物理：13.2《光的干涉》

1、1、兩列機(jī)械波（如聲波、水波）發(fā)、兩列機(jī)械波（如聲波、水波）發(fā)生干涉的條件是什么？生干涉的條件是什么？復(fù)習(xí)回顧：復(fù)習(xí)回顧：2、如何獲得兩列相干的機(jī)械波？、如何獲得兩列相干的機(jī)械波？（以水波為例以水波為例）3、兩列波干涉，振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)和振、兩列波干涉，振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)和振動(dòng)最弱的點(diǎn)條件是什么？動(dòng)最弱的點(diǎn)條件是什么？(步調(diào)相同步調(diào)相同)210,1,2,rrkk，21210,1,2,2rrkk，光到底是什么？1717世紀(jì)明確形成世紀(jì)明確形成了兩大對(duì)立學(xué)說(shuō)了兩大對(duì)立學(xué)說(shuō)牛牛頓頓惠惠更更斯斯微粒說(shuō)微粒說(shuō)波動(dòng)說(shuō)波動(dòng)說(shuō)1919世紀(jì)初證明了世紀(jì)初證明了波動(dòng)說(shuō)的正確性波動(dòng)說(shuō)的正確性由于波動(dòng)說(shuō)沒(méi)有由于波動(dòng)說(shuō)沒(méi)有數(shù)學(xué)基

2、礎(chǔ)以及牛數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及牛頓的威望使得微頓的威望使得微粒說(shuō)一直占上風(fēng)粒說(shuō)一直占上風(fēng)愛(ài)因斯坦在愛(ài)因斯坦在2020世紀(jì)世紀(jì)初提出了光子說(shuō)初提出了光子說(shuō)麥克斯韋麥克斯韋電磁說(shuō)電磁說(shuō)光的波粒二象性光的波粒二象性光的干涉18011801年，托馬斯年，托馬斯楊在實(shí)驗(yàn)室里成功的觀(guān)察到了光的干涉楊在實(shí)驗(yàn)室里成功的觀(guān)察到了光的干涉對(duì)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)規(guī)律的理解對(duì)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)規(guī)律的理解1雙縫干涉的示意圖雙縫干涉的示意圖 2單縫屏的作用：?jiǎn)慰p屏的作用：獲得一個(gè)線(xiàn)光源，獲得一個(gè)線(xiàn)光源，有唯一的頻率和有唯一的頻率和振動(dòng)情況振動(dòng)情況3雙縫屏的作用雙縫屏的作用:平行光照射到單縫平行光照射到單縫S上上后，又照到雙縫后，又照到雙縫S1、

3、S2上，這樣一束光上，這樣一束光被分成兩束頻率相同和振動(dòng)情況完全一被分成兩束頻率相同和振動(dòng)情況完全一致的相干光致的相干光 特別提醒：特別提醒：(1)雙縫干涉的條件是必須有相干雙縫干涉的條件是必須有相干光源，且雙縫間間距必須很小；光源，且雙縫間間距必須很?。?(2)由于不同光源發(fā)出的光頻率一般不同，即由于不同光源發(fā)出的光頻率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位發(fā)出的光也不使是同一光源，它的不同部位發(fā)出的光也不一定有相同的頻率和恒定的相位差，故一般一定有相同的頻率和恒定的相位差，故一般情況下不易觀(guān)察到光的干涉現(xiàn)象，而楊氏雙情況下不易觀(guān)察到光的干涉現(xiàn)象，而楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)采用將一束光縫干涉實(shí)驗(yàn)采用

4、將一束光“一分為二一分為二”的方的方法獲得相干光源法獲得相干光源S1S2S* 二、楊氏雙縫二、楊氏雙縫干涉干涉像屏像屏雙縫雙縫屏屏觀(guān)察實(shí)驗(yàn)，觀(guān)察實(shí)驗(yàn)，概括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)概括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并說(shuō)明象，并說(shuō)明出現(xiàn)這種現(xiàn)出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因？象的原因？光的干涉過(guò)程光的干涉過(guò)程激光束激光束雙縫雙縫屏屏結(jié)論結(jié)論:光是一種波光是一種波S1S2單色激光束單色激光束屏屏中央亮條紋中央亮條紋明暗相間明暗相間等間距等間距雙縫干涉圖樣雙縫干涉圖樣圖樣有何特征？圖樣有何特征？S1S2亮條紋的中心線(xiàn)亮條紋的中心線(xiàn)亮條紋的中心線(xiàn)亮條紋的中心線(xiàn)暗條紋的中心線(xiàn)暗條紋的中心線(xiàn)暗條紋的中心線(xiàn)暗條紋的中心線(xiàn)雙縫雙縫光屏上何處出現(xiàn)亮條紋？何處出現(xiàn)暗

5、條紋？光屏上何處出現(xiàn)亮條紋？何處出現(xiàn)暗條紋？小組討論：小組討論：S1S2P1SP1S2P1S1= S光程差光程差雙縫干涉圖樣分析雙縫干涉圖樣分析亮條紋亮條紋暗條紋暗條紋單色激光束單色激光束出現(xiàn)亮條紋和暗條紋的條件出現(xiàn)亮條紋和暗條紋的條件22ns212ns（ n=0，1，2，3）（ n=0，1，2，3）三、單色光的雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：三、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。、等寬度、等間距的明暗條紋。2、波峰與波峰波峰與波峰、波谷與波谷波谷與波谷疊加疊加的區(qū)域振動(dòng)最強(qiáng)，即出現(xiàn)的區(qū)域振動(dòng)最強(qiáng)，即出現(xiàn)明條紋明條紋。波峰與波谷波峰與波谷疊加的區(qū)域振動(dòng)最弱，疊加的區(qū)域振動(dòng)最弱，即出

6、現(xiàn)即出現(xiàn)暗條紋暗條紋。210,1,2,rrkk，明條紋21210,1,2,2rrkk，暗條紋 觀(guān)察不同單觀(guān)察不同單色光的雙縫干色光的雙縫干涉條紋的情況，涉條紋的情況，說(shuō)說(shuō)你的思考？說(shuō)說(shuō)你的思考？四、薄膜干四、薄膜干涉涉 思考：思考：肥皂泡看起來(lái)常常是彩色的，雨后公路積肥皂泡看起來(lái)常常是彩色的，雨后公路積水上面漂浮的油膜，看起來(lái)也是彩色的。這些現(xiàn)水上面漂浮的油膜，看起來(lái)也是彩色的。這些現(xiàn)象是這樣形成的？象是這樣形成的？1 1）現(xiàn)象：）現(xiàn)象：水平水平明暗相間條紋明暗相間條紋）相干光的來(lái)源：相干光的來(lái)源：肥皂薄膜前肥皂薄膜前表面反射光波表面反射光波 與與后表面反射后表面反射 光波光波相互相互疊加產(chǎn)生

7、干涉疊加產(chǎn)生干涉在薄膜的厚度為在薄膜的厚度為d處，前后表面反射光處，前后表面反射光的光程差為的光程差為d，則，則2dk2212dk當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)暗條紋當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)暗條紋當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)亮條紋當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)亮條紋如果薄膜厚度均勻變化，用如果薄膜厚度均勻變化，用單色光照射條單色光照射條紋間距相等紋間距相等用用白光照射在同一厚度某一波長(zhǎng)的光反射后白光照射在同一厚度某一波長(zhǎng)的光反射后增強(qiáng)，另一波長(zhǎng)的光反射后減弱，所以出現(xiàn)彩增強(qiáng)，另一波長(zhǎng)的光反射后減弱，所以出現(xiàn)彩色條紋色條紋例例1、如圖、如圖4-4所示，豎直的肥皂液膜的橫截面，所示，豎直的肥皂液膜的橫截面，右側(cè)受到一束平行光的照射，關(guān)于肥皂液膜產(chǎn)右側(cè)受到一束平行光的照

8、射，關(guān)于肥皂液膜產(chǎn)生干涉條紋的說(shuō)法正確的是生干涉條紋的說(shuō)法正確的是()A.在右側(cè)觀(guān)察到的干涉條紋是由光線(xiàn)在肥皂液在右側(cè)觀(guān)察到的干涉條紋是由光線(xiàn)在肥皂液薄膜左右兩個(gè)表面反射的兩列波迭加生成的薄膜左右兩個(gè)表面反射的兩列波迭加生成的B.在左側(cè)也能觀(guān)察到類(lèi)似的條紋在左側(cè)也能觀(guān)察到類(lèi)似的條紋C.觀(guān)察到的條紋可能是黑白相間的也可能是色觀(guān)察到的條紋可能是黑白相間的也可能是色彩相間的彩相間的D.觀(guān)察到的條紋可能是水平的也可能是豎直的觀(guān)察到的條紋可能是水平的也可能是豎直的薄膜干涉的應(yīng)用薄膜干涉的應(yīng)用a.a.干涉法檢查平面干涉法檢查平面 原理：在被檢平面與透明樣板間墊一個(gè)薄片，使其間原理：在被檢平面與透明樣板間墊

9、一個(gè)薄片，使其間形成一個(gè)楔形的空氣薄層當(dāng)用單色光從上面照射時(shí)，形成一個(gè)楔形的空氣薄層當(dāng)用單色光從上面照射時(shí)，入射光從空氣層的上、下表面反射出兩列光波，于是入射光從空氣層的上、下表面反射出兩列光波，于是從反射光中看到干涉條紋從反射光中看到干涉條紋b.b.增透膜增透膜 原理：原理：當(dāng)當(dāng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長(zhǎng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長(zhǎng)的的時(shí)時(shí)，在薄膜的兩個(gè)面上的反射光，光，在薄膜的兩個(gè)面上的反射光，光程差恰好等于半波長(zhǎng)，因而相互抵消，達(dá)到程差恰好等于半波長(zhǎng)，因而相互抵消，達(dá)到減小反射光，增大透射光的作用減小反射光，增大透射光的作用思考：思考：增透膜能否將所有反射光都抵消增透膜能否將所有反

10、射光都抵消 思考：思考：那么，怎樣來(lái)確定增透膜的厚度？那么，怎樣來(lái)確定增透膜的厚度？ 因?yàn)槿说囊曈X(jué)最敏感的色光為綠光，所以因?yàn)槿说囊曈X(jué)最敏感的色光為綠光，所以增透膜的增透膜的厚度為綠光在厚度為綠光在增透膜中波長(zhǎng)增透膜中波長(zhǎng)的的1/4。以增大綠光的。以增大綠光的透射強(qiáng)度。透射強(qiáng)度。因?yàn)榧t光與紫光反射強(qiáng)度大，所以因?yàn)榧t光與紫光反射強(qiáng)度大，所以照相機(jī)的鏡頭照相機(jī)的鏡頭常呈淡紫色或藍(lán)色常呈淡紫色或藍(lán)色照相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡照相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡牛頓環(huán)干涉圖樣：中央疏干涉圖樣：中央疏邊沿密的同心圓環(huán)邊沿密的同心圓環(huán)（03全國(guó)）一束單色光從空氣射入玻璃中，全國(guó)）一束單色光從空氣射入玻璃中，則其則其 A頻率不變，波長(zhǎng)變長(zhǎng)頻

11、率不變，波長(zhǎng)變長(zhǎng) B 頻率變大，頻率變大，彼長(zhǎng)不變彼長(zhǎng)不變C 頻率不變，波長(zhǎng)變短頻率不變，波長(zhǎng)變短 D 頻率變小，頻率變小，波長(zhǎng)不變波長(zhǎng)不變（0404全國(guó)春季）全國(guó)春季）對(duì)于單色光，玻璃的折射率比水大，則此光在玻璃中傳播時(shí)（ ）A、其速度比在水中的大，其波長(zhǎng)比在水中的長(zhǎng)B、其速度比在水中的大，其波長(zhǎng)比在水中的短C C、其速度比在水中的小，其波長(zhǎng)比在水中的短D、其速度比在水中的小，其波長(zhǎng)比在水中的長(zhǎng)紫光由折射率為紫光由折射率為n n的棱鏡進(jìn)入空氣，則下列的棱鏡進(jìn)入空氣，則下列說(shuō)法中正確的是說(shuō)法中正確的是( )( )A.A.頻率為原來(lái)的頻率為原來(lái)的n n倍，波長(zhǎng)為原來(lái)的倍，波長(zhǎng)為原來(lái)的1/n1/nB.B.波長(zhǎng)為原來(lái)的波長(zhǎng)為原來(lái)的n n倍，波速為原來(lái)的倍，波速為原來(lái)的n n倍倍C.C.頻率為原來(lái)的頻率為原來(lái)的n n倍，波長(zhǎng)為原來(lái)的倍，波長(zhǎng)為原來(lái)的n n倍倍D.D.頻率為原來(lái)的頻率為原來(lái)的1/n1/n，波長(zhǎng)為原來(lái)的，波長(zhǎng)為原來(lái)的n n倍倍B一束白光從頂角為一束白光從頂角為的三棱鏡的一側(cè)，以較大的三棱鏡的一側(cè)，以較大的入射角射入棱鏡后，經(jīng)棱鏡折射在光屏的入射角射入棱鏡后，經(jīng)棱鏡折射在光屏P P上上可得到彩色光帶，如圖所示，當(dāng)入射角逐漸可得到彩色光帶，如圖所示，當(dāng)