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课件网) 第四章 光及其应用 3.光的干涉 新课引入 光给了我们一个明亮美丽的世界，可是它自己却像一团谜。 人们不断争论着光的问题： 光到底是什么？ 波动说 微粒说 光是不是一种波呢？ 干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象。 1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）成功地观察到了光的干涉现象。 杨氏双缝干涉实验 一 知能提升 托马斯·杨（1773~1829） 在暗室中用氦氖激光器发出的红色激光照射金属挡板上的两条平行的狭缝，在后面的屏上观察光的干涉情况。 实验装置 屏的照片 光的双缝干涉 演示实验 双缝干涉的示意图 1.装置特点：双缝S1 、 S2的距离很近，缝很窄. 2. ①用单色激光 ②双缝的作用：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. 思考：为什么有的地方亮一些，有些地方暗一些？ 叠加（振动）加强的地方出现亮条纹，振动减弱的地方出现暗条纹。 P1 P0 = P1S2－P1S1 光程差 P2 S1 S2 P1 P0 P2 讨论：什么地方出现亮纹，什么地方出现暗纹呢？ S1 S2 P S1 P PS1 S1 S2 P S2 P PS2 光程差=0，S1、S2步调一致，该点振动加强。（亮） S1 S2 P2 P d S1 S2 P2 P2 P2S1 P2S2 S1 S2 P2 =λ 光程差=λ ，S1、S2在P2处步调一致，该点振动加强。(亮） S1 S2 P3 P S1 S2 P3 P3 P3S1 P3S2 S1 S2 P3 =λ/2 光程差=λ/2 ，S1、S2在P1处步调相反，该点振动减弱。(暗） 形成明、暗条纹的条件 光程差： S1 S2 P1 P l n=0、1、2、3…… 暗纹 n=0、1、2、3…… 亮纹 = P1S2－P1S1 单色激光束 屏 S1 Si 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 双缝 屏上看到明暗相间的条纹 中央亮条纹明暗相间等间距 图样有何特征？ 双缝之间的距离d 越小，相邻的亮纹间距越大. 双缝干涉图样的特点 1.单色光的干涉图样 若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等。中央为亮条纹，两相邻亮纹(或暗纹)间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大。 红光干涉条纹 蓝光干涉条纹 2.白光的干涉图样 若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。这是因为用白光做干涉实验时，从红光到紫光其波长由大到小，它们的干涉条纹间距也是从大到小，屏中央各色光都得到加强，混合成白色，但两侧因条纹间距不同而分开成彩色，而且同一级条纹内紫外红。 白光干涉条纹 在酒精中溶解一些氯化钠，灯焰会发出黄光。在铁丝圈上附着一层肥皂膜，放在酒精灯旁。膜上就会出现酒精灯的像，像上有明暗相间的条纹。 奇妙的薄膜干涉 二 知能提升 1.薄膜干涉：来自两个面的反射光相互叠加，发生干涉，也称薄膜干涉。 2.现象解释 如图所示，不同位置的液膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的反射光（即图中的实线和虚线波形代表的两列光）的路程差不同。在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现了亮条纹；在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了暗条纹。 3.彩色条纹的解释 如果用另一种颜色的光做这个实验，由于光的波长不同，导致从肥皂膜的前后两面反射的光将在别的位置相互加强，所以，从肥皂膜上看到的亮条纹的位置也会不同。薄膜上不同颜色的光的条纹的明暗位置不同，相互交错，所以，看上去会有彩色条纹。 光的干涉现象就在我们身边，肥皂膜看起来常常是彩色的，雨后公路积水上面漂浮的油膜，也经常显现出彩色条纹。这些彩色条纹都是薄膜干涉形成的。 课后拓展：薄膜干涉的应用 可以在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，增加光的透射或者反射，还可以利用薄膜干涉的原理对镜面或其他精密的光学平面的平滑度进行检测。 a.增透膜 当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的１ ... ...
