光的干涉及應(yīng)用(課堂PPT)

1、1,彩虹攝于西藏阿里高原,2,地上的油膜,肥皂泡,3,4,光是在空間傳播的某種波,光是一種物質(zhì)微粒,光的本質(zhì)是什么？,你贊同誰的觀點(diǎn)？,5,干涉現(xiàn)象是波獨(dú)有的特征，假設(shè)光真的是一種波，就必然會觀察到光的干涉現(xiàn)象,機(jī)械波干涉條件是什么？,頻率相同,6,1801年，英國物理學(xué)家托馬斯楊 在實(shí)驗(yàn)室里成功的觀察到了光的干涉,如果要觀察到光的干涉現(xiàn)象需要什么條件？,相同的兩個光源發(fā)出的光 這樣的光叫相干光束,演示1,演示2,7,單色光,擋板,屏,雙縫干涉示意圖,S1,S2,光的干涉,1 實(shí)驗(yàn)原理,一、楊氏雙縫干涉,S,8,單色激光束,擋板,屏,亮暗相間等距的條紋,雙縫干涉示意圖,你觀察到了什么？,S1,

2、S2,亮條紋的中心線,亮條紋的中心線,如果你是托馬斯楊，你該如何解釋光屏上出現(xiàn)的亮條紋（或暗條紋）？,討論：,S,光的干涉,1 實(shí)驗(yàn)原理,2 雙縫干涉現(xiàn)象：明暗相間且等距的條紋 1）明暗相間的條紋； 2）相鄰的明條紋（或暗條紋）等距中央亮紋,一、楊氏雙縫干涉,10,S1,S2,P1,S,P1S2P1S1= S,光程差,相當(dāng)于完全相同的波源,S1、S2,雙縫干涉,亮條紋,暗條紋,單色激光束,相干光束,11,光的干涉,1 實(shí)驗(yàn)原理,2 雙縫干涉現(xiàn)象：明暗相間且等距的條紋 1）明暗相間的條紋； 2）相鄰的明條紋（或暗條紋）等距中央亮紋,3波動理論解釋 1）當(dāng)Sk（k=0,1,2）P1為加強(qiáng)點(diǎn)，該點(diǎn)則

3、出現(xiàn)亮條紋 2）當(dāng)S(2k1)/2（k=0,1,2） P1為減弱點(diǎn)，該點(diǎn)則出現(xiàn)暗條紋 ,一、楊氏雙縫干涉,12,探究：相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）的間距x與什么有關(guān)？,亮條紋的中心線,亮條紋的中心線,13,小結(jié)：雙縫的間距d越小，屏到擋板間的距離L越大，光的波長越大則相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）的間距x越大。,理論上可以證明：,14,光的干涉,1 實(shí)驗(yàn)原理,2 雙縫干涉現(xiàn)象：明暗相間且等距的條紋 1）明暗相間的條紋； 2）相鄰的明條紋（或暗條紋）等距中央亮紋,3波動理論解釋 1）當(dāng)Sk（k=0,1,2） P為加強(qiáng)點(diǎn)，該點(diǎn)則出現(xiàn)亮條紋 2）當(dāng)S(2k1)/2（k=0,1,2） P為減弱點(diǎn)，該點(diǎn)則 出

4、現(xiàn)暗條紋 ,一、楊氏雙縫干涉,4相鄰兩條明紋(或暗紋)間的距離x,L：屏到擋板間的距離L d：雙縫的間距 :光的波長,15,你能否根據(jù)所學(xué)的知識，設(shè)計一測量某種可見光波長的方案?,演示3,16,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),裝置：光源，濾光片，單縫，雙縫，遮光筒，屏，測量頭 安裝：筒測量頭燈泡、透鏡、遮光板雙縫、單縫、濾光片 調(diào)節(jié)與測量 、 ,L螺旋側(cè)微器,17,紅光波長最大，紫光波長最小,18,白光,用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？,紅光,蘭光,亮暗相間彩色條紋,19,光的干涉,1 實(shí)驗(yàn)原理,2 雙縫干涉現(xiàn)象：明暗相間且等距的條紋 1）明暗相間的條紋； 2）相鄰的明條紋（或暗條紋）等距中央亮紋,3波

5、動理論解釋 1）當(dāng)Sk（k=0,1,2） P為加強(qiáng)點(diǎn)，該點(diǎn)則出現(xiàn)亮條紋 2）當(dāng)S(2k1)/2（k=0,1,2） P為減弱點(diǎn)，該點(diǎn)則 出現(xiàn)暗條紋 ,一、楊氏雙縫干涉,4相鄰兩條明紋(或暗紋)間的距離x,L：屏到擋板間的距離L d：雙縫的間距 :光的波長,20,光的干涉,1、光的干涉現(xiàn)象,1）定義：兩列光波相遇時疊加，在某些地方光被加強(qiáng)而某些地方減弱的現(xiàn)象。,2）干涉條件：相干光束（光源上同一點(diǎn)分出來的兩個光源）,二、光的干涉,注：不同光源或同一光源上不同部分發(fā)出的光不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。,21,例題:1801年，托馬斯楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)

6、果(稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)) (1)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為一平面鏡試用平面鏡成像作圖法在答題卡上畫出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域 (2)設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L，光的波長為，在光屏上形成干涉條紋寫出相鄰兩條亮紋(或暗紋)間距離x的表達(dá)式,22,（2）,（1）,所以,因?yàn)?23,地上的油膜,肥皂泡,產(chǎn)生原因：光的干涉（薄膜干涉）,讓一束光經(jīng)薄膜的兩個表面反射后，形成的兩束反射光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉.,薄膜干涉,25,1、在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定，所以薄膜干涉中同一明條紋（暗條紋）應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚

7、度相等的地方由于光波波長極短，所以微薄膜干涉時，介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄，才能觀察到干涉條紋,2、用手緊壓兩塊玻璃板看到彩色條紋，陽光下的肥皂泡和水面飄浮油膜出現(xiàn)彩色等都是薄膜干涉,3、薄膜于涉在技術(shù)上可以檢查鏡面和精密部件表面形狀；精密光學(xué)透鏡上的增透膜,26,光的干涉,1光的干涉現(xiàn)象,1）定義：兩列光波相遇時疊加，在某些地方光被加強(qiáng)而 某些地方減弱的現(xiàn)象。,2）干涉條件：相干光束（光源上同一點(diǎn)分出來的兩個光源）,二、光的干涉,2薄膜干涉,注：不同光源或同一光源上不同部分發(fā)出的光不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。,1）現(xiàn)象：明暗條紋,2）應(yīng)用：,27,薄膜干涉的應(yīng)用,a.增透膜,增透膜的厚度應(yīng)該是光在薄膜中波長的1/

8、4。,28,薄膜干涉的應(yīng)用,b.干涉法檢查平面,29,光的干涉,1光的干涉現(xiàn)象,1）定義：兩列光波相遇時疊加，在某些地方光被加強(qiáng)而 某些地方減弱的現(xiàn)象。,2）干涉條件：相干光束（光源上同一點(diǎn)分出來的兩個光源）,二、光的干涉,2薄膜干涉,注：不同光源或同一光源上不同部分發(fā)出的光不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。,1）現(xiàn)象：明暗條紋,2）應(yīng)用：,a.干涉法檢查平面,b.增透膜,1彩虹光的色散,三、其它光現(xiàn)象,2海市蜃樓光的全反射,31,彩虹光的色散,32,海市蜃樓光的全反射,中新網(wǎng)2004年3月16日電 據(jù)日本讀賣新聞報道，15日上午11時30分左右(北京時間10時30分)，日本根室市職員谷口博之在北海道根室市海域的根室海峽上空，觀測到了船懸于半空的海市蜃樓奇觀，并將其拍攝下來。,33,練習(xí)1：,干涉實(shí)驗(yàn)中，用白光做光源，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，另一縫前放一綠色濾光片，這時 （ ） A在屏上出現(xiàn)紅色干涉條紋 B在屏上出現(xiàn)綠色干涉條紋 C在屏上出現(xiàn)紅綠相間的干涉條紋 D無干涉