光的干涉高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

4.3光的干涉肥皂膜看起來常常是彩色的，雨后公路積水上面漂浮的油膜，也經(jīng)常顯現(xiàn)出彩色圖樣。頻率相同、相位差恒定、振動方向相同的兩列波疊加時，某些區(qū)域的振動總是加強，某些區(qū)域的振動總是減弱；且振動加強的地方與振動減弱的地方間隔出現(xiàn)。1．什么是干涉現(xiàn)象？波的干涉示意圖2．波的干涉中振動加強點或振動減弱點的位置是如何來判定的呢？振動加強點的位置：振動減弱點的位置：

托馬斯·楊1801年，英國物理學(xué)家托馬斯·楊改進了實驗設(shè)計，在歷史上第一次得到了相干光源，成功的觀察到了光的干涉現(xiàn)象。獲得兩個振動情況完全相同的光源，叫相干光源一、楊氏雙縫干涉實驗1、實驗裝置獲得一個線光源2、實驗現(xiàn)象：3、實驗結(jié)論：證明了光確實是一種波得到一組明暗相間的條紋楊氏雙縫干涉實驗被評為十大最美麗實驗之一甲實驗裝置乙干涉條紋一束單色光投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上。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。這兩個波源發(fā)出的光在擋板后的空間互相疊加，發(fā)生干涉現(xiàn)象。4、對光的雙縫干涉現(xiàn)象的解釋S1S2雙縫屏幕P0從S1、S2發(fā)出的光振動情況完全相同，它們到P0的距離是相等的中央亮紋光程差δ=S2P0-S1P0=0P1

第一亮紋λ雙縫S1S2屏幕P0

中央亮紋

δ=S2P1-S1P1=λ以此類推光程差δ=nλ（n=0，1，2，3……）亮紋雙縫S1S2屏幕P1

第一亮紋δ=λP0

中央亮紋δ=0P2

第二亮紋δ=2λ

P3

第三亮紋δ=3λ

雙縫S1S2屏幕Q1

第一暗紋δ=λ/2Q2

第二暗紋δ=3λ/2

Q3

第三暗紋δ=5λ/2

同理：光程差δ=（2n+1)λ/2(n=0，1，2，3……）暗紋干涉圖樣的特點：（1）都形成明暗相間的條紋，中央為亮紋（2）同種色光亮紋間等距、暗紋間等距（3）紅光間距最大，紫光間距最小同種色光條紋間距為什么相等，它又與哪些因素有關(guān)？不同單色光的干涉條紋：波長為的單色光照射到雙縫上。雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為OP0=l。對于屏上與P0的距離為x的一點P1，雙縫與P1的距離分別為r1、r2，且d

l，x

l。亮紋條件：相鄰兩條亮條紋或暗條紋中心的間距是：θ二、干涉條紋與光的波長之間的關(guān)系

三、薄膜干涉2、實驗現(xiàn)象：出現(xiàn)明暗相間的黃色條紋在酒精燈的燈芯上撒一些食鹽，燈焰就能發(fā)出明亮的黃光。把鐵絲圈在肥皂水中蘸一下，讓它掛上一層薄薄的液膜。把這層液膜當(dāng)作一個平面鏡，用它觀察燈焰的像（圖）。這個像與直接看到的燈焰有什么不同？1、實驗演示：用肥皂膜做薄膜干涉實驗3、實驗現(xiàn)象分析：

由于重力的作用，肥皂薄膜將形成上薄下厚的楔形。在膜上不同位置，入射光的一部分直接在膜的前表面發(fā)生反射（實線），另一部分進入膜內(nèi)，在膜的后表面發(fā)生反射（虛線）再與前表面發(fā)生反射的光疊加。亮條紋亮條紋暗條紋暗