教科版高中物理选择性必修第一册第四章光及其应用4光的干涉课件

1.物理史实1801年,英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象。2.实验如图所示,让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上,两狭缝相距很近,

两狭缝就成了两个波源,它们的振动情况总是相同的,两个波源发出的光在挡板后面的空间

互相叠加,发生干涉现象。知识点1

双缝干涉必备知识清单破4

光的干涉3.光发生干涉的条件

两列光的频率相同,振动方向相同,且具有恒定的相位差。4.屏上某处出现亮、暗条纹的条件明暗条纹的位置由该位置到双缝的距离之差即光的路程差决定。当光从两狭缝到屏上

某点的路程差为半波长

的偶数倍时,这些点出现亮条纹;当路程差为半波长

的奇数倍时,这些点出现暗条纹。5.影响相邻条纹间距Δx的因素(1)双缝到光屏的距离l,l越大,Δx越大;(2)双缝之间的距离d,d越大,Δx越小;(3)光的波长λ,λ越大,Δx越大。结论:相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间距Δx=

λ。(具体公式推导在下一节)1.定义光照射到透明薄膜上时,在薄膜的前后两个表面反射的两列光波相互叠加,发生干涉,这种现

象称为薄膜干涉。2.图样特点同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等,单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹,白

光照射薄膜时形成彩色条纹。3.应用(1)检测平面的平整程度。(2)增透膜与反射膜。知识点2薄膜干涉知识辨析1.在双缝干涉实验中,如果入射光用白光,在两条狭缝上,一个用红色滤光片(只允许通过红光)

遮挡,一个用绿色滤光片(只允许通过绿光)遮挡。试想:屏上还有干涉条纹吗?2.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距怎样变化?一语破的1.屏上不会出现干涉条纹。因为双缝用红、绿滤光片遮挡后,透过的两束光频率不相等,就不

是相干光源了,不会再发生干涉。2.变宽。在光的双缝干涉实验中,若只改变入射光的颜色,光的波长λ越大,干涉条纹间距Δx越

大,红光的波长大于绿光的波长,可知干涉条纹间距变宽。1.实验装置示意图(1)单缝的作用:获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动情况。(2)双缝的作用:光照射到单缝S上,又照到双缝S1、S2上,这样一束光被分成两束振动情况完全一致的相干光。关键能力定点破定点1对光的双缝干涉的理解2.明暗条纹位置的确定(1)亮条纹:屏上某点P到两缝S1和S2的距离之差等于半波长的偶数倍,即|PS1-PS2|=2k·

(k=0,1,2,…)。k=0时,PS1=PS2,此时P点位于屏上的中心O处,此处的条纹叫中央亮条纹。(2)暗条纹:屏上某点P到两缝S1和S2的距离之差等于半波长的奇数倍,即|PS1-PS2|=(2k+1)

(k=0,1,2,…)。3.光的双缝干涉图样的特点(1)单色光的干涉图样:若用单色光作为光源,则干涉条纹是明暗相间的条纹,且条纹间距相

等。中央为亮条纹,两相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离与光的波长有关,波长越长,条纹间距

越大。(2)白光的干涉图样:若用白光作为光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中央亮条纹是白色的。两侧条纹间距与各色光的波长成正比,故红光的条纹间距最大,紫光的条纹间距最小,故除中央

亮条纹以外的其他条纹不能完全重合,这样便形成了彩色干涉条纹。1.肥皂液膜干涉现象(1)白光的干涉图样是彩色的:因重力的作用,竖直放置的肥皂液膜上面薄、下面厚,由于不同

颜色的光的波长不同,从前后两个面反射的光在不同的位置相互加强,换句话说,不同颜色的

光对应亮条纹的位置不同,因此看起来是彩色的。(2)条纹是水平方向的:因为在同一水平高度处,薄膜的厚度相同,从前后两个面反射的光路程

差均相同,如果此时两反射光互相加强,则此高度水平方向各处均加强,因此,同一条纹与薄膜

同一厚度相对应,明暗相间的干涉条纹应为水平方向的,如图所示。定点2薄膜干涉的理解与应用2.干涉法检查平面平整度(1)如图甲所示,两平面之间形成一个楔形空气薄层,用单色光从上面照射,空气层的上下两个

表面反射的两列光波发生干涉。空气层厚度相同的地方,两列波路程差相同,两列波叠加时

相互加强或相互削弱的情况也相同。如果被测表面是平整的,得到的干涉图样必是一组平行

的直线。如果被测表面某处凹陷,则对应亮条纹(或暗条纹)向左弯曲,如图乙中P条纹所示;如

果某处凸起,则对应条纹向右弯曲,如图乙中Q条纹所示。

(2)干涉图样中相邻亮条纹的间距分析(不考虑半波损失)如图所示,设楔形空气膜的顶角为θ,光波的波长为λ。对第1级亮纹,光程差为2d1=λ,对第2级亮纹,光程差为2d2=2λ,……对第n级亮纹,光程差为2dn=nλ,对第n+1级亮纹,光程差为2dn