4.3 光的干涉 课件高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

4.3光的干涉知识框架光几何光学波动光学衍射干涉多普勒效应量子光学知识复习1.发生稳定干涉的条件是什么？两列相干波：频率相同、相位差恒定、振动方向相同2.干涉图样的特点？加强区减弱区固定，相互间隔3.加强点和减弱点的判断？（步调相同）

加强点减弱点

一、杨氏双缝实验1.实验设计思考：有没有什么方法可以获得相干光—频率相同的光呢？

光束单缝双缝红滤色片

(激光)屏幕s0s1s2托马斯·杨杨氏双缝实验被评为十大最美丽实验之一一、杨氏双缝实验2.进行实验一、杨氏双缝实验3.实验现象一、杨氏双缝实验3.实验现象：红色激光束①中央亮条纹②条纹明暗相间③条纹间距相等一、杨氏双缝实验5.现象分析PΔSS1S2P0

中央亮纹：Δs=0P1

第一亮纹：Δs=λλP1

第一亮纹：Δs=λ2λP2

第二亮纹：Δs=2λP2

第二亮纹：Δs=2λ波程差：Δs=PS2－PS1

则𝑷点的振动加强（明条纹）一、杨氏双缝实验5.现象分析波程差：Δs=QS2－QS1

则Q点的振动减弱（暗条纹）←第一暗纹：Δs=λ/2←第一暗纹：Δs=λ/2←第二暗纹：Δs=3λ/2←第二暗纹：Δs=3λ/2←第三暗纹：Δs=5λ/2←第三暗纹：Δs=5λ/2S1S23λ/2λ/25λ/2一、杨氏双缝实验1．(多选)关于光的干涉，下列说法不正确的是(

)A．只有频率相同的两列光波才能产生干涉B．频率相同、振幅相同的两列光波才能产生干涉C．两个完全相同的单色光源做双缝干涉实验时，两个狭缝到光屏上某点的路程差是光的波长的整数倍时，该点出现亮条纹D．两个完全相同的单色光源做双缝干涉实验时，两个狭缝到光屏上某点的路程差是光的波长的奇数倍时，该点出现暗条纹一、杨氏双缝实验2．如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P点出现第3级暗条纹。已知光速为c，则P点到双缝的距离之差r2－r1应为(

)一、杨氏双缝实验3．在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差Δs1＝0.75μm，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差Δs2＝1.5μm。若用频率f＝6.0×1014Hz的单色光照射双缝，则P点、Q点各出现什么条纹？思考：不同颜色的单色光产生的干涉条纹有什么不同？条纹间距比较：红>蓝>紫θ二、干涉条纹和光的波长之间的关系

1.角度近似2.

θ小，θ=sinθ=tanθ二、干涉条纹和光的波长之间的关系思考：白光的干涉图样有何特征？二、干涉条纹和光的波长之间的关系1.白光的干涉图样①中央为白色亮条纹②明暗相间的彩色条纹③红光条纹间距大，紫光条纹间距小二、干涉条纹和光的波长之间的关系2.成因(1)白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复色光

.(2)各种色光都形成明暗相间的条纹，在中央条纹处叠加复合成

白色条纹.(3)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.(4)红光波长长，条纹间距大。

思考：为什么肥皂泡是彩色的？观看视频，了解肥皂膜的成像有什么特点，并对原因做出猜想。观看视频，了解肥皂膜的成像有什么特点，并对原因做出猜想。三、薄膜干涉1.定义：由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成2.相干光：楔形肥皂薄前后表面的反射光3.现象：水平明暗相间条纹

白光则形成彩色条纹前表面后表面三、薄膜干涉4.区分光的色散：白光透过棱镜被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光原因：不同频率的光在同种介质中的折射率不同劈形空气薄层标准样板被检测平面光在空气层的上下表面发生反射,这两束反射光发生干涉。如果被检测表面的平整的，将看到与底线平行的干涉条纹。三、薄膜干涉5.应用(1)

检查物体表面的平滑程度（劈尖干涉）检测表面不平整时：左凹右凸三、薄膜干涉6.应用(1)

检查物体表面的平滑程度（劈尖干涉）增透膜在透镜表面涂上一层薄膜，当时，从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量，增强了透射光的能量，称为增透膜。

薄膜厚度因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即薄膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4。由于其它色光不能被有效透射，故反射较强，这样的镜头呈淡紫色。三、薄膜干涉6.应用(2)

增透膜目标二：干涉条纹和光的波长之间的关系目标一：光的双缝干涉光的干涉目标三：薄膜干涉

干涉原理应用增透膜和增反膜检查平面的平整度步调相同实验现象干涉条件相干光源亮暗条纹条件路程差为半波长偶数倍——亮条纹路程差为半波长奇数倍——暗条纹频率相同、振动方向相同、相位差恒定四、课堂练习1.如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7m的橙光做实验时，光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹．若使用波长为4×10－7m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗条纹的情况是（）A．P和P1点处都是亮条纹B．P点处是亮条纹，P1点处是暗条纹C．P点处是暗条纹，P1点处是亮条纹D．P和P1点处都是暗条纹B四、课堂练习2.如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图，乙图为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹，则以下说法正确的是（）A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短B四、课堂练习3.(多选)在光的双缝干涉现象中，下列描述正确的()A