【课件】光的干涉+课件高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

§4.3光的干涉观察与思考：1.为什么肥皂泡看起来是彩色的？雨后公路积水上面漂浮的油膜出现彩色条纹？2.这些彩色的图样是怎样形成的？我们知道：如果两列机械波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同，就会发生干涉。光是一种电磁波，那么光也应该发生干涉现象，怎样才能观察光的干涉现象呢？思考：用什么方法获得相干光源？思考：光要发生干涉现象需要满足什么条件？实验：光的双缝干涉托马斯·杨1.装置特点：1）双缝到单缝的距离相等2）双缝很近d=0.1mm3.单缝作用：获得线光源．4.双缝作用：获得两个频率相同、相位相同、振动完全相同的相干光源.一、光的双缝干涉2.滤光片作用：获得单色光．杨氏双缝实验被评为十大最美丽实验之一。单色激光束屏等间距5、双缝干涉图样特点：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双缝中央亮条纹明暗相间思考：为什么有的地方亮一些有些地方暗一些？请用我们所学的波动知识来解释。叠加（振动）加强的地方出现亮条纹，振动减弱的地方出现暗条纹。一、光的双缝干涉6.中央亮条纹形成的原因由于S1S2到中央亮纹的距离是相等的,又由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同，在P点总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A＝A1+A2为最大，P点总是振动加强的地方，故出现亮纹。光程差：δ=0光程差：δ=S1P－S2PS1S2PPδ=0中央亮纹双缝S1S2屏幕双缝屏幕7.亮条纹形成原因P1

第一亮纹双缝S1S2屏幕S1S2P1

λλP2

第二亮纹双缝S1S2屏幕2λ

δ=S1P－S2P＝2λδ=S1P1－S2P1=λ亮条纹条件：空间的某点距离光源S1和S2的路程差（光程差）为0、1λ、2λ、3λ、等波长的整数倍（半波长的偶数倍）时，该点为振动加强点。亮条纹光程差δ=nλ（n=0，1，2……）8.暗条纹形成原因Q1

第一暗纹双缝S1S2屏幕S1S2Q1

λ/2λ/2P

中央亮纹Q2

第二暗纹双缝S1S2屏幕3λ/2Q1

第二暗纹P

中央亮纹

光程差：S1S2P1Pl9.双缝干涉规律n=0、1、2、3……暗纹：n=0、1、2、3……亮纹：思考：条纹宽度测哪两条线的宽度？红滤色片单缝S1S2S***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亮条纹的中心线条纹宽度：相邻的明条纹（中心）间距或相邻的暗条纹（中心）间距1.光的双缝干涉实验，有力的证明了光具有什么样的特性？2.不同颜色的单色光产生的干涉条纹条纹宽度相同么？3.双缝干涉的条纹间距、宽度等，能反映出光的波长、频率等信息吗？M

二、干涉条纹和光的波长之间的关系相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为:

1.相邻明（暗）纹间的距离大小的影响因素：（2）双缝之间的距离d:（3）双缝与屏间的距离l

:S1S2P1Pl波长越大，相邻的亮纹间距越大（1）波长λ:d越小，相邻的亮纹间距越大l越大，相邻的亮纹间距越大d二、干涉条纹和光的波长之间的关系二、干涉条纹和光的波长之间的关系2.不同单色光干涉条纹宽度：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（2）f红<f橙<f黄<f绿<f青<f蓝<f紫（3）相同双缝干涉装置，不同的光条纹间距不同：

波长越长、条纹间距越大（

波长越长、波动性越明显）（1）λ红>λ橙>λ黄>λ绿>λ青>λ蓝>λ紫用白光做双缝干涉实验3.白光的干涉图样特点：（1）明暗相间的彩色条纹；（2）中央为白色亮条纹；（3）干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；（4）在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。二、干涉条纹和光的波长之间的关系例1在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现亮、暗条纹的情况是(

)A．频率为f1和f2的单色光分别照射时，均出现亮条纹B．频率为f1和f2的单色光分别照射时，均出现暗条纹C．频率为f1的单色光照射时出现亮条纹，频率为f2的单色光照射时出现暗条纹D．频率为f1的单色光照射时出现暗条纹，频率为f2的单色光照射时出现亮条纹[变式训练1]如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m，则在这里出现的应是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)。例2

(多选)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要减小干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是(

)A．改用黄色激光B．改用紫色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向靠近双缝的位置移动单色光的颜色红橙黄绿青蓝紫频率(决定光的颜色)低→高真空(空气)中的波速c＝3×108m/s真空(空气)中的波长长→短同一介质中的折射率n小→大同一介质中的光速大→小同一介质中的波长长→短同一介质中的全反射临界角大→小双缝干涉的条纹间距大→小[变式训练2]

(多选)某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测量矿泉水的折射率。方法是只需要将矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与光屏之间(之前为空气)(如图所示，特制容器未画出)，通过比对填充后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1就可以计算出矿泉水的折射率(设空气的折射率为1)，则下列说法正确的是(

)

用肥皂膜做薄膜干涉实验1.为什么肥皂泡和雨后路上的油膜是彩色的呢？2.这些彩色的图样是怎样形成的？由于重力的作用，肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。光从薄膜的前后两个表面反射出来两个光波，这两列光波的频率相同，产生干涉。三、薄膜干涉1.薄膜干涉成因：厚度相等

会有干涉条纹么？光程差为半波长的偶数倍，形成亮条纹。光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。思考：观察条纹的方向，是竖直还是水平？为什么？

目的：减小反射光的能量，

增强透射光的能量

方法：镀膜增透膜薄膜厚度？？？镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，是增透了这种颜色的光的缘故么？？不是……恰恰相反。该种颜色的光没有增透造成的，反射增强了，所以你看见了……三、薄膜干涉2、应用——照相机的增透膜标准样板待检部件空气薄层取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹。三、薄膜干涉2、应用——检查表面的平整程度若薄片厚度增加（倾角变大），条纹宽度稀疏还是密集？条纹宽度变小

密集三、薄膜干涉如果被检表面是平整的，得到的干涉条纹就是平行的；如果观察到的干涉条纹如图b、c，则表示被检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或凹下的地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达10-6cm。如果某处凹下，则对应明条纹(或暗条纹)提前出现，如图b所示；如果某处凸起，则对应条纹延后出现，如图c所示。三、薄膜干涉新课讲授空气薄膜厚度相同处光程差相同，条纹相同。相同的条纹有相同的厚度。空气薄膜厚度相同处光程差相同，牛顿环为一系列同心圆环。牛顿环例3

(多选)用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图a是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图b是竖立的附