4.4 光的干涉 课件 (共31张PPT) 高二上学期物理粤教版（2019）选择性必修第一册

(课件网) 第四章 光及其应用 第四节　光的干涉 学习目标： 1.了解光的干涉现象及产生光的干涉的条件。 2.理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征。 3.知道双缝干涉条纹间距公式的推导及应用。 一、光的干涉 思考： 在学习机械波时，我们已经知道干涉现象是波所特有的现象，如果我们能够观察到光的干涉现象，就为光具有波动性提供了有力的实验证据。是否可以推测光可能是一种波？ 一、光的干涉 思考： 如何知道光具有波的性质？ 一、光的干涉 实验验证———单缝衍射实验 1. 实验原理 单缝衍射实验基于惠更斯-菲涅耳原理，即波前上的每一个点都可以视为次级波源，这些次级波源的波动叠加产生了衍射现象。当光通过单缝时，由于缝的尺寸与光的波长相近，光波发生衍射，形成一系列明暗相间的条纹。 2. 实验现象 一、光的干涉 实验验证———单缝衍射实验 1. 实验原理 单缝衍射实验基于惠更斯-菲涅耳原理，即波前上的每一个点都可以视为次级波源，这些次级波源的波动叠加产生了衍射现象。当光通过单缝时，由于缝的尺寸与光的波长相近，光波发生衍射，形成一系列明暗相间的条纹。 2. 实验现象 单缝衍射条纹的分布证明了光的波动性。 次级亮条纹的出现表明光波不是简单的直线传播，而是会发生弯曲和衍射，这也证明了光的波动性。 一、光的干涉 3、思考： 光能像水波一样发生衍射，是否也能像光一样发生干涉？ 问题1：两列波发生稳定的干涉条件是什么？ 频率相同、相位差恒定、振动方向相同。（相干波源） 问题2：当两列相干波发生干涉时，你能观察到什么实验现象？ 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。 一、光的干涉 4、思考：如何获得相关光源？ 一、光的干涉 4、思考：如何获得相关光源？ 一、光的干涉 如图所示，用一束平行的红色激光束照射有两条平行狭缝（也称双缝）S1 和S2 的挡板（S1 和S2 相距约 0.1 mm），观察挡板后面与挡板平行的屏幕上所出现的条纹，这些条纹的图案有什么特点？ 1801 年，英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象。 一、光的干涉 一、光的干涉 实验现象 ： 两个狭缝后的屏幕上看到了明暗相间的条纹，中央为明纹，且条纹间距相等，表明两束光在叠加区域内发生了干涉。 一、光的干涉 当缝宽与缝到光屏的距离一定时，波长越长，亮纹或暗纹的宽度越大。 一、光的干涉 当波长与缝宽一定时，缝到光屏的距离越大，亮纹或暗纹的宽度越大。 当波长与缝到光屏的距离一定时，缝宽越大，亮纹或暗纹的宽度越大。 一、光的干涉 5、影响条纹间距的因素： ①双缝与屏间的距离； ②双缝之间的距离； ③光的波长； 相同介质中：λ红>λ橙>λ黄>λ绿>λ青>λ蓝>λ紫 同一装置中的条纹间距： Δx红>Δx橙>Δx黄>Δx绿>Δx青>Δx蓝>Δx紫 一、光的干涉 6、理论推导 当光程差满足 ，两列光波在屏上相互加强，屏上出现亮条纹。 当光程差满足 ，两列光波在屏上相互减弱，屏上出现暗条纹。 一、光的干涉 当两列波的路程差为波长的整数倍，屏上出现亮条纹 相邻两条亮条纹或者暗条纹的中心距离是 亮条纹的位置 过关练1 【练习1】在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝 S1、S2的距离之差 r1＝0.75 μm，光屏上Q点到双缝 S1、S2的距离之差为r2＝1.5 μm.如果用频率为 f＝6.0×1014Hz的黄光照射双缝，光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s，则A．P点出现亮条纹，Q点出现暗条纹 B．Q点出现亮条纹，P点出现暗条纹 C．两点均出现暗条纹 D．两点均出现亮条纹 一、光的干涉 白光的干涉图样是什么样的呢？ （1）明暗相间的彩色条纹。 （2）中央为白色亮条纹，也叫零级亮纹。 （3）干涉条纹是以中央亮 ... ...