光的干涉（1課件）

教學(xué)目的1.通過實驗觀察認識光的干涉現(xiàn)象，知道從光的干涉現(xiàn)象說明光是一種波。2.通過雙縫干涉實驗，體會把一個點光源發(fā)出的一束光分成兩束，得到相干光源的設(shè)計思想。3.掌握光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的，何處出現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋。4.知道條紋間距與波長的關(guān)系。5.知道薄膜干涉條紋的特點，并能用它解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象。學(xué)習(xí)任務(wù)1.通過實驗觀察認識光的干涉現(xiàn)象，知道從光的干涉現(xiàn)象說明光是一種波。2.通過雙縫干涉實驗，體會把一個點光源發(fā)出的一束光分成兩束，得到相干光源的設(shè)計思想。3.掌握光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的，何處出現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋。4.知道條紋間距與波長的關(guān)系。5.知道薄膜干涉條紋的特點，并能用它解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象。問題這些彩色條紋或圖樣是怎樣形成的？問題如果兩列機械波的頻率相同、相位差恒定、振動方向相同，就會發(fā)生干涉。怎樣才能觀察到光的干涉現(xiàn)象？相干光源光束單縫雙縫紅濾色片

(激光)屏幕s0s1s2托馬斯·楊讓一束單色光投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，狹縫S1和S2相距很近。狹縫就成了兩個波源，它們的頻率、相位和振動方向總是相同的,這兩個波源就是相干光源。楊氏雙縫實驗被評為十大最美麗實驗之一有什么現(xiàn)象？演示：光的雙縫干涉光的干涉為什么會有這樣的現(xiàn)象？光的干涉S1S2Pδ=0

由于從S1S2發(fā)出的光是振動情況完全相同，又經(jīng)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A＝A1+A2為最大，P點總是振動加強的地方，故應(yīng)出現(xiàn)亮紋，這一條亮紋叫中央亮紋。P中央亮紋雙縫S1S2屏幕光的干涉S1S2P1

P1

第一亮紋雙縫S1S2屏幕

λλδ=λ

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δ=S1－S2=λ，出現(xiàn)第一條亮紋。其他亮紋是如何出現(xiàn)？光的干涉P2

第二亮紋雙縫S1S2屏幕2λ

屏上P1點的上方還可以找到δ=S1－S2＝2λ的P2點出現(xiàn)第二條亮紋。光的干涉P3

第三亮紋雙縫S1S2屏幕3λ

屏上P1點的上方還可以找到δ=S1－S2＝4λ的P2點，δ=S1－S2＝5λ的P3點……等處的第四條、第五條……亮紋；在中央明紋P的下方可找到δ=S1－S2＝λ的P1/點，δ=S1－S2＝2λ的P2/點，δ=S1－S2＝3λ的P3/點等處與中央明紋為對稱的第一、第二、第三…，第n條亮紋。

屏上P2點的上方還可以找到δ=S1－S2＝3λ的P3點出現(xiàn)第三條亮紋。光的干涉雙縫S1S2屏幕P1第一亮紋δ=λP

中央亮紋δ=0P2第二亮紋δ=2λP3/

第三亮紋δ=3λP3第三亮紋δ=3λP2/

第二亮紋δ=2λP1/

第一亮紋δ=λ…………中間的暗條紋是如何形成？光的干涉Q1

第一暗紋雙縫S1S2屏幕λ/2P

中央亮紋S1S2P1

λ/2

取P點上方的點Q1，與兩個狹縫S1、S2路程差δ=S1－S2＝λ/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點總是振動減弱的地方，故應(yīng)出現(xiàn)暗紋。光的干涉Q2

雙縫S1S2屏幕3λ/2Q1

第一暗紋P

中央亮紋第二暗紋

屏上Q1點的上方還可以找到δ=S1－S2＝3λ/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。光的干涉雙縫S1S2屏幕P1第一亮紋δ=λP

中央亮紋δ=0P2第二亮紋δ=2λP3/

第三亮紋δ=3λP3第三亮紋δ=3λP3/

第二亮紋δ=2λP3/

第一亮紋δ=λQ2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Q1/

第一暗紋δ=5λ/2δ=λ/2δ=3λ/2δ=5λ/2δ=3λ/2δ=λ/2…………光的干涉

當(dāng)兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長的偶數(shù)倍時（即恰好等于波長的整數(shù)倍時），兩列光波在這點相互加強，這里出現(xiàn)亮條紋。δ＝nλ(n=0．1、2、3、……）δ＝（n＋）λ(n=0．1、2、3、……）

當(dāng)兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長的奇數(shù)倍時，兩列光波在這點相互削弱，這里出現(xiàn)暗條紋?！鱴條紋間距與什么有關(guān)？干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系

由0于l遠遠大于d，l遠遠大于x，因此

干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系對于出現(xiàn)亮紋的點，有：所以相鄰兩條亮條紋或暗條紋間的距離：議一議：不同顏色的單色光產(chǎn)生的干涉條紋會有什么不同？干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系相鄰兩條亮條紋或暗條紋的中心間距與波長的關(guān)系1、由上式可知：

屏離開擋板越遠，條紋間的距離越大；

光波的波長越長，條紋間的距離也越大．2、由上式可知：測量條紋間距，雙縫到屏的距離，雙縫間的距離，可以測量出光的波長。3、在其他條件不變的清空下，不同顏色的光（波長不同），條紋間距不同猜想：用藍光做這個實驗，條紋之間的距離比用紅光時?。挥米瞎鈺r更小不同顏色的光的干涉條紋如果用白色的光做干涉，會發(fā)生什么現(xiàn)象？雙縫干涉白光干涉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－靛490－450黃600－580紫450－400白光干涉白光紅光蘭光亮暗相間彩色條紋．(2)、白光的干涉圖樣是：中央是白色條紋，兩側(cè)是彩色條紋明暗相間的條紋，相鄰明紋的間距相同，強弱相同(1)、單色光的干涉圖樣是：用某種單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變?yōu)樵瓉淼?

)//2倍 C.2倍 D.3倍小試牛刀D如圖所示的四種明暗相間的條紋分別是黃光、紫光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及紅光、藍光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋)。在下面的四幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是(

)A.黃藍紫紅

B.黃紅紫藍

C.藍紫紅黃

D.藍黃紅紫小試牛刀A如圖所示的雙縫干涉實驗，用綠光照射單縫S時，在光屏P上觀察到干涉條紋。要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以(

)A.增大S1與S2的間距 B.減小雙縫屏到光屏的距離C.將綠光換為紅光 D.將綠光換為紫光小試牛刀C如圖是楊氏雙縫干涉的示意圖，擋板上有兩條狹縫S1、S2，屏上O點到兩縫S1和S2的距離相等。用波長為λ的激光照射雙縫，屏上有明暗相間的干涉條紋，把O處的亮條紋記作第0號亮紋，由O向上數(shù)分別為1、2、3?號亮紋，第8號亮紋恰好在P處，則S2P?S1P為(

)A.4λB.5λC.8λD.10λ小試牛刀C演示：用肥皂膜做薄膜干涉實驗什么原因？薄膜干涉薄膜干涉：來自液膜前后兩個面反射的反射光相互疊加，發(fā)生干涉現(xiàn)象

不同位置的液膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，來自前后兩個面的反射光（即圖中的實線和虛線波形代表的兩列光）的路程差不同。2d=nλ:疊加后相互加強;亮條紋2d=(n+1/2）λ:疊加后相互削弱;亮條紋如果是白光，會有什么現(xiàn)象？薄膜干涉嘗試解釋下？等厚干涉/劈尖干涉等厚干涉/劈尖干涉光程差：明條紋暗條紋相鄰兩暗（明）紋的間距應(yīng)用利用薄膜干涉可檢查工件表面的平整度．如圖(a)所示，現(xiàn)使透明標準板M和待檢工件N間形成一楔形空氣薄層，并用單色光照射，可觀察到如圖(b)所示的干涉條紋，條紋的彎曲處P和Q對應(yīng)于A和B處，下列判斷中正確的是()A.N的上表面A處向上凸起B(yǎng).N的上表面B處向下凹陷C.若減少薄片的厚度，則干涉條紋間距會減小D.條紋的cd點對應(yīng)處的薄膜厚度相同小試牛刀D牛頓環(huán)牛頓環(huán)增透膜小結(jié)一、產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋的條件：兩光頻率相同。二、干涉規(guī)律

（1）半波長的偶數(shù)倍時出現(xiàn)亮條紋；（2）半波長的奇數(shù)倍時出現(xiàn)暗條紋．三、同樣條件的雙縫實驗，用不同的色光得到的相鄰亮（暗）條紋間的寬度不等。S1S2P1P紅光蘭光白光如圖所示，甲、乙兩幅圖分別是a、b兩束單色光，經(jīng)過單縫的衍射圖樣。這下列說法正確的是(

)A.在真空中，a光的波長比b光小B.在同一介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度比