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课件网) 教 学 课 件 4.3光的干涉 第四章 光 光的双缝干涉 干涉条纹和光的波长之间的关系 薄膜干涉 01 02 03 目录 CONTENTS 光的双缝干涉 PART 1 复习回顾 1. 两列波发生稳定的干涉条件： 频率相同、相位差恒定、振动方向相同。（相干波） 2. 两列相干波发生干涉的现象： 两列波叠加的某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，且加强区和减弱区相互间隔开。 复习回顾 振动加强区 ： 振动减弱区： 某质 点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差 。 ① 两波源的振动步调一致时： ② 两波源的振动步调相反时： 振动加强区： 振动减弱区： 思考：光是一种电磁波，那么光也应该发生干涉现象，怎样才能观察光的干涉现象呢？ 光到底是波还是粒子，人们对此进行了很长时间的争论 人们知道，干涉是波特有的性质，只要是波都可以 发生干涉 英国物理学家托马斯-杨，首次利用双缝实验得到了光的干涉图样 托马斯·杨 1773.6-1829.5 英国的托马斯·杨是个很了不起的天才。据说他2岁的时候就能够读书，6岁的时候把《圣经》通读了两遍，14岁的时候已经通晓拉丁语、希腊语、法语、意大利语、希伯来语、波斯语和阿拉伯语等多种语言，他还会演奏多种乐器，在物理学、化学、生物学、医学、天文学、哲学、语言学、考古学等领域都有贡献。 1.光要发生干涉现象需要满足什么条件？ 2.该怎样获得相干光呢？ 频率相同，振动方向相同，相位差恒定 思考：怎样才能观察到光的干涉现象呢？ 托马斯·杨 颜色相同 同一束光 1.装置特点： 1）双缝到单缝的距离相等 2）双缝很近 d=0.1mm 3.单缝作用： 获得线光源． 4.双缝作用： 获得两个频率相同、相位相同、 振动完全相同的相干光源. 2.滤光片作用： 获得单色光． 杨氏双缝实验被评为十大最美丽实验之一。 一、光的双缝干涉 天才的设想 巧妙解决了相干光问题 5.实验过程 如图，让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近，两条狭缝就产生两个光源，它们的振动情况总是相同的，两光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加。 双缝干涉的示意图 8.实验结论：证明光是一种波 6.实验现象：屏上形成的明暗相间条纹叫做干涉图样 7.干涉图样的特点： ①、当入射光是单色光时，光屏上观察到明暗相间、等间距、中央为亮的条纹。 ②、当入射光是白光时，光屏上观察到彩色条纹； 中央亮纹的形成 P 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，确信在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 S1 S2 屏幕 第一条亮纹的形成 P1 第一亮纹 双缝 S1 S2 屏幕 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δ= S1－S2=λ，出现第一条亮纹。 λ P3 第三 亮纹 双缝 S1 S2 屏幕 屏上P1点的上方还可以找到δ= S1－S2＝4λ的P2点，δ= S1－S2＝5λ的P3点……等处的第四条、第五条……亮纹；在中央明纹P的下方可找到δ= S1－S2＝λ的P1 点，δ= S1－S2＝2λ的P2 点，δ= S1－S2＝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 亮纹的形成规律 双缝 S1 S2 屏幕 P1 第一亮纹 δ=λ P 中央亮纹 δ=0 P2 第二亮纹 δ=2λ P3 / 第三亮纹 δ=3λ P3 第三亮纹 δ=3λ P2 / 第二亮纹 δ=2λ P1 / 第一亮纹 δ=λ 亮纹的分布规律 Q1 第一暗纹 双缝 S1 S2 屏幕 取P点上方的点Q1，与两个狭缝S1、S2路程差δ= S1 ... ...
