高二物理选修3-4光的干涉课件

1、光的干涉光的干涉1、两列机械波（如声波、水波）发、两列机械波（如声波、水波）发生干涉的条件是什么？生干涉的条件是什么？复习回顾：复习回顾：2、如何获得两列相干的机械波？、如何获得两列相干的机械波？（以水波为例以水波为例）3、两列波干涉时，振动最强的点和、两列波干涉时，振动最强的点和振动最弱的点条件是什么？振动最弱的点条件是什么？210,1,2,rrkk，21210,1,2,2rrkk，思考：思考：1 1、干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象你看见过光的干涉现波，就必然会观察到光的干涉现象你看见过光的干涉现象吗？如果真

2、的存在光的干涉现象，那么，光的干涉现象象吗？如果真的存在光的干涉现象，那么，光的干涉现象的干涉图样又是怎么样？的干涉图样又是怎么样？ 水波的干涉图样思考：思考：2 2、为什么我们在日常生活中、为什么我们在日常生活中观察观察不到光的干涉现象？不到光的干涉现象？光的干涉：两列相干光波相叠加，光的干涉：两列相干光波相叠加，某些区域的光被加强，某些区域某些区域的光被加强，某些区域的光被减弱，且加强区与减弱区的光被减弱，且加强区与减弱区互相间隔的现象叫光的干涉现象互相间隔的现象叫光的干涉现象. .产生干涉现象的条件之一是两列光必须是频率相同的产生干涉现象的条件之一是两列光必须是频率相同的相干光源相干光源

3、. .18011801年，英国物理学家托马斯年，英国物理学家托马斯杨（杨（1773182917731829）在实验室里成功的观察到了光的干涉在实验室里成功的观察到了光的干涉光的干涉光的干涉一一、光的干涉现象、光的干涉现象-杨氏干涉实验杨氏干涉实验1 1、装置特点、装置特点： （1 1）双缝很近双缝很近 0.1mm0.1mm， （2 2）双缝）双缝S S1 1、S S2 2与单缝与单缝S S的距离相等，的距离相等，单缝单缝 双缝双缝红滤色片红滤色片S1SS2屏幕屏幕2 2、要用单色光要用单色光 单孔的作用：单孔的作用：是获得点光源是获得点光源 双孔的作用：双孔的作用：相当于两个振相当于两个振动情

4、况完全相同的光源，双孔的动情况完全相同的光源，双孔的作用是获得相干光源作用是获得相干光源 用狭缝代替小孔，可以得到同样清晰，用狭缝代替小孔，可以得到同样清晰，但明亮得多的干涉条纹。但明亮得多的干涉条纹。得到相干光源：得到相干光源：一分为二一分为二的思想的思想光的干涉光的干涉双缝干涉双缝干涉激光束激光束双缝双缝屏屏屏上看到明暗相间的条纹屏上看到明暗相间的条纹1.1.科学家成功地观察到光的干涉和衍射现科学家成功地观察到光的干涉和衍射现象，光的波动理论才被公认。首先通过实象，光的波动理论才被公认。首先通过实验观察到光的干涉现象的科学家是（验观察到光的干涉现象的科学家是（ ） A A惠更斯惠更斯 B

5、B麦克斯韦麦克斯韦 C C托马斯托马斯杨杨 D D菲涅耳菲涅耳物理学史C 2.从两支手电筒射出的光照到同一点从两支手电筒射出的光照到同一点上时，看不到干涉条纹，这是因为上时，看不到干涉条纹，这是因为( ) A、手电筒发出的光不是单色光、手电筒发出的光不是单色光 B、干涉图样太小、干涉图样太小 C、周围环境的漫反射光太强、周围环境的漫反射光太强 D、 两个光源是非相干光源两个光源是非相干光源 光的干涉产生的条件D复习：复习：（1 1）两列波在波峰和波峰相遇或波谷）两列波在波峰和波峰相遇或波谷与波谷相遇时振幅变大，说明此点为振与波谷相遇时振幅变大，说明此点为振动加强点动加强点 。 （2 2）两列波

6、在波峰和波谷相遇时振幅）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。变小，说明此点为振动减弱点。 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 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 红滤色片红滤色片单缝单缝 双缝双缝S1SS2屏幕屏幕S1S2PP=0中央亮纹中央亮纹 由于从由于从S S1 1S S2 2发出的光是振动情况完全发出的光是振动情况完全相同，又经过相同的路程到达相同，又经过相同的路程到达P P点，其中点，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的也一一条光传来的是波

7、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，确信在一条传来的也一定是波谷，确信在P P点激点激起的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波起的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅谷相遇，振幅A AA A1 1+A+A2 2为最大，为最大，P P点总是振点总是振动加强的地方，故应出现亮纹，这一条亮动加强的地方，故应出现亮纹，这一条亮纹叫中央亮纹。纹叫中央亮纹。双缝双缝S1S2屏幕屏幕P1 第一亮纹第一亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕S1S2P1 取取P P点上方的点点上方的点P P1 1，从，从S S1 1S S2 2发出发出的

8、光到的光到P P1 1点的光程差就不同，若这点的光程差就不同，若这个光程差正好等于波长的整数倍，个光程差正好等于波长的整数倍，比如比如= S= S1 1S S2 2=，出现第一条亮，出现第一条亮纹。纹。 =P2 第二亮纹第二亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕 屏上屏上P P1 1点的上方还可以找到点的上方还可以找到= S= S1 1S S2 222的的P P2 2点出现第点出现第二条亮纹。二条亮纹。 2P3 第三亮纹第三亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕 屏上屏上P P1 1点的上方还可以找到点的上方还可以找到= S= S1 1S S2 244的的P P2 2点，点，= = S S1 1S S2 255的

9、的P P3 3点点等处的等处的第四条、第五条第四条、第五条亮纹；在亮纹；在中央明纹中央明纹P P的下方可找到的下方可找到= = S S1 1S S2 2的的P P1 1/ /点，点，= S= S1 1S S2 222的的P P2 2/ /点，点，= S= S1 1S S2 233的的P P3 3/ /点等处与中央明纹为点等处与中央明纹为对称的第一、第二、第三对称的第一、第二、第三，第第n n条亮纹。条亮纹。3双缝双缝S1S2屏幕屏幕P1 第一亮纹第一亮纹 =P 中央亮纹中央亮纹 =0P2 第二亮纹第二亮纹 =2P3 / 第三亮纹第三亮纹 =3P3 第三亮纹第三亮纹 =3P3 / 第二亮纹第二亮

10、纹 =2P3 / 第一亮纹第一亮纹 =Q1 第一暗纹第一暗纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕S1S2P1 取取P P点上方的点点上方的点Q Q1 1，与两个狭缝，与两个狭缝S S1 1、S S2 2路程差路程差= S= S1 1S S2 2/2/2，其，其中一条光传来的是波峰，另一条传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，是波谷，另一条传来的一定是波峰，Q Q1 1点激起的振动总是波峰与波谷相点激起的振动总是波峰与波谷相遇，振幅最小，遇，振幅最小，Q Q1 1点总是振动减弱点总是振动减弱的地方，故应出现暗纹。的地方，故

11、应出现暗纹。/2/2P 中央亮纹中央亮纹Q2 第二暗纹第二暗纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕 屏上屏上Q Q1 1点的上方还可以找到点的上方还可以找到= = S S1 1S S2 23/23/2的的Q Q2 2点出现第二条暗点出现第二条暗纹。同样可以找到第三条暗纹纹。同样可以找到第三条暗纹Q Q3 3，在中央明纹下方也可以找，在中央明纹下方也可以找到对称的到对称的Q Q1 1/ /、Q Q2 2/ /、Q Q3 3/ /等暗纹。等暗纹。 3/2Q1 第一暗纹第一暗纹P 中央亮纹中央亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕P1 第一亮纹第一亮纹 =P 中央亮纹中央亮纹 =0P2 第二亮纹第二亮纹 =2P3 / 第

12、三亮纹第三亮纹 =3P3 第三亮纹第三亮纹 =3P3 / 第二亮纹第二亮纹 =2P3 / 第一亮纹第一亮纹 =Q2 第二暗纹第二暗纹Q 1 第一暗纹第一暗纹Q3 第三暗纹第三暗纹Q3 / 第三暗纹第三暗纹Q2 / 第二暗纹第二暗纹Q1 / 第一暗纹第一暗纹=5/2=/2=3/2=5/2=3/2=/2（1 1）空间的某点距离光源空间的某点距离光源S1S1和和S2S2的路程差为的路程差为0 0、1 1 、2 2 、3 3 、等、等波长的整数倍（半波波长的整数倍（半波长的奇数倍）长的奇数倍）时，该点为振动时，该点为振动加强点。加强点。 （2 2）空间的某点距离光源）空间的某点距离光源S1S1和和S2

13、S2的路程差为的路程差为 /2 /2、3 3 /2/2、5/25/2、等、等半波长的奇半波长的奇数倍数倍时，该点为振动减弱点。时，该点为振动减弱点。总结规律总结规律光程差光程差 =k=k（ k=0k=0，1 1，2 2，等）等）光程差光程差 = =（2k+1)/2 2k+1)/2 (k=0,1,2,3,(k=0,1,2,3,等）等）亮纹亮纹暗纹暗纹表达式表达式： 亮纹：光程差亮纹：光程差 =k =k（ k=0k=0，1 1，2 2，等），等） 暗纹：光程差暗纹：光程差 = =（2k+1)/2 2k+1)/2 (k=0,1,2,3,(k=0,1,2,3,等）等）结论结论： 双缝干涉条纹的产生双缝

14、干涉条纹的产生 3.在用在用A、B两平行狭缝作双缝干涉实验的两平行狭缝作双缝干涉实验的装置中，屏上装置中，屏上P点出现明条纹，那么双缝点出现明条纹，那么双缝A和和B 到屏上到屏上P点的距离之差必为点的距离之差必为 ( ) A、1/2光波波长的奇数倍光波波长的奇数倍 B、一个波长的奇数倍、一个波长的奇数倍 C、1/2光波波长的偶数倍光波波长的偶数倍 D、 1/2光波波长的整数倍光波波长的整数倍C 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P P点的距点的距离之差离之差d=0.6md=0.6m；若分别用频率为；若分别用频率为f f1 1=5.0=5.010101414HzHz和频

15、率为和频率为f f2 2=7.5=7.510101414HzHz的单色的单色光垂直照射双缝隙，则光垂直照射双缝隙，则P P点出现条纹的情况是点出现条纹的情况是以下哪种以下哪种( )( )A.A.用频率用频率f f1 1的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现明条纹点出现明条纹B.B.用频率用频率f f2 2的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现明条纹点出现明条纹C.C.用频率用频率f f1 1的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现暗条纹点出现暗条纹D.D.用频率用频率f f2 2的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现暗条纹点出现暗条纹【解析】根据波的叠加的规律，【解析】根

16、据波的叠加的规律，P P点出现条纹的情点出现条纹的情况决定于路程差况决定于路程差d d与波长的关系与波长的关系. .由由c=c= f f，可知两种，可知两种单色光的波长：单色光的波长： 1 1=c/f=c/f1 1=0.6=0.6 m m； =c/f=c/f2 2=0.4=0.4 m m：与与d d相比较得：相比较得：d=d= 1 1=3=3 2 2/2/2，则用，则用f1f1光照射时，光照射时，P P点点出现亮条纹，用出现亮条纹，用f f2 2光照射时，光照射时，P P点出现暗条纹，综点出现暗条纹，综上所述答案为：上所述答案为：AD.AD. 4.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到了彩色干涉条纹若在双缝中的一缝上观察到了彩色干涉条纹若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过