光的干涉及应用讲稿.ppt

关于光的干涉及应用第一页，讲稿共三十六页哦彩虹摄于西藏阿里高原彩虹摄于西藏阿里高原 第二页，讲稿共三十六页哦地上的油膜地上的油膜肥皂泡肥皂泡第三页，讲稿共三十六页哦第四页，讲稿共三十六页哦光是在空间传播的某种波光是在空间传播的某种波光是一种物质微粒光是一种物质微粒惠更斯惠更斯1629162916691669牛顿牛顿光的本质是什么？光的本质是什么？你赞同谁的观点？你赞同谁的观点？第五页，讲稿共三十六页哦 干涉现象是波独有的特征，假设光真干涉现象是波独有的特征，假设光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象象频率相同频率相同第六页，讲稿共三十六页哦18011801年，英国物理学家托马斯年，英国物理学家托马斯杨杨在实验室里成功的观察到了光的干涉在实验室里成功的观察到了光的干涉托马斯托马斯杨杨17731829如果要观察到光的干涉现象需要什么条件？如果要观察到光的干涉现象需要什么条件？相同的两个光源发出的光相同的两个光源发出的光 这样的光叫这样的光叫相干光束相干光束演示演示1 1演示演示2 2第七页，讲稿共三十六页哦单单色色光光挡挡板板屏屏双缝干涉示意图双缝干涉示意图S S1 1S S2 2相当于两个相当于两个完全相同的光源完全相同的光源S S1 1S S2 2光的干涉光的干涉1 1 实验原理实验原理 一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉S第八页，讲稿共三十六页哦单单色色激激光光束束挡挡板板屏屏亮暗相间等距的条纹亮暗相间等距的条纹双缝干涉示意图双缝干涉示意图你观察到了什么？你观察到了什么？S S1 1S S2 2亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线如果你是如果你是托马斯托马斯杨杨，你该如何解释光屏上出你该如何解释光屏上出现的亮条纹（或暗条纹）？现的亮条纹（或暗条纹）？讨论：讨论：S第九页，讲稿共三十六页哦光的干涉光的干涉1 1 实验原理实验原理 2 2 双缝干涉现象：双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹明暗相间且等距的条纹 1 1）明暗相间的条纹；）明暗相间的条纹；2 2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距）相邻的明条纹（或暗条纹）等距中央亮纹中央亮纹 一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉第十页，讲稿共三十六页哦S S1 1S S2 2P P1 1SSP P1 1S S2 2P P1 1S S1 1=S=S光程差光程差相当于完全相相当于完全相同的波源同的波源S S1 1、S S2 2双缝干涉双缝干涉亮条纹亮条纹暗条纹暗条纹单单色色激激光光束束相干光束相干光束第十一页，讲稿共三十六页哦光的干涉光的干涉1 1 实验原理实验原理 2 2 双缝干涉现象：双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹明暗相间且等距的条纹 1 1）明暗相间的条纹；）明暗相间的条纹；2 2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距）相邻的明条纹（或暗条纹）等距中央亮纹中央亮纹 3 3波动理论解释波动理论解释1 1）当）当SSkk（k=0,1,2k=0,1,2）P P1 1为加强点，该点则出现为加强点，该点则出现亮条纹亮条纹2 2）当）当SS(2k(2k1)/21)/2（k=0,1,2k=0,1,2）P P1 1为减弱点，该为减弱点，该点则出现暗条纹点则出现暗条纹 一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉第十二页，讲稿共三十六页哦探究：探究：相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距xx与什么与什么有关？有关？亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线第十三页，讲稿共三十六页哦小结：小结：双缝的间距双缝的间距d d越小，屏到挡板间的距离越小，屏到挡板间的距离L L越大，光越大，光的波长的波长越大则越大则相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距x x越大。越大。理论上可以证明：理论上可以证明：第十四页，讲稿共三十六页哦光的干涉光的干涉1 1 实验原理实验原理 2 2 双缝干涉现象：双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹明暗相间且等距的条纹 1 1）明暗相间的条纹；）明暗相间的条纹；2 2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距）相邻的明条纹（或暗条纹）等距中央亮纹中央亮纹 3 3波动理论解释波动理论解释1 1）当）当SSkk（k=0,1,2k=0,1,2）P P为加强点，该点则出现亮条纹为加强点，该点则出现亮条纹2 2）当）当SS(2k(2k1)/21)/2（k=0,1,2k=0,1,2）P P为减弱点，该点则为减弱点，该点则 出现暗条纹出现暗条纹 一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉4 4相邻两条明纹相邻两条明纹(或暗纹或暗纹)间的距离间的距离xx L L：屏到挡板间的距离：屏到挡板间的距离L L d d：双缝的间距：双缝的间距:光的波长光的波长第十五页，讲稿共三十六页哦你能否根据所学的知识，设计一测量你能否根据所学的知识，设计一测量某种可见光某种可见光波长的方案波长的方案?（1 1）双缝的间距双缝的间距d d（2 2）光屏到挡板间的距离）光屏到挡板间的距离L L测量测量（3 3）相邻两条亮条纹的间距）相邻两条亮条纹的间距xx实例：实例：双缝的间距双缝的间距d d0.18mm0.18mm光屏到挡板间的距离光屏到挡板间的距离L L90cm90cm相邻两条亮条纹的间距相邻两条亮条纹的间距xx3.50mm3.50mm则此单色光的波长为多大？则此单色光的波长为多大？演示演示3 3第十六页，讲稿共三十六页哦实验指导装置：光源，滤光片，单缝，双缝，遮光筒，屏，测量头装置：光源，滤光片，单缝，双缝，遮光筒，屏，测量头安装：筒测量头灯泡、透镜、遮光板双缝、单缝、滤光安装：筒测量头灯泡、透镜、遮光板双缝、单缝、滤光片片调节与测量调节与测量、L L螺旋侧微器螺旋侧微器第十七页，讲稿共三十六页哦各色光在真空中的波长各色光在真空中的波长光的光的颜色颜色波长波长nmnm光的光的颜色颜色波长波长nmnm红红770770620620绿绿580580490490橙橙620620600600蓝靛蓝靛490490450450黄黄600600580580紫紫450450400400红光波长最大，紫光波长最小红光波长最大，紫光波长最小第十八页，讲稿共三十六页哦白光白光用白光做双缝干涉实验，在屏上会出现什么现象？用白光做双缝干涉实验，在屏上会出现什么现象？红光红光兰光兰光亮暗相间彩色条纹亮暗相间彩色条纹第十九页，讲稿共三十六页哦光的干涉光的干涉1 1 实验原理实验原理 2 2 双缝干涉现象：双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹明暗相间且等距的条纹 1 1）明暗相间的条纹；）明暗相间的条纹；2 2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距）相邻的明条纹（或暗条纹）等距中央亮纹中央亮纹 3 3波动理论解释波动理论解释1 1）当）当SSkk（k=0,1,2k=0,1,2）P P为加强点，该点则出现亮条纹为加强点，该点则出现亮条纹2 2）当）当SS(2k(2k1)/21)/2（k=0,1,2k=0,1,2）P P为减弱点，该点则为减弱点，该点则 出现暗条纹出现暗条纹 一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉4 4相邻两条明纹相邻两条明纹(或暗纹或暗纹)间的距离间的距离xx L L：屏到挡板间的距离：屏到挡板间的距离L L d d：双缝的间距：双缝的间距:光的波长光的波长第二十页，讲稿共三十六页哦光的干涉光的干涉1 1、光的干涉现象光的干涉现象 1 1）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而某些地方减弱的现象。而某些地方减弱的现象。2 2）干涉条件：相干光束）干涉条件：相干光束（光源上同一点分出来的两个（光源上同一点分出来的两个光源）光源）二、光的干涉二、光的干涉注：不同光源或同一光源上不同部分发出的光不会产生注：不同光源或同一光源上不同部分发出的光不会产生干涉现象。干涉现象。第二十一页，讲稿共三十六页哦 例题例题:18011801年，托马斯年，托马斯杨用双缝干涉实验研究了光波的杨用双缝干涉实验研究了光波的性质性质18341834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果果(称洛埃镜实验称洛埃镜实验)(1)(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示，洛埃镜实验的基本装置如图所示，S S为单色光源，为单色光源，M M为一为一平面镜试用平面镜成像作图法在答题卡上画出平面镜试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S S经平面镜经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域(2)(2)设光源设光源S S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a a和和L L，光的波长为，光的波长为，在光屏上形成干涉条纹写出相邻两，在光屏上形成干涉条纹写出相邻两条亮纹条亮纹(或暗纹或暗纹)间距离间距离x x的表达式的表达式第二十二页，讲稿共三十六页哦（2 2）（1 1）所以所以因为因为S S/第二十三页，讲稿共三十六页哦地上的油膜地上的油膜肥皂泡肥皂泡产生原因：光的干涉产生原因：光的干涉（薄膜干涉薄膜干涉）第二十四页，讲稿共三十六页哦 让让一一束束光光经经薄薄膜膜的的两两个个表表面面反反射射后后，形形成成的的两两束反射光产生的干涉现象叫束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉薄膜干涉.薄薄膜膜干干涉涉第二十五页，讲稿共三十六页哦 1 1、在在薄薄膜膜干干涉涉中中，前前、后后表表面面反反射射光光的的路路程程差差由由膜膜的的厚厚度度决决定定，所所以以薄薄膜膜干干涉涉中中同同一一明明条条纹纹（暗暗条条纹纹）应应出出现现在在膜膜的的厚厚度度相相等等的的地地方方由由于于光光波波波波长长极极短短，所所以以微微薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹 2 2、用用手手紧紧压压两两块块玻玻璃璃板板看看到到彩彩色色条条纹纹，阳阳光光下下的的肥肥皂皂泡泡和和水水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉 3 3、薄薄膜膜于于涉涉在在技技术术上上可可以以检检查查镜镜面面和和精精密密部部件件表表面面形形状状；精精密光学透镜上的增透膜密光学透镜上的增透膜第二十六页，讲稿共三十六页哦光的干涉光的干涉1 1光的干涉现象光的干涉现象 1 1）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而 某些地方减弱的现象。某些地方减弱的现象。2 2）干涉条件：相干光束）干涉条件：相干光束（光源上同一点分出来的两个光源）（光源上同一点分出来的两个光源）二、光的干涉二、光的干涉2 2薄膜干涉薄膜干涉注：不同光源或同一光源上不同部分发出的光不会产生干涉现象。注：不同光源或同一光源上不同部分发出的光不会产生干涉现象。1 1）现象：明暗条纹）现象：明暗条纹2 2）应用：）应用：第二十七页，讲稿共三十六页哦薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用a.a.增增透透膜膜 增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1/41/4。第二十八页，讲稿共三十六页哦薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用b.b.干涉法检查平面干涉法检查平面 第二十九页，讲稿共三十六页哦光的干涉光的干涉1 1光的干涉现象光的干涉现象 1 1）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而 某些地方减弱的现象。某些地方减弱的现象。2 2）干涉条件：相干光束）干涉条件：相干光束（光源上同一点分出来的两个光源）（光源上同一点分出来的两个光源）二、光的干涉二、光的干涉2 2薄膜干涉薄膜干涉注：不同光源或同一光源上不同部分发出的光不会产生干涉现象。注：不同光源或同一光源上不同部分发出的光不会产生干涉现象。1 1）现象：明暗条纹）现象：明暗条纹2 2）应用：）应用：a.a.干涉法检查平面干涉法检查平面 b.b.增透膜增透膜 第三十页，讲稿共三十六页哦1 1彩虹光的色散彩虹光的色散 三、其它光现象三、其它光现象2 2海市蜃楼光的全反射海市蜃楼光的全反射第三十一页，讲稿共三十六页哦彩虹光的色散彩虹光的色散 第三十二页，讲稿共三十六页哦海市蜃楼光的全反射海市蜃楼光的全反射中新网中新网20042004年年3 3月月1616日电日电 据日本据日本读卖新闻读卖新闻报道，报道，1515日上午日上午1111时时3030分左右分左右(北北京时间京时间1010时时3030分分)，日本，日本根室市职员谷口博之在根室市职员谷口博之在北海道根室市海域的根北海道根室市海域的根室海峡上空，观测到了室海峡上空，观测到了船悬于半空的海市蜃楼奇船悬于半空的海市蜃楼奇观观，并将其拍摄下来。，并将其拍摄下来。第三十三页，讲稿共三十六页哦练习练习1 1：干涉实验中，用白光做光源，在屏上观察到彩色干涉条纹干涉实验中，用白光做光源，在屏上观察到彩色干涉条纹若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前放一绿若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光片，这时色滤光片，这时 （）A A在屏上出现红色干涉条纹在屏上出现红色干涉条纹 B B在屏上出现绿色干涉条纹在屏上出现绿色干涉条纹C C在屏上出现红绿相间的干涉条纹在屏上出现红绿相间的干涉条纹 D D无干涉条纹无干涉条纹D第三十四页，讲稿共三十六页哦练习练习2 2：关于光的干涉现象，下列说法正确的是（关于光的干涉现象，下列说法正确的是（）A A在双缝干涉实验中，亮条纹的宽度是不等的在双缝干涉实验中，亮条纹的宽度是不等的B B在双缝干涉实验中，把入射光由红色光换成紫色在双缝干涉实验中，把入射光由红色光换成紫色光，相邻亮条纹间距变宽光，相邻亮条纹间距变宽C C只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象D D频率不相同的两列光也能发生干涉现象频率不相同的两列光也能发生干涉现象C第三十五页，讲稿共三十六页哦感感谢谢大大家家观观看看9/26/2022第三十六页，讲稿共三十六页哦