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课件网) 第四章 光及其应用 第四节 光的干涉 1 通过观察演示实验，知道光的干涉现象和产生干涉现象的条件。 2 通过对干涉现象的分析，理解产生明暗条纹的条件，知道条纹间距与波长的关系。 3 通过实例分析，理解薄膜干涉及其应用。 重点 重难点 难点 雨后公路积水上面漂浮的彩色油膜 彩色的肥皂泡 这些彩色条纹或图样是怎样形成的？ 光照射到肥皂膜或油膜上发生了干涉现象，形成了彩色条纹或图样。 光的双缝干涉现象及条件 一 光的本性学说的发展史 牛顿 微粒说 惠更斯 波动说 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 波的干涉：如果两列机械波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同，就会发生干涉。光是一种电磁波，那么光是否也会发生干涉现象？ 光的干涉条件———相干光源 1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）巧妙地解决了相干光源问题，成功地观察到了光的干涉现象，直接证明了光的波动特性。 托马斯·杨（1773~1829） 杨氏双缝干涉实验被评为十大最美丽的物理实验之一 双缝干涉图样 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。 演示实验：观察光的干涉现象 两只激光笔发出来的光是相干光吗？ 将一束激光照射到缝S1和缝S2上，缝S1和缝S2将这束激光分成两列光波，这两列光波振动频率、振动方向都相同，这两列光波在双缝后相遇，出现振动加强和减弱相间的区域，在屏上就出现明暗相间的干涉条纹。 实验过程及现象分析 图样特点 ①振动加强的地方出现亮条纹，振动减弱的地方出现暗条纹。 ②亮条纹和暗条纹相互间隔，间距相等。 ③亮条纹的位置和暗条纹的位置是不随时间而改变的。 振动加强 震动减弱 实验结论 两束光相遇时，如果满足一定的条件，会产生干涉现象。光的干涉现象证明了光是一种波。 能够产生稳定干涉的条件是什么？ 光波产生干涉的条件：① 频率相同 ② 振动方向相同 ③ 相位差恒定 S1 P0S1 S2 P0S2 S1、S2在P0处步调一致，P0点振动加强。 (亮) Δr= 路程差 S1 S2 双缝 屏幕 P0 中央亮纹 亮条纹形成的原因 S1 S2 P1 P1 P1S1 P1S2 S1、S2在P2处步调一致，P1点振动加强。(亮) P1 第一亮纹 λ 双缝 S1 S2 屏幕 Δr= λ P2 第二亮纹 2λ 双缝 S1 S2 屏幕 S1 S2 P2 P2 P2S1 P2S2 Δr= S1、S2在P2处步调一致，P2点振动加强。(亮) 2λ 暗条纹形成的原因 Q1 第一暗纹 双缝 S1 S2 屏幕 S1 S2 Q1 Q1 Q1S1 Q1S2 Δr= S1、S2在Q1处步调相反，Q1点振动减弱。(暗) 双缝 S1 S2 屏幕 Q2 第二暗纹 S1 S2 Q2 Q2S1 Q2S2 Δr= S1、S2在Q2处步调相反，Q2点振动减弱。(暗) Q2 S1 S2 P0 中央亮纹：Δr=0 P1 第一亮纹：Δr=λ λ P1 第一亮纹：Δr=λ 2λ P2 第二亮纹：Δr=2λ P2 第二亮纹：Δr=2λ Q1第一暗纹：Δr= Q1第一暗纹：Δr= Q2第二暗纹：Δr= Q2第二暗纹：Δr= Q3第三暗纹：Δr= Q3第三暗纹：Δr= 零级亮纹 ①两列相干光波到达明(暗)干涉条纹的位置的路程差Δr是波长的_____(或半波长的 )，即满足 明条纹：Δr＝_____ 明暗条纹的判断 ②如果两列光不是在真空或空气中传播，而是在绝对折射率为n的介质中传播路程r，则 明条纹：Δ(nr)＝_____ k为明(暗)条纹的级次 Δ(nr)为两列相干光到达明(暗)干涉条纹处的路径与绝对折射率乘积的差值，叫作光程差。 整数倍 奇数倍 kλ(k＝0，±1，±2，…) kλ(k＝0，±1，±2，…) 1.杨氏双缝干涉实验为什么采用双缝？是为了满足干涉的哪个条件？ 通过双缝出来的光能保证频率相同、振动方向相同，同时两束光的相位差由屏到双缝的距离L以及双缝之间的距离d决定，故可以保证相位差恒定，从而满足干涉的条件———频率相同 ... ...
