光的干涉ppt

13.2光的干涉1、两列机械波（如声波、水波）发生干涉的条件是什么？2、如何获得两列相干的机械波？（以水波为例）3、两列波干涉时，振动最强的点和振动最弱的点条件是什么？复习回顾：δ=r2-r1=±kλ，（k=0,1,2,…)δ=r2-r1=±(2k-1)λ/2，（k=0,1,2,…)1、干涉现象是波动特有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象．你看见过光的干涉现象吗？如果真的存在光的干涉现象，那么，光的干涉现象的干涉图样又是怎么样？水波的干涉图样2、为什么我们在日常生活中观察不到光的干涉现象？光的干涉：两列相干光波相叠加，某些区域的光被加强，某些区域的光被减弱，且加强区与减弱区互相间隔的现象叫光的干涉现象.产生干涉现象的条件之一是两列光必须是频率相同的相干光源.思考：1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）在实验室里成功的观察到了光的干涉．1、装置特点：（1）双缝很近0.1mm，（2）双缝S1、S2与单缝S的距离相等，2、①用单色光②单孔的作用：获得点光源③双孔的作用：相当于两个振动情况完全相同的光源，双孔的作用是获得相干光源用狭缝代替小孔，可以得到同样清晰，但明亮得多的干涉条纹。得到相干光源：一分为二的思想一、光的干涉现象---杨氏干涉实验单缝双缝S1SS2屏幕红滤色片双缝干涉激光束双缝屏屏上看到明暗相间的条纹光的干涉实验复习机械波：（1）两列波在波峰和波峰相遇或波谷与波谷相遇时振幅变大，此点为振动加强点。（2）两列波在波峰和波谷相遇时振幅变小，此点为振动减弱点。（3）对于光发生干涉若光互相加强，出现亮条纹若光互相削弱，出现暗条纹二、光的干涉的理论分析从两支手电筒射出的光照到同一点上时，看不到干涉条纹，这是因为()A、手电筒发出的光不是单色光B、干涉图样太小C、周围环境的漫反射光太强D、两个光源是非相干光源D问题思考:红滤色片单缝双缝S1SS2屏幕三、产生光的干涉的条件①频率相同设置单缝加双缝的目的是为了得到两个振动情况总是相同的相干光源.②振动方向相同③相位差恒定两个发生叠加的光源:S1S2P0P0δ=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P0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，所以在P0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，P0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(也叫第0条明条纹)。双缝S1S2屏幕产生亮条纹位置分析P1第一条亮纹双缝S1S2屏幕S1S2P1取P0点上方的点P1，从S1S2发出的光到P1点的路程差就不同，若这个光程差正好等于波长的整数倍，δ=r2－r1=λ，出现第一条亮纹。λλδ=λ产生亮条纹位置分析P2第二条亮纹双缝S1S2屏幕屏上P1点的上方还可以找到δ=r2－r1＝2λ的P2点,出现第二条亮纹。2λ产生亮条纹位置分析P3第三条亮纹双缝S1S2屏幕屏上P1点的上方还可以找到δ=r2－r1＝3λ的P3点，δ=r2－r1＝4λ的P4点……等处的第三条、第四条……亮纹；在中央明纹P0的下方可找到δ=r1－r2＝λ的P1/点，δ=r1－r2＝2λ的P2/点，δ=r1－r2＝3λ的P3/点等处与中央明纹为对称的第一、第二、第三…，第n条亮纹。3λ产生亮条纹位置分析双缝S1S2屏幕P1第一条亮条纹δ=+λP0中央亮条纹δ=0P2第二条亮条纹δ=+2λP3/第三条亮条纹δ=-3λP3第三条亮条纹δ=+3λP2/第二条亮条纹δ=-2λP1/第一条亮条纹δ=-λ产生亮条纹位置归纳Q1第一条暗纹双缝S1S2屏幕S1S2P1取P0点上方的点Q1，与两个狭缝S1、S2路程差δ=r2－r1＝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，故出现暗条纹。λ/2λ/2P0中央亮纹产生暗条纹位置分析Q2第二条暗纹双缝S1S2屏幕屏上Q1点的上方还可以找到δ=r2－r1＝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第一条暗纹P0中央亮纹产生暗条纹位置分析双缝S1S2屏幕P1第一亮纹δ=λP0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δ=5λ/2δ=λ/2δ=3λ/2δ=-5λ/2δ=-3λ/2δ=-λ/2产生亮、暗条纹位置小结（1）空间的某点距离光源S1和S2的路程差为0、1λ、2λ、3λ、等波长的整数倍（半波长的偶数倍）时，该点为振动加强点。（2）空间的某点距离光源S1和S2的路程差为λ/2、3λ/2、5λ/2、等半波长的奇数倍时，该点为振动减弱点。路程差δ=±kλ（k=0，1，2，…）路程差δ=±（2k-1)λ/2(k=1,2,3,…）亮纹暗纹规律总结1.在用A、B两平行狭缝作双缝干涉实验的装置中，屏上P点出现明条纹，那么双缝A和B到屏上P点的距离之差必为()A、1/2光波波长的奇数倍B、一个波长的奇数倍C、1/2光波波长的偶数倍D、1/2光波波长的整数倍C练习：2、在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差d=0.6μm；若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和频率为f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝隙，则P点出现条纹的情况是以下哪种()A.用频率f1的单色光照射时，P点出现明条纹B.用频率f2的单色光照射时，P点出现明条纹C.用频率f1的单色光照射时，P点出现暗条纹D.用频率f2的单色光照射时，P点出现暗条纹根据波的叠加的规律，P点出现条纹的情况决定于路程差d与波长的关系.由c=f，可知两种单色光的波长：1=c/f1=0.6m；2=c/f2=0.4m：与d相比较得：d=1=32/2，则用f1光照射时，P点出现亮条纹，用f2光照射时，P点出现暗条纹答案为：AD.【解析】3.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时()A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹、其它颜色的双缝干涉条纹消失B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在、但屏上仍有光亮D．屏上无任何光亮Cr2-r1=dsinθX=ltanθ≈lsinθ运用几何知识S1S2P1Plr1r2dxθ三、干涉条纹间距与光的波长的关系当两列波的路程差为波长的整数倍，即dx/l=±kλ，（k=0,1,2…)时才会出现亮条纹，亮条纹位置为：x=±kλlddlx其中:λ---波长，d---两个狭缝之间的距离，l---挡板与屏间的距离．相邻两个明(或暗)条纹之间的距离:1、在双缝干涉中，明条纹或暗条纹之间的距离总是相等的。2、光波的波长越长，干涉条纹之间的距离越大，且条纹的间距与波长成正比。3、白光的干涉条纹为彩色条纹。再见1.科学家成功地观察到光的干涉和衍射现象，光的波动理论才被公认。首先通过实验观察到光的干涉现象的科学家是（）A．惠更斯B．麦克斯韦C．托马斯·杨D．菲涅耳物理学史C