光的衍射干涉课件课件

1、关于光的衍射干涉课件现在学习的是第一页，共34页现在学习的是第二页，共34页一、杨氏双缝干涉实验、杨氏双缝干涉实验1、装置特点、装置特点： （1）双缝很近双缝很近 0.1mm， （2）双缝）双缝S1、S2与单缝与单缝S的距离相等，的距离相等，单缝 双缝红滤色片S1SS2屏幕2、要用单色光要用单色光 单孔的作用：单孔的作用：是获得是获得点光源点光源 双孔的作用：双孔的作用：相当于相当于两个振动情况完全相同两个振动情况完全相同的光源的光源，双孔的作用是获，双孔的作用是获得得相干光源相干光源现在学习的是第三页，共34页4、干涉图样的特点、干涉图样的特点： （1）形成明暗相间的条纹形成明暗相间的条纹

2、（2）亮纹间等距、暗纹间等距）亮纹间等距、暗纹间等距 （3）两缝）两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是中垂线与屏幕相交位置是亮条纹亮条纹-中央亮纹中央亮纹提出问题提出问题：（：（1）为什么会出现这样的图象？）为什么会出现这样的图象？ （2）怎样用波动理论进行解释？）怎样用波动理论进行解释？3、产生稳定光的干涉现象的条件、产生稳定光的干涉现象的条件相干光源：相干光源：两个振动情况完全相同的光源两个振动情况完全相同的光源现在学习的是第四页，共34页复习：（1）机械波中，产生稳定干涉现象的条件是：）机械波中，产生稳定干涉现象的条件是：频率相同相差恒定。频率相同相差恒定。（2）两列波在波峰和波峰相遇或

3、波谷与波谷相遇时）两列波在波峰和波峰相遇或波谷与波谷相遇时振幅变大，说明此点为振动加强点振幅变大，说明此点为振动加强点 。 两列波在波峰和波谷相遇时振幅变小，说明此点为振两列波在波峰和波谷相遇时振幅变小，说明此点为振动减弱点。动减弱点。 二、运用光的波动理论进行分析二、运用光的波动理论进行分析（3）对光发生干涉时）对光发生干涉时 若光互相加强，出现亮条纹若光互相加强，出现亮条纹 若光互相削弱，出现暗条纹若光互相削弱，出现暗条纹 现在学习的是第五页，共34页红滤色片单缝 双缝S1SS2屏幕现在学习的是第六页，共34页S1S2PP=0中央亮纹 由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同，又经过相同的

4、路程到达P点，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波谷，另一条传来的也一定是波谷，确信在P点激起的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅AA1+A2为最大，P点总是振动加强的地方，故应出现亮纹，这一条亮纹叫中央亮纹。双缝S1S2屏幕现在学习的是第七页，共34页P1 第一亮纹双缝S1S2屏幕S1S2P1 取P点上方的点P1，从S1S2发出的光到P1点的光程差就不同，若这个光程差正好等于波长的整数倍，比如= S1S2=，出现第一条亮纹。 =现在学习的是第八页，共34页P2 第二亮纹双缝S1S2屏幕 屏上P1点的上方还可以找到= S1S22的P2点出现第二条亮纹

5、。 2现在学习的是第九页，共34页双缝S1S2屏幕P1 第一亮纹 =P 中央亮纹 =0P2 第二亮纹 =2P3 / 第三亮纹 =3P3 第三亮纹 =3P3 / 第二亮纹 =2P3 / 第一亮纹 =现在学习的是第十页，共34页Q1 第一暗纹双缝S1S2屏幕S1S2P1 取P点上方的点Q1，与两个狭缝S1、S2路程差= S1S2/2，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的就是波谷，其中一条光传来的是波谷，另一条传来的一定是波峰，Q1点激起的振动总是波峰与波谷相遇，振幅最小，Q1点总是振动减弱的地方，故应出现暗纹。/2/2P 中央亮纹现在学习的是第十一页，共34页Q2 第二暗纹双缝S1S2屏幕 屏上Q

6、1点的上方还可以找到= S1S23/2的Q2点出现第二条暗纹。同样可以找到第三条暗纹Q3，在中央明纹下方也可以找到对称的Q1/、Q2/、Q3/等暗纹。 3/2Q1 第一暗纹P 中央亮纹现在学习的是第十二页，共34页双缝S1S2屏幕P1 第一亮纹 =P 中央亮纹 =0P2 第二亮纹 =2P3 / 第三亮纹 =3P3 第三亮纹 =3P3 / 第二亮纹 =2P3 / 第一亮纹 =Q2 第二暗纹Q 1 第一暗纹Q3 第三暗纹Q3 / 第三暗纹Q2 / 第二暗纹Q1 / 第一暗纹=5/2=/2=3/2=5/2=3/2=/2现在学习的是第十三页，共34页S1S2Sd现在学习的是第十四页，共34页双缝S1S

7、2屏幕三、干涉条纹的间距与哪些因素有关三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?1、什么是干涉条纹的间距、什么是干涉条纹的间距?xx条纹间距的含义：条纹间距的含义：亮纹亮纹或暗纹之间的距离总是相或暗纹之间的距离总是相等的，亮纹和亮纹之间的等的，亮纹和亮纹之间的距离或暗纹和暗纹之间的距离或暗纹和暗纹之间的距离叫做条纹间距。距离叫做条纹间距。 现在学习的是第十五页，共34页双缝S1S2屏幕Ld 重做干涉实验，并定性寻找规律重做干涉实验，并定性寻找规律d d、不变，只改变屏与缝之间不变，只改变屏与缝之间的距离的距离LLLL越大，条纹间距越越大，条纹间距越大大 L L、不变，只改变双缝距离不变，只改变双缝距离

8、dddd越小，条纹间距越大越小，条纹间距越大2、干涉条纹的间距与、干涉条纹的间距与哪些因素哪些因素有关有关?现在学习的是第十六页，共34页 L L、d d不变，用不同的单色光进行实验不变，用不同的单色光进行实验 红光的条纹间距最大，紫光的最小。红光的条纹间距最大，紫光的最小。 3 、亮（暗）纹间距的公式、亮（暗）纹间距的公式(x= ）dL红光的波长最大，紫光的波长最小。红光的波长最大，紫光的波长最小。红光的频率最小，紫光的频率最大。红光的频率最小，紫光的频率最大。现在学习的是第十七页，共34页4、实验的改进：、实验的改进：指出用狭缝代替小孔，可以得到同样清晰，指出用狭缝代替小孔，可以得到同样清

9、晰， 但明亮得多的干涉条纹。但明亮得多的干涉条纹。 用氦氖激光器发出的激光演示双缝干涉实验。用氦氖激光器发出的激光演示双缝干涉实验。 现在学习的是第十八页，共34页5、白光的干涉图样是什么样？、白光的干涉图样是什么样？ 明暗相间的彩色条纹；明暗相间的彩色条纹； 中央为白色亮条纹；中央为白色亮条纹； 干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的； 在每条彩色亮纹中红光总是在外缘，紫光在内线在每条彩色亮纹中红光总是在外缘，紫光在内线。 现在学习的是第十九页，共34页三、光的薄膜干涉三、光的薄膜干涉1 1、实验、实验产生原因：产生原因：膜的前膜的前表面和后表面反表面和后表面

10、反射的两列光波。射的两列光波。实验现象：实验现象：水平的水平的彩色条纹彩色条纹现在学习的是第二十页，共34页现象：现象：劈尖上厚度相同的地方，出现明或暗条纹。劈尖上厚度相同的地方，出现明或暗条纹。1）检查精密仪器的表面：）检查精密仪器的表面：平行单色光垂直照射实心平行单色光垂直照射实心劈尖上，劈尖上，上面的下表面、下面的上表面上面的下表面、下面的上表面的反射光将的反射光将产生干涉。产生干涉。2、薄膜干涉的应用、薄膜干涉的应用现在学习的是第二十一页，共34页2）增加透射：）增加透射：使某些颜色的单色光在表面的使某些颜色的单色光在表面的反射干涉相消。反射干涉相消。如：照相机镜头有增透膜如：照相机镜

11、头有增透膜d= /4呈现淡紫色呈现淡紫色 消除黄绿色的反射光。消除黄绿色的反射光。现在学习的是第二十二页，共34页如果保持双缝的间距不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间条纹间距_；如果保持光屏到缝的距离双缝的间距不变，双缝的间距越小，屏上明暗相间条纹间距_；如果保持光屏到缝的距离双缝的间距不变，双缝的间距不变，改变光的波长越大，屏上明暗相间条纹间距_；变大变大变大变大变大变大练习：练习：现在学习的是第二十三页，共34页四、光的衍射：四、光的衍射：光离开直线路径绕道障光离开直线路径绕道障碍物阴影里去的现象碍物阴影里去的现象现在学习的是第二十四页，共34页1、产生明显衍射现象的条件：、产生明显衍

12、射现象的条件：障碍物或小孔的尺障碍物或小孔的尺寸比波长小或差不多寸比波长小或差不多2、实验现象：、实验现象：中央一级是又亮又宽的白色条纹，两中央一级是又亮又宽的白色条纹，两边是较窄较暗的彩色条纹边是较窄较暗的彩色条纹现在学习的是第二十五页，共34页光的衍射光的衍射 1、波长一定时，单缝越窄，衍射图样中央条纹越宽，各条纹间距大 2、单缝不变时，光的波长越长（可见光中红光最长），中央亮纹越宽，条纹间隔越大 3、白炽灯（白光）的单缝衍射条纹为中央亮，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色单缝衍射规律现在学习的是第二十六页，共34页418181818年，当法国物理学家年，当法国物理学家菲涅

13、耳提出光的波动菲涅耳提出光的波动理论理论时，时，著名数学家泊松著名数学家泊松根据菲涅耳的理论推根据菲涅耳的理论推算出：把一个不透光的小的圆盘状物放在光束算出：把一个不透光的小的圆盘状物放在光束中，在距这个圆盘一定距离的像屏上，圆盘的中，在距这个圆盘一定距离的像屏上，圆盘的阴影中心应当出现一个亮斑人们从未看过和阴影中心应当出现一个亮斑人们从未看过和听说过这种现象，因而认为这是荒谬的，所以听说过这种现象，因而认为这是荒谬的，所以泊松兴高采烈地宣称他驳倒了菲涅耳的波动理泊松兴高采烈地宣称他驳倒了菲涅耳的波动理论，菲涅耳接受了这一挑战，精心研究，论，菲涅耳接受了这一挑战，精心研究，“奇奇迹迹”终于出现

14、了，实验证明圆盘阴影中心确实终于出现了，实验证明圆盘阴影中心确实有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑现在学习的是第二十七页，共34页当缝很大时当缝很大时直线传播（得到影）直线传播（得到影）当缝减小时当缝减小时逐渐会出现小孔成像的现象逐渐会出现小孔成像的现象继续减小缝的大小继续减小缝的大小会出现光的衍射现象会出现光的衍射现象光沿直线传播只是一个近似的规律：当光的波长比障碍物光沿直线传播只是一个近似的规律：当光的波长比障碍物或孔的尺寸小得多时，可认为光是沿直线传播的，当光或孔的尺寸小得多时，可认为光是沿直线传播的，当光的波长与障碍物或孔的尺寸可以相比拟时将产生明显的的波

15、长与障碍物或孔的尺寸可以相比拟时将产生明显的衍射现象衍射现象 提问：当光通过小孔或者狭缝时，在后面的光屏上提问：当光通过小孔或者狭缝时，在后面的光屏上会得到什么样的图案？会得到什么样的图案？ 现在学习的是第二十八页，共34页自然现象中的衍射自然现象中的衍射4抬头透过树叶抬头透过树叶缝隙看到的阳缝隙看到的阳光带有彩色光光带有彩色光晕。就是光的晕。就是光的衍射现象。衍射现象。现在学习的是第二十九页，共34页自然现象中的衍射自然现象中的衍射神神秘秘的的佛佛光光 是在光的是在光的“衍射反射衍射反射”成像原理下形成的一种特殊光象，学术界称成像原理下形成的一种特殊光象，学术界称为为“宝光宝光”。这是一种在

16、云雾山地的地方常见的一种大气光象，以往。这是一种在云雾山地的地方常见的一种大气光象，以往在峨眉山多见，故有在峨眉山多见，故有“峨眉宝光峨眉宝光”之说。实际上，之说。实际上，“宝光宝光”在黄山、在黄山、庐山、五台山等地山区，甚至一些稍有起伏的平原地带也可以看到庐山、五台山等地山区，甚至一些稍有起伏的平原地带也可以看到 。现在学习的是第三十页，共34页4利用光的衍射现象制作出来的全息衍射防伪标记。利用光的衍射现象制作出来的全息衍射防伪标记。由于防伪标记利用了全息摄像技术，所以制作成本由于防伪标记利用了全息摄像技术，所以制作成本和难度都较高，能有力的保护消费者不买到假冒伪和难度都较高，能有力的保护消

17、费者不买到假冒伪劣商品。劣商品。 防伪防伪现在学习的是第三十一页，共34页珍宝鉴定1985年，加拿大文物保护协会（年，加拿大文物保护协会（CCT）的科学家们就利用）的科学家们就利用X光射线衍射分析方法对一件被作为凡高作品出售的油画光射线衍射分析方法对一件被作为凡高作品出售的油画颜料进行了分析鉴定。科学家从这幅油画的颜料中发现颜料进行了分析鉴定。科学家从这幅油画的颜料中发现了大量的金红石的存在。作为白色颜料的使用，二氧化了大量的金红石的存在。作为白色颜料的使用，二氧化钛一般以两种状态存在：金红石和锐钛矿。锐钛矿作为钛一般以两种状态存在：金红石和锐钛矿。锐钛矿作为白色颜料使用是从白色颜料使用是从1925年开始的，而金红石作为白色颜年开始的，而金红石作为白色颜料直到料直到1938年才开始生产。因为金红石的存在，使得这年才开始生产。因为金红石的存在，使得这幅油画的创作时间不可能早于幅油画的创作时间不可能早于1938年，这与凡高的生活年，这与凡高的生活时期（时期（1853年年-1890年）是不相符的，因而可以断定这幅年）是不相符的，因而可以断定这幅被鉴定的油画是一幅赝品。被鉴定的油画是一幅赝品。 现在学习的是第三十二页，共34页光存储光存储4在在 CD、VCD、DVD 光学读写系光学读写系统中一束激光经光栅被衍射成几统中一束激光经光