2023學(xué)年完整公開課版4光的干涉

光的干涉第五章第1節(jié)

干涉現(xiàn)象是波動(dòng)獨(dú)有的特征，如果光真的是一種波，就必然會(huì)觀察到光的干涉現(xiàn)象．波的干涉思考1：如果我們先假設(shè)光是一種波，那么按照我們所學(xué)的波動(dòng)知識(shí)，光要發(fā)生干涉現(xiàn)象需要滿足什么條件？（頻率相同、振動(dòng)方向相同）思考2：有沒有什么方法可以獲得頻率相同的光呢？即相干光

光束單縫雙縫紅濾色片

(激光)屏幕s0s1s2托馬斯·楊楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)被評(píng)為十大最美麗實(shí)驗(yàn)之一。巧妙解決了相干光問題天才的設(shè)想

1801年，英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊（1773~1829）在實(shí)驗(yàn)室里成功的觀察到光的干涉--楊氏雙縫干涉證明光是一種波實(shí)驗(yàn)演示：用氦氖激光器演示光的雙縫干涉現(xiàn)象：出現(xiàn)亮暗相間條紋。思考3：為什么有的地方亮一些有些地方暗一些？請(qǐng)用我們所學(xué)的波動(dòng)知識(shí)來解釋。光波疊加時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的地方出現(xiàn)亮條紋，振動(dòng)減弱的地方出現(xiàn)暗條紋。P1Pδ=P1S2－P1S1光程差P2S1S2P1PdP2討論：亮紋和暗紋為什么相間（依次出現(xiàn)）呢？S1S2PdS1PPS1S1S2PS2PPS2光程差δ=0，S1、S2步調(diào)一致，該點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。（亮）P

中央亮紋δ=0S1S2P1PdS1S2P1P1P1S1P1S2dS1S2P1d=λ/2光程差d=λ/2

，S1、S2在P1處步調(diào)相反，該點(diǎn)振動(dòng)減弱。(暗）P1第一暗紋δ=λ/2S1S2P2PdS1S2P2P2P1S1P1S2dS1S2P2d=λ光程差d=λ，S1、S2在P2處步調(diào)一致，該點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。(亮）P2第一亮紋δ=λ1、形成明、暗條紋的條件光程差：S1S2P1Pl二：雙縫干涉規(guī)律n=0、1、2、3……暗紋n=0、1、2、3……亮紋2、相鄰明（暗）紋間的距離大?。孩匐p縫之間的距離d:雙縫與屏間的距離l

:S1S2P1Pl波長(zhǎng)越大，相鄰的亮紋間距越大波長(zhǎng)λ:②d越小，相鄰的亮紋間距越大③L越大，相鄰的亮紋間距越大（1）：影響因素：（2）：相鄰亮紋間距計(jì)算公式：各色光在真空中的波長(zhǎng)光的顏色波長(zhǎng)nm光的顏色波長(zhǎng)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(zhǎng)最大，紫光波長(zhǎng)最小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(1)、單色光的干涉圖樣是：

明暗相間的條紋，相鄰明紋的間距相同，強(qiáng)弱相同3.光的干涉條紋的特點(diǎn):小結(jié)1.產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋的條件：兩光頻率相同。2.出現(xiàn)亮暗條紋的條件：（1）半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)亮條紋；

（2）半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)暗條紋．S1S2P1P4、干涉條紋的特點(diǎn)：明暗相間，間距相等；單色光和白光的條紋不同。3、雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，相鄰亮（暗）條紋間距離：

練習(xí)題：1、兩只相同的燈泡發(fā)出的光束相遇___________發(fā)生干涉現(xiàn)象？（填“能”或“不能”）2、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏上觀察到彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），這時(shí)：（）A、只有紅色和綠色的干涉條紋，其它顏色的雙縫干涉條紋消失．B、紅色和綠色的干涉條紋消失，其它顏色的干涉條紋仍然存在．C、任何顏色的干涉條紋都不存在。D、屏上無任何亮光．不能C3、用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到彩色的干涉條紋，下列正確的說法是：（）A、干涉圖樣的中央亮紋是白色的；B、在靠近中央亮紋兩側(cè)最先出現(xiàn)的是紅色條紋；C、在靠近中央亮紋兩側(cè)最先出現(xiàn)的是紫色條紋；D、在靠近中央亮紋兩側(cè)最先出現(xiàn)的彩色條紋的顏色與雙縫間距離有關(guān)AC

白光為什么光的波長(zhǎng)λ越大，條紋的間距越大？亮亮LL屏屏亮亮亮為什么雙縫的間距d越小，條紋的間距越大？d2d1亮LL屏屏屏A屏BL1L2d兩狹縫之間距離d不變?cè)陉柟庀?為什么肥皂薄膜上會(huì)形成彩色圖樣?

光從薄膜前表面和后表面分別反射出來，形成兩列振動(dòng)情況完全相同的光波。當(dāng)兩列波反射回來時(shí)恰是波峰和波峰相遇（或波谷和波谷相遇），使光波的振動(dòng)加強(qiáng)，形成亮條紋；當(dāng)兩列波的波峰和波谷相遇，使光波的振動(dòng)互相抵消，形成暗條紋。如果用白光照射肥皂液薄膜，在薄膜上就出現(xiàn)了不同顏色的彩色條紋。

條紋特點(diǎn)*橫向彩色條紋*條紋間距上寬下窄

燃起一盞酒精燈，在酒精燈火焰里灑上一些氯化鈉，使火焰發(fā)出黃光。把酒精燈放在金屬絲圈上的肥皂液薄膜前，仔細(xì)觀察，就可在薄膜上看到火焰的反射像，像上出現(xiàn)了什么?出現(xiàn)明暗相間的橫向黃色條紋三、薄膜干涉

光照射到薄膜上時(shí),從膜的前表面和后表面分別反射出來,形成兩列相干光，產(chǎn)生了干涉現(xiàn)象。光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有重要應(yīng)用。

干涉法檢測(cè)表面平整度

如果被測(cè)表面是平的，那么產(chǎn)生的干涉條紋就是平行的；如果被測(cè)表面某些地方不平，產(chǎn)生的干涉條紋就要發(fā)生彎曲：還可以了解被測(cè)表面的不平情況。這種測(cè)量的精度可達(dá)10-6cm以上。增透膜

攝影機(jī)和電影放映機(jī)的鏡頭、潛水艇的潛望鏡等，都是由透鏡、棱鏡等組成的。射入光時(shí)，在元件的表面上要發(fā)生反射，結(jié)果只有