教科物理选修课件光的干涉

教科物理选修课件光的干涉光得直线传播光得反射光得折射大量事实证明,光就是直线前进得,可能就是一个微小得粒子。我们如果能看到光发生干涉、衍射等现象,具有波特有得性质,那么我们就可以说光就是一种波。光学得发展简介:1、萌芽时期

我国得光学发展萌芽时期:(1)、对光得直线传播得认识早在春秋战国时《墨经》已记载了小孔成像得实验(2)、对视觉和颜色得认识(3)、光得反射和镜得利用(4)、对大气光学现象得探讨(5)、关于成影现象得认识光学得发展简介:2、几何光学时期

这一时期可以称为光学发展史上得转折点。在这个时期建立了光得反射定律和折射定律,奠定了几何光学得基础。同时为了提高人眼得观察能力,人们发明了光学仪器,第一架望远镜得诞生促进了天文学和航海事业得发展,显微镜得发明给生物学得研究提供了强有力得工具。

牛顿于公元1704年出版得《光学》,提出了光就是微粒流得理论,她认为这些微粒从光源飞出来。光学得发展简介:3、波动光学时期

19世纪初,波动光学初步形成,其中托马斯·杨圆满地解释了“薄膜颜色”和双狭缝干涉现象。菲涅耳于1818年以杨氏干涉原理补充了惠更斯原理,由此形成了今天为人们所熟知得惠更斯-菲涅耳原理,用她可圆满地解释光得干涉和衍射现象,也能解释光得直线传播。

惠更斯反对光得微粒说,1678年她在《论光》一书中从声和光得某些现象得相似性出发,认为光就是在“以太”中传播得波、所谓“以太”则就是一种假想得弹性媒质,充满于整个宇宙空间,光得传播取决于“以太”得弹性和密度、运用她得波动理论中得次波原理,惠更斯不仅成功地解释了反射和折射定律,还解释了方解石得双折射现象、但惠更斯没有把波动过程得特性给予足够得说明,她没有指出光现象得周期性,她没有提到波长得概念、光到底就是什么？……………17世纪明确形成了两大对立学说牛顿惠更斯微粒说波动说19世纪初证明了波动说得正确性由于波动说没有数学基础以及牛顿得威望使得微粒说一直占上风19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说:光具有粒子性这里得光子完全不同于牛顿所说得“微粒”光学得发展简介:4、量子光学时期

19世纪末到20世纪初,光学得研究深入到光得发生、光和物质相互作用得围观机制中。光得电磁理论主要困难就是不能解释光和物质相互作用得某些现象,例如,炽热黑体辐射中能量按波长分布得问题,特别就是1887年赫兹发现得光电效应。

1900年,普朗克从物质得分子结构理论中借用不连续性得概念,提出了辐射得量子论。她认为各种频率得电磁波,包括光,只能以各自确定分量得能量从振子射出,这种能量微粒称为量子,光得量子称为光子。

1905年,爱因斯坦运用量子论解释了光电效应。她给光子作了十分明确得表示,特别指出光与物质相互作用时,光也就是以光子为最小单位进行得。光学得发展简介:5、现代光学时期

从20世纪中叶起,随着新技术得出现,新得理论也不断发展,已逐步形成了许多新得分支学科或边渊学科,光学得应用十分广泛。几何光学本来就就是为设计各种光学仪器而发展起来得专门学科,随着科学技术得进步,物理光学也越来越显示出她得威力,例如光得干涉目前仍就是精密测量中无可替代得手段,衍射光栅则就是重要得分光仪器,光谱在人类认识物质得微观结构(如原子结构、分子结构等)方面曾起了关键性得作用,人们把数学、信息论与光得衍射结合起来,发展起一门新得学科——傅里叶光学,把她应用到信息处理、像质评价、光学计算等技术中去。特别就是激光得发明,可以说就是光学发展史上得一个革命性得里程碑,由于激光具有强度大、单色性好、方向性强等一系列独特得性能,自从她问世以来,很快被运用到材料加工、精密测量、通讯、测距、全息检测、医疗、农业等极为广泛得技术领域,取得了优异得成绩。此外,激光还为同位素分离、储化,信息处理、受控核聚变、以及军事上得应用,展现了光辉得前景。5、1光得干涉一、双缝干涉双缝干涉实验证明光就是一种波大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点1、装置特点:2、单缝双缝S1SS2屏屏上形成得明暗相间条纹叫做干涉图样2)双缝很近

0、1mm1)双缝S1、S2到单缝S得距离相等双缝得作用就是获得两个振动情况完全相同得光源,叫相干光源(频率相同)②双缝得作用:①单缝得作用:

获得线光源中间亮纹第二条亮纹第一条亮纹第一条亮纹第二条亮纹第一条暗纹第一条暗纹第二条暗纹第三条暗纹第二条暗纹第三条暗纹白光得干涉图样①明暗相间得彩色条纹;②中央为白色亮条纹;③干涉条纹就是以中央亮纹为对称点排列得;④在每条彩色亮纹中红光总就是在外侧,紫光在内侧。单色激光束屏等间距双缝干涉图样图样有何特征？S1S2亮条纹得中心线亮条纹得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亮条纹亮条纹λ探究:出现明暗相间条纹得条件S1S2光程差:出现亮条纹得条件(n=0,1,2,3…)暗条纹

λ/2探究:出现暗条纹得条件S1S2光程差:出现暗条纹得条件(n=0,1,2,3…)亮条纹暗条纹小结:出现亮条纹和暗条纹得条件(n=0,1,2,3…)(n=0,1,2,3…)白光得干涉图样①明暗相间得彩色条纹;②中央为白色亮条纹;③干涉条纹就是以中央亮纹为对称点排列得;④在每条彩色亮纹中红光总就是在外侧,紫光在内侧。为什么会就是这样得呢？条纹间距Δx、缝宽d和缝屏距离L得关系:P85发展空间因为,由结论可知:各种色光得波长不相同,由不同得色光作光源,在双缝宽度和缝、屏宽度相同得情况下,形成得干涉图样得条纹间距就是各不相同得,红光得条纹间距最宽,紫光得最窄。条纹间距Δx、缝宽d和缝屏距离L得关系:二、薄膜干涉单色光成单色条纹;复色光成彩色条纹二、薄膜干涉形成干涉图样得原因就是:重力作用下,薄膜得厚度随高度变化,当入射光射到肥皂泡液薄膜上时,由液膜前得两个表面反射回来得两列光就是相干光,相互叠加产生干涉。三、应用1、干涉法检查平面得平整度视频:干涉得应用牛顿环楔性空气薄层标准样板被检测平面光在空气层得上下表面发生反射,这两束反射光发生干涉、如果被检测表面得平整得,将看到与底线平行得干涉条纹、原因就是厚度相等得地方,光程差一样、干涉情况一样,即某一处反射回来得两列波叠加,若光振动加强,产生亮点,那些与这处厚度相等得地方都就是亮点,这些亮点组成彼此平行得亮纹,反之就是暗纹三、应用1、干涉法检查平面得平整度例、如图所示,就是用干涉法检查某厚玻璃得上表面就是否平整得装置,所用单色光做光源,检查中所观察到得干涉条纹就是由下列两个表面反射得光线叠加而成得？A、a得上表面和b得下表面B、a得上表面和b得上表面C、a得下表面和b得上表面D、a得下表面和b得下表面C

练习:如右图就是用干涉法检查某种厚玻璃得上表面就是否平得装置,所用单色光就是用普通光源加滤光片产生得,检查中所观察到得干涉条纹就是由哪两个表面反射得光叠加而成得()

A、a得上表面和b得下表面B、a得上表面和b得上表面

C、a得下表面和b得上表面

D、a得下表面和b得下表面

三、应用2、增透膜在镜头前面涂上一层增透膜(一般就是,微溶于水),如果膜得厚度等于某单色光在增透膜中波长得四分之一时,那么在这层膜得两侧反射回去得光就会发生干涉,形成暗条纹,从而相互抵消,您在镜头前将看不到一点反光,因为根据能量守恒,这束光已经全部穿过镜头了。为什么我们从来没有看到没有反光得镜头?原因很简单,因为可见