光的干涉及应用

关于光的干涉及应用第一页，共三十六页，2022年，8月28日彩虹－－摄于西藏阿里高原第二页，共三十六页，2022年，8月28日地上的油膜肥皂泡第三页，共三十六页，2022年，8月28日第四页，共三十六页，2022年，8月28日光是在空间传播的某种波光是一种物质微粒惠更斯1629－1669牛顿光的本质是什么？你赞同谁的观点？第五页，共三十六页，2022年，8月28日干涉现象是波独有的特征，假设光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象．机械波干涉条件是什么？频率相同第六页，共三十六页，2022年，8月28日1801年，英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功的观察到了光的干涉托马斯·杨1773~1829如果要观察到光的干涉现象需要什么条件？相同的两个光源发出的光－－这样的光叫相干光束演示1演示2第七页，共三十六页，2022年，8月28日单色光挡板屏双缝干涉示意图S1S2相当于两个完全相同的光源S1S2光的干涉1实验原理一、杨氏双缝干涉S第八页，共三十六页，2022年，8月28日单色激光束挡板屏亮暗相间等距的条纹双缝干涉示意图你观察到了什么？S1S2亮条纹的中心线亮条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线如果你是托马斯·杨，你该如何解释光屏上出现的亮条纹（或暗条纹）？讨论：S第九页，共三十六页，2022年，8月28日光的干涉1实验原理

2双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹

1）明暗相间的条纹；2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距——中央亮纹一、杨氏双缝干涉第十页，共三十六页，2022年，8月28日S1S2P1ΔSP1S2－P1S1=ΔS光程差相当于完全相同的波源S1、S2双缝干涉亮条纹暗条纹单色激光束相干光束第十一页，共三十六页，2022年，8月28日光的干涉1实验原理

2双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹

1）明暗相间的条纹；2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距——中央亮纹3．波动理论解释1）当ΔS＝kλ（k=0,1,2…）P1为加强点，该点则出现亮条纹2）当ΔS＝(2k＋1)λ/2（k=0,1,2…）P1为减弱点，该点则出现暗条纹

一、杨氏双缝干涉第十二页，共三十六页，2022年，8月28日探究：相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距Δx与什么有关？亮条纹的中心线亮条纹的中心线第十三页，共三十六页，2022年，8月28日小结：双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L越大，光的波长λ越大则相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距△x越大。理论上可以证明：Δ第十四页，共三十六页，2022年，8月28日光的干涉1实验原理

2双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹

1）明暗相间的条纹；2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距——中央亮纹．3．波动理论解释1）当ΔS＝kλ（k=0,1,2…）P为加强点，该点则出现亮条纹2）当ΔS＝(2k＋1)λ/2（k=0,1,2…）P为减弱点，该点则出现暗条纹

一、杨氏双缝干涉4．相邻两条明纹(或暗纹)间的距离Δx

L：屏到挡板间的距离Ld：双缝的间距λ:光的波长第十五页，共三十六页，2022年，8月28日你能否根据所学的知识，设计一测量某种可见光波长的方案?（1）双缝的间距d（2）光屏到挡板间的距离L测量（3）相邻两条亮条纹的间距Δx实例：双缝的间距d＝0.18mm光屏到挡板间的距离L＝90cm相邻两条亮条纹的间距Δx＝3.50mm则此单色光的波长为多大？演示3第十六页，共三十六页，2022年，8月28日实验指导装置：光源，滤光片，单缝，双缝，遮光筒，屏，测量头安装：筒－测量头－灯泡、透镜、遮光板－双缝、单缝、滤光片调节与测量Ｌ、ｄ、ΔＸ

λ＝ｄ×ΔＸ／Ｌ

L螺旋侧微器第十七页，共三十六页，2022年，8月28日各色光在真空中的波长光的颜色波长nm光的颜色波长nm红770－620绿580－490橙620－600蓝－靛490－450黄600－580紫450－400红光波长最大，紫光波长最小第十八页，共三十六页，2022年，8月28日白光＋用白光做双缝干涉实验，在屏上会出现什么现象？红光兰光亮暗相间彩色条纹．…………第十九页，共三十六页，2022年，8月28日光的干涉1实验原理

2双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹

1）明暗相间的条纹；2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距——中央亮纹．3．波动理论解释1）当ΔS＝kλ（k=0,1,2…）P为加强点，该点则出现亮条纹2）当ΔS＝(2k＋1)λ/2（k=0,1,2…）P为减弱点，该点则出现暗条纹

一、杨氏双缝干涉4．相邻两条明纹(或暗纹)间的距离Δx

L：屏到挡板间的距离Ld：双缝的间距λ:光的波长第二十页，共三十六页，2022年，8月28日光的干涉1、光的干涉现象

1）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而某些地方减弱的现象。

2）干涉条件：相干光束（光源上同一点分出来的两个光源）二、光的干涉注：不同光源或同一光源上不同部分发出的光不会产生干涉现象。第二十一页，共三十六页，2022年，8月28日

例题:1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质．1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)．(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜．试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域．(2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹．写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式．第二十二页，共三十六页，2022年，8月28日（2）（1）所以因为S/第二十三页，共三十六页，2022年，8月28日地上的油膜肥皂泡产生原因：光的干涉（薄膜干涉）第二十四页，共三十六页，2022年，8月28日让一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉.薄膜干涉第二十五页，共三十六页，2022年，8月28日

1、在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中同一明条纹（暗条纹）应出现在膜的厚度相等的地方．由于光波波长极短，所以微薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹．

2、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，阳光下的肥皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉．

3、薄膜于涉在技术上可以检查镜面和精密部件表面形状；精密光学透镜上的增透膜．第二十六页，共三十六页，2022年，8月28日光的干涉1．光的干涉现象

1）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而某些地方减弱的现象。

2）干涉条件：相干光束（光源上同一点分出来的两个光源）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发出的光不会产生干涉现象。1）现象：明暗条纹2）应用：第二十七页，共三十六页，2022年，8月28日薄膜干涉的应用a.增透膜增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1/4。第二十八页，共三十六页，2022年，8月28日薄膜干涉的应用b.干涉法检查平面

第二十九页，共三十六页，2022年，8月28日光的干涉1．光的干涉现象

1）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而某些地方减弱的现象。

2）干涉条件：相干光束（光源上同一点分出来的两个光源）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发出的光不会产生干涉现象。1）现象：明暗条纹2）应用：a.干涉法检查平面

b.增透膜

第三十页，共三十六页，2022年，8月28日1．彩虹－－光的色散

三、其它光现象2．海市蜃楼－－光的全反射第三十一页，共三十六页，2022年，8月28日彩虹－－光的色散第三十二页，共三十六页，2022年，8月28日海市蜃楼－－光的全反射中新网2004年3月16日电据日本《读卖新闻》报道，15日上午11时30分左右(北京时间10时30分)，日本根室市职员谷口博之在北海道根室市海域的根室海峡上空，观测到了船悬于半空的海市蜃楼奇观，并将其拍摄下来。

第三十三页，共三十六页，2022年，8月28日练习1：干涉实验中，用白光做光源，在屏上观察到彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光片，这时（）A．在屏上出现红色干涉条纹B．在屏上出现绿色干涉条纹C．在屏上出现红绿相间的干涉条纹D．无干涉条纹D第三十四页，共三十六页，