光的干涉高二上学期物理人教版（2019）选择性必修1

第四章

光光的干涉0102干涉条纹和光的波长之间的关系光的双缝干涉目

录两列频率相同的波(相干波)相遇时,在某些区域振动加强(

波峰与波峰、波谷与波谷叠加),而在某些区域振动减弱(波峰与波谷叠加);且振动加强的区域与振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫波的干涉。水波的干涉1.波的干涉条件是什么？复习回顾：波的干涉(1)两波源的频率相(2)相位差恒定(3)振动方向相同2.加强点和减弱点的判断方法？若两列波频率、步调完全相同：加强点:Δs＝nλ(n＝0,1,2…)【到两波源距离差为半波长的偶数倍)】减弱点:Δs＝

(2n＋1)λ/2

(n＝0,1,2…)【到两波源距离差为半波长的奇数倍】思考：干涉现象是波动独有的特征，光是一种电磁波，应该也会反射干涉现象，但是日常生活中却不容易观察到光的干涉现象。怎样才能观察光的干涉现象呢？问题引入

1801年英国物理学家托马斯·扬在实验室里成功地观察到了光的干涉现象。

问题1：怎样获取两列频率相同、相位差恒定、振动方向相同的相干光？问题2：干涉图样有什么特征？托马斯·杨光双缝干涉实验一、光的双缝干涉单色激光束等间距

特点：S1S2中央亮条纹明暗相间一、光的双缝干涉P

中央亮纹△S=0P1第一亮纹△S=λP2第二亮纹△S=2λP3第三亮纹△S=3λP1'

第一亮纹△S=λP2'

第二亮纹△S=2λP3'

第三亮纹△S=3λQ1第一暗纹Q2第二暗纹Q3第三暗纹Q1'

第一暗纹Q2'

第二暗纹Q3'

第三暗纹问题3：怎样解释这些明暗相间的条纹？△S=λ/2△S=3λ/2△S=5λ/2△S=λ/2△S=3λ/2△S=5λ/2总结双缝干涉规律一、光的双缝干涉形成明暗条纹的条件：双缝干涉规律亮纹:光程差为波长的整数倍(n＝0,1,2…)暗纹:光程差为半波长的奇数倍(n＝0,1,2…)光的路程差:△S=r1－r2演示实验光的双缝干涉光的双缝干涉一、光的双缝干涉光的双缝干涉一、光的双缝干涉演示实验光的双缝干涉条纹宽度（∆x）：相邻的明条纹中心间距或相邻的暗条纹中心间距红滤色片S1S2S***二、干涉条纹和光的波长之间的关系

思考4.什么是干涉条纹的间距(条纹宽度)?【说明】我们所说的亮纹是指最亮的地方，暗纹是最暗的地方，从最亮到最暗有一个过渡，条纹间距实际上是最亮和最亮或最暗和最暗之间的距离。屏A屏B二、干涉条纹和光的波长之间的关系

思考5.干涉条纹的间距(条纹宽度)与哪些因素有关?

观察条纹特点，猜想可能有哪些因素影响条纹宽度：①只改变挡板与屏间的距离L②只改变波长λS1S2S1S2二、干涉条纹和光的波长之间的关系S1S2S1S2二、干涉条纹和光的波长之间的关系①波长λ③狭缝之间的距离d②挡板与屏间的距离lS1S2P1P0l挡板屏r1r2d△x二、干涉条纹和光的波长之间的关系

猜想影响条纹间距的因素：【思考】第n条亮纹到中央亮纹的距离是多少?二、干涉条纹和光的波长之间的关系条纹间距的公式推导----相邻两个明(或暗)条纹之间的距离1.相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距与波长的关系:(1)、由上式可知：

屏离开挡板的距离l越大，条纹间的距离越大；

双缝之间的距离d越小，条纹间的距离越大；

光波的波长λ越长，条纹间的距离也越大．(2)、由上式可知：测量条纹间距，双缝到屏的距离，双缝间的距离，可以测量出光的波长。二、干涉条纹和光的波长之间的关系

最大最小二、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

思考6.白光的干涉图样是什么样的？二、干涉条纹和光的波长之间的关系为什么会这样?S1S2双缝二、干涉条纹和光的波长之间的关系2.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。解释：因为白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复色光，且从红光到紫光波长逐渐变短。各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。两侧条纹间距与各色光的波长成正比，条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。二、干涉条纹和光的波长之间的关系小结一、产生稳定的干涉条纹的条件：两光频率相同。二、干涉规律

（1）半波长的偶数倍时出现亮条纹；（2）半波长的奇数倍时出现暗条纹．三、同样条件的双缝实验，用不同的色光得到的相邻亮（暗）条纹间的宽度不等。S1S2P1P红光兰光白光例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C[