頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六光的干涉薄膜干涉

讓一束光經(jīng)薄膜的兩個表面反射后，形成的兩束反射光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉．實驗演示第11頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六請問（1）薄膜干涉中的相干光源來自于哪里？薄膜的前后兩個反射面（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、增透膜第12頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六干涉法檢查表面的平整程度：第13頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六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，從薄膜前后兩表面反射回來的光的路程差恰好等于半個波長，它們干涉相消，減小了反射光的能量，增強了透射光的能量，稱為增透膜。第14頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六波的衍射波繞過障礙物傳幫帶播的現(xiàn)象,叫做波的衍射現(xiàn)象波的衍射條件:障礙物或縫的尺寸比波長小,至少跟波長差不多光既然是一種波,但是在生活中我很少觀察到光得衍射現(xiàn)象呢???原因:可見光的波長只有十分之幾微米,因此通常的物體都比其大得多第15頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六下面就讓我們一起來觀察光的衍射現(xiàn)象實驗演示注意：“光的直線傳播”只是一種特殊的情況。即光在沒有障礙物的均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的或在障礙物的尺寸比光的波長大得多的情況下，衍射現(xiàn)象不明顯也可認(rèn)為光是沿直線傳播第16頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六1、在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到彩色的干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片，另一縫前入一綠色濾光片，這時()A、只有紅色和綠色的干涉條紋，其他顏色的條紋消失B、紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在C、任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D、屏上無任何光亮鞏固練習(xí)C第17頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六2、如圖所示，是用干涉法檢查某厚玻璃的上表面是否平整的裝置，所用單色光做光源，檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列兩個表面反射的光線疊加而成的？()A、a的上表面和b的下表面B、a的上表面和b的上表面C、a的下表面和b的上表面D、a的下表面和b的下表面C第18頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六

3、下列現(xiàn)象中，屬于光的干涉現(xiàn)象的是[

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A．肥皂泡上的彩色條紋

B．雨后天邊出現(xiàn)彩虹

C．早晨東方天邊出現(xiàn)紅色朝霞

D．荷葉上的水珠在陽光下晶瑩透亮A4．點光源照射一個障礙物，在屏上所成的陰影的邊緣部分模糊不清，產(chǎn)生的原因是[

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A．光的反射

B．光的折射

C．光的干涉

D．光的衍射D第19頁，共22頁，2022年，5月20日，17點18分，星期六3、干涉條紋與衍射條紋的區(qū)別

干涉：等距的明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱較慢。

衍射：中央有一條較寬亮條紋，兩邊是對稱明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱得很快。

（雙縫）干涉圖樣（單縫）衍射圖樣雙縫間距越小，條紋間距越大單縫寬度越小，條紋間距越大（單色光）波長越小，條紋間距越小（單色光）波長越小，條紋間距越小單色光形成明暗條紋，