【課件】光的干涉+課件高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

一、歷史回顧三、光的衍射§7.1光的干涉、衍射和偏振二、光的干涉四、光的偏振世界上如果沒有光就會(huì)變成一片黑暗，但是光究竟是什么呢?人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí),經(jīng)歷了漫長而曲折的道路，到了17世紀(jì)，基本上形成了兩種學(xué)說：一種以牛頓為代表的微粒說，另一種是以惠更斯為代表的波動(dòng)說。

與牛頓同時(shí)代的荷蘭物理學(xué)家惠更斯首先提出光的波動(dòng)說。當(dāng)時(shí)牛頓反對(duì)光的波動(dòng)說，主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)光的波動(dòng)說還不能很好解釋光的直線傳播這一基本事實(shí)，也不能解釋光的偏振現(xiàn)象。直到1801年，英國物理學(xué)家托馬斯·楊進(jìn)行了著名的楊氏干涉實(shí)驗(yàn)，1815年法國物理學(xué)家菲涅耳進(jìn)行的“菲涅耳雙鏡”實(shí)驗(yàn)，才令人信服地證明了光具有波動(dòng)性。

一、歷史回顧1、實(shí)驗(yàn)裝置相干光源：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率和恒定的相差。楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

二、光的干涉S1S2S***楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)像屏雙縫屏

楊氏干涉

波源S發(fā)出球面波,同時(shí)到達(dá)S1和S2這兩個(gè)狹縫，S1和S2可視為相干波源,相干波源發(fā)出的頻率相同、振動(dòng)方向一致的相干光，

同時(shí)傳播到光屏上。疊加的結(jié)果是產(chǎn)生明暗相間的干涉條紋。在波峰與波峰、波谷與波谷疊加的地方，光波互相加強(qiáng)，形成明條紋。在波峰與波谷疊加的地方，光波互相抵消或削弱，形成暗條紋。單色光的雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1、等寬度、等間距的明暗條紋。2、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。波峰與波谷疊加的區(qū)域振動(dòng)最弱，即出現(xiàn)暗條紋。白光的楊氏干涉圖單色光的楊氏干涉圖當(dāng)相干光在空間相遇時(shí)，光波產(chǎn)生了穩(wěn)定的加強(qiáng)或減弱，并在相遇的空間形成明暗相間的條紋，這種的現(xiàn)象叫光的干涉。光的干涉證明了光是一種波。思考：若用綠光在同樣的裝置中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，會(huì)得到什么圖樣呢？不同單色光的雙縫圖樣干涉比較紅光藍(lán)光

從兩張照片中可以看出：紅光的條紋間距（寬度）比綠光大，那么，不同單色光的干涉條紋的間距（寬度）與哪些因素有關(guān)?

(應(yīng)用)你能否根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)一測量某種可見光波長的方案？測量(1)雙縫的間距d(2)光屏到擋板的距離L(3)相鄰兩條條紋的間距?x實(shí)例：（應(yīng)用）(1)雙縫的間距d=0.18mm(2)光屏到擋板的距離L=90cm(3)相鄰兩條條紋的間距?x=3.50mm求：此單色光的波長為多大?各色光在真空中的波長光的顏色波長nm光的顏色波長nm紅770－620綠580－490橙620－600藍(lán)－靛490－450黃600－580紫450－400紅光波長最大，紫光波長最小光的波長的測定：條紋間距的含義：相鄰的亮紋或暗紋之間的距離總是相等的，相鄰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。三、條紋間距及離中心條紋距離條紋中心的位置：明紋暗紋S1S2**L特征量紅光→紫光干涉條紋間距（Δx）真空中的波長（λ）頻率（ν）折射率（n）

七種單色光的綜合性質(zhì)對(duì)比由大到小由大到小由小到大光的折射由小到大雙縫干涉（結(jié)論）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（1）不同單色光：屏中央出現(xiàn)亮紋，兩側(cè)出現(xiàn)間距相等的亮暗相間的條紋。（2）白光：屏中央出現(xiàn)白色亮紋，兩側(cè)出現(xiàn)彩色條紋，紫光最靠近中央，邊緣為紅光。相干光源（發(fā)生干涉的條件）(1)頻率相同(2)相位差恒定(3)振動(dòng)方向相同

薄膜干涉如圖，點(diǎn)著酒精燈，在其火焰上灑一些食鹽，使酒精燈便發(fā)出黃色的火焰。把帶肥皂液薄膜的金屬圈放在酒精燈旁適當(dāng)?shù)奈恢茫寡劬η∧芸吹接杀∧し瓷涠傻狞S色火焰的虛像。當(dāng)肥皂薄膜下垂到一定程度，就在虛像上出現(xiàn)了明暗相間的干涉條紋。(a)明暗明(b)干涉條紋形成的原因：豎立的肥皂薄膜在重力作用下形成了上薄下厚的楔形。當(dāng)酒精燈的火焰照射到薄膜上時(shí)，分別從膜的前表面和后表面反射的兩列光波，它們頻率相同，方向一致，能產(chǎn)生干涉。在薄膜的某些地方，兩列光波反射回來時(shí)，恰是波峰和波峰疊加，波谷和波谷疊加，使光波的振動(dòng)加強(qiáng)，形成亮條紋；而在另一些地方，兩列光波的波峰和波谷疊加，使光波的振動(dòng)互相抵消，形成暗條紋。明暗明薄膜干涉

1）現(xiàn)象：水平明暗相間條紋２相干光的來源：肥皂薄膜前表面反射光波與后表面反射

光波相互疊加產(chǎn)生干涉3.

其他干涉現(xiàn)象牛頓環(huán)激光通過雙狹縫時(shí)的干涉圖樣激光通過十字形狹縫時(shí)的干涉圖樣單色光標(biāo)準(zhǔn)樣板薄片被檢測平面(1)干涉法檢查精密部件的表面取一個(gè)透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板，放在待檢查的部件表面并在一端墊一薄片，使樣板的平面與被檢查的平面間形成一個(gè)楔形空氣膜，用單色光從上面照射，入射光從空氣層的上下表面反射出兩列光形成相干光，從反射光中就會(huì)看到干涉條紋，如圖所示。4.光的干涉在技術(shù)上的應(yīng)用如果被檢表面是平的，產(chǎn)生的干涉條紋就是平行的,如圖（b）所示；如果觀察到的干涉條紋如圖（c）所示，則表示被檢測表面微有凸起或凹下，這些凸起或凹下的地方的干涉條紋就彎曲。從彎曲的程度就可以了解被測表面的平整情況。(a)(b)(c)單色光標(biāo)準(zhǔn)樣板薄片被檢測平面因?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波長的1/4。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，所以照相機(jī)的鏡頭常呈淡紫色或藍(lán)色照相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡

練習(xí)1.什么是光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象？為什么說這些現(xiàn)象說明了光具有波動(dòng)性？2.被