133光的干涉及测波长

13.3光的干涉【学习目标】1、掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。2、掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式及推导过程3、会用双缝干涉测量光的波长【新课教学】一、杨氏干涉实验如果光是一种波，两束光在一定条件下应该发生干涉现象思考：如何获两束相干光？实验：如图，一束 光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个 ，它们的振动情况总是 的，两个波源发出的光波就在挡板后面的空间相互 ，在屏上得到了 的条纹。二、决定明暗条纹的条件1、波的干涉中振动加强与振动减弱点的条件：2、光的干涉中产生明、暗条纹的条件：激光束激光束注：白光实验将出现彩色条纹。三、条纹间距与波长的关系右图所示，设：屏上一点P与中心点P的距离为x,到S、S的距离分别为r、r，双缝间1212距为d双缝到屏的距离为1,推导相邻的两条纹间距与波长的关系。•••d很小，且d1,a^S1S2M近似为直角三角形，有r1-r2=dsinG又x=ltan0»lsinG可得：r1-r2=dx/l•.亮条纹时有：△r=±kA，即：x二k九d

•••相邻的两个亮条纹或暗条纹的中心间距为：山=d九根据此公式可以测出波长。四、用双缝干涉测量光的波长1、实验器材：双缝干涉仪（光源、单缝、双缝、光屏），学生电源、米尺、导线等思考：单缝、双缝以及光屏的作用分别是什么？2、实验步骤与过程现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．（1） 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、 、 、 、A。（2） 本实验的步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮；按合理的顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；用刻度尺测量双缝到屏的距离；用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离.TOC\o"1-5"\h\z在操作步骤②时还应注意 和 ．（3） 将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数 mm,求得相邻亮纹的间距△x为 mm.（4）已知双缝间距d=2.0X10Fm,测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式入= ,求得所测红光波长为 nm。【典例解析】1、以下光源可作为相干光源的是（）两个相同亮度的烛焰 B.两个相同规格的灯泡C.双丝灯泡 D.出自一个光源的两束光2、图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S］、S2为双缝,P为光屏.用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹．下列说法中正确的是（）减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大3、如图所示，在双缝干涉实验中，已知SS］=SS2，且S］、S2到

光屏上P点的路程差△r=1.5X10-6m.当S为入=0.6pm的单色光源时，在P点处将形成 条纹.当S为入=0.5pm的单色光源时，在P点处将形成 条纹.4、从点光源L发出的白光，经过透镜后成一平行光束，垂直照射到挡光板P上，板上开有两条靠得很近的平行狭缝S「S2,右图所示，在屏Q上可看到干涉条纹，图中0点是屏上与两狭缝等距离的一点，贝9(1) /T—k干涉条纹是黑白的，0点是亮点TOC\o"1-5"\h\z干涉条纹是黑白的，0点是暗点 二LO干涉条纹是彩色的，0点是亮点 0_^S2干涉条纹是彩色的，0点是暗点5、用氦氖激光器发出的红光进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离d=0.1mm,双缝到屏的距离l=6.0m,测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8cm.氦氖激光器发出的红光的波长久是 ；如果把整个装置放入折射率是4/3的水中，这时屏上的条纹间距是 。6、右图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷。在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点。如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么(A、B、C三个位置都出现亮条纹B位置处出现暗条纹C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定以上结论都不对7、 双缝干涉实验时，双缝间的距离为d,双缝到光屏的距离为1,调整实验装置使得光屏上可以见到清晰的条纹。关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是()若将光屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰若将光屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹若将双缝间的距离d减小，光屏上的两个相邻明条纹间的距离变小若将双缝间的距离d减小，光屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大8、 在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝SfS2的距离之差为61=0.75