4.3光的干涉课件高二上学期物理人教版选择性

色彩斑斓的蝴蝶、肥皂泡、雨后公路积水上面漂浮的油膜，这些彩色条纹是怎样形成的？1.了解相干光源，知道光的干涉条件2.通过双缝干涉实验，认识双缝干涉图样的特征3.知道光的路程差概念，知道产生明暗条纹的条件和相邻两个亮（暗）条纹中心间距与波长的关系【学习目标】4.3光的干涉1、干涉的条件(1)两波源的频率相同。(2)振动方向相同。(3)相位差恒定。复习回顾：振动加强点的位置

振动减弱点的位置

若两波源振动步调相反，则上述结论相反．若两波源振动步调相同，则：2、加强点和减弱点的判断天才的设想光束单缝双缝红滤色片

(激光)屏幕s0s1s2

英国物理学家

托马斯·杨巧妙解决了相干光问题单缝作用：

获得线光源，使光源有唯一的频率和振动情况．双缝作用：获得两个频率相同、振动情况完全相同的光源，叫相干光源(频率相同)2.单、双缝的作用单缝双缝S1SS2屏（2）双缝相距很近0.1mm（1）双缝S1、S2到单缝S的距离相等（2）双缝的作用：（1）单缝的作用：

获得相同频率、相位和振动方向的光源1、装置特点：一、光的双缝干涉4、干涉图样的特点：5、双缝干涉实验证明了光是一种波。红光蓝光白光干涉图样：明暗相间的条纹（1）屏的中央为亮纹（2）明暗相间，明(暗)条纹的宽度相同（3）相邻两条亮纹（或暗纹）中心间距相等3、干涉图样S1S2P1PP1P△sP1S2－P1S1=△r光程差P2P2相干波源S1、S2距离屏幕的中心越远路程差越大能产生干涉的两个光源二、出现明暗条纹的位置亮条纹亮条纹λ探究1：出现明暗相间条纹的条件S1S2S1S2PPΔr=0中央亮纹

由于从S1S2发出的光是振动情况

完全相同，又经过相同的路程到达

P点，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波谷,另一条传来的也一定是波谷,在P点激起的振动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,故应出现亮纹,这一条亮纹叫中央亮纹.双缝S1S2屏幕P1

第一亮纹双缝S1S2屏幕S1S2P1

取P点上方的点P1，从S1S2发出的光到P1点的光程差就不同，若这个光程差正好等于波长的整数倍，比如Δr=r1－r2=λ，出现第一条亮纹。λΔr=λP2

第二亮纹双缝S1S2屏幕

屏上P1点的上方还可以找到Δr=r1－r2＝2λ的P2点出现第二条亮纹。2λ双缝S1S2屏幕P1第一亮纹∆r=λP

中央亮纹∆r=0P2第二亮纹∆r=2λP3/

第三亮纹∆r=3λP3第三亮纹∆r=3λP3/

第二亮纹∆r=2λP3/

第一亮纹∆r=λ当光程差∆r=nλ=(2n)λ/2

（n=0,1,2...）

时出现亮纹暗条纹

λ/2探究2：出现明暗相间条纹的条件S1S2Q1

第一暗纹双缝S1S2屏幕S1S2P1

取P点上方的点Q1，与两个狭缝S1、S2路程差Δr=r1－r2＝λ/2，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的就是波谷，其中一条光传来的是波谷，另一条传来的一定是波峰，Q1点激起的振动总是波峰与波谷相遇，振幅最小，Q1点总是振动减弱的地方，故应出现暗纹。λ/2Δr=λ/2P中央亮纹Q2

第二暗纹双缝S1S2屏幕

屏上Q1点的上方还可以找到∆r=r1－r2＝3λ/2的Q2点出现第二条暗纹。同样可以找到第三条暗纹Q3……，在中央明纹下方也可以找到对称的Q1/、Q2/、Q3/……等暗纹。3λ/2Q1

第一暗纹P

中央亮纹双缝S1S2屏幕P1第一亮纹δ=λP

中央亮纹δ=0P2第二亮纹δ=2λP3/

第三亮纹δ=3λP3第三亮纹δ=3λP3/

第二亮纹δ=2λP3/

第一亮纹δ=λQ2第二暗纹Q1第一暗纹Q3第三暗纹Q3/

第三暗纹Q2/

第二暗纹Q1/

第一暗纹∆r=5λ/2∆r=λ/2∆r=3λ/2∆r=5λ/2∆r=3λ/2∆r=λ/2当光程差∆r

=(2n+1)λ/2（n=0,1,2...）

，出现暗纹。【例1】(多选)关于光的干涉，下列说法正确的是(

)A．只有频率相同的两列光波才能产生干涉B．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定C．频率相同、振幅相同的两束光才能产生干涉D．两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹AD

【例题2】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

【变形训练1】如图所示,用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝,在光屏的P点出现第3条暗条纹,已知光速为c,则P到双缝的距离之差应为()D波长为，两缝间距为d，双缝到屏的距离为l。θ三、条纹间距与波长的关系Mr2-r1=dsinθ两列波的路程差为波长的整数倍，即：（k=0,1,2…)出现亮条纹，亮条纹位置为：

相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为:猜想：在其它条件不变的情况下，不同颜色的光，条纹间距不同。

【例3】如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以（

）A．增大S1与S2的间距B．减小双缝到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将整个装置放在水中C

【变形训练1】多选）如图是杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为中央亮纹的中心，P1为第一级亮纹的中心，若将双缝间的距离变小，其他条件不变，则（

）A．屏上干涉条纹的间距将变小B．屏上O点仍然为中央亮条纹的中心C．屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心D．屏上P1位置可能为暗条纹的中心BD像上出现明暗相间的黄色条纹点燃酒精灯，并在酒精灯火焰里洒一些食盐。在火焰的同侧观察火焰的反射像。用金属环在肥皂液中浸一下，制成肥皂薄膜。2、单色光的薄膜干涉图样是什么样的？3、白光的薄膜干涉图样是什么样的？思考：1、为什么会有明暗相间的条纹？三、薄膜干涉实验演示：(1)由于重力的作用，肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。(2)相干光源：薄膜的前后两个表面的反射光

前表面后表面1、薄膜干涉的成因①②（3）出现明暗条纹的位置亮纹：薄膜干涉的光程差：△r=2d（d为薄膜厚度）暗纹：Δr=2d=nλd=nλ/2Δr=2d=(2n+1)λ/2d=(2n+1)λ/4思考1：实验中观察到的条纹方向，是竖直还是水平的？想想为什么？观察方向：是在光源一侧，观察反射光思考2：我们应该在哪一侧观察薄膜干涉？是在光源一侧？还是在无光源一侧？思考3：白光照射时为什么是彩色条纹？增透膜2、薄膜干涉的应用②是否对所有颜色的光都有增透的作用？（1）增透膜①增透的条件是什么？即镀层薄膜的厚度至少多大？薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波长的1/4。

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。Δr=2d=(2n+1)λ/2增透膜厚度d=λ/4劈尖空气薄层（2）检查表面的平整程度

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.标准样板待检部件

如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的，如图甲；如果观察到的干涉条纹如图乙丙，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。甲乙丙被检测平面薄片标准样板单色光思考：（1）如丙图，条纹弯曲的地方是凸起还是凹下？凸起尖凹口凸凹下（2）劈尖的θ角越小，条纹越密还是越稀疏？昆虫的翅膀呈彩色某些金属的表面呈彩色蝉翅在阳光下3、生活中的薄膜干涉现象

【练习1】（多选）下列现象中，属于光的干涉的是（

）

A．雨过天晴，天空中形成的彩虹

B．阳光下，肥皂泡呈现彩色

C．一截插入水中的筷子，看上去变弯了

D．下雨后，在停过汽车的沥青路面上，油膜常出现彩色BD【练习巩固】

【练习2】（多选）关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生干涉现象，下列说法中正确的是()

A．干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果

B．若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀的