5.1 光的干涉 课件-2021-2022学年高二下学期物理教科版选修3-4

光是什么? 1 光到底是什么?…… 17世纪明确形成了两大对立学说 牛顿 惠更斯 微粒说 波动说 19世纪初证明了波动说的正确性 由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风 19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说:光具有粒子性 这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒” 光学是物理学中最古老的一个基础学科,又是当前科学研究中最活跃的学科之一。随着人类对自然的认识不断深入,光学的发展大致经历了萌芽时期、几何光学时期、波动光学时期、量子光学时期、现代光学时期等5个时期。 光是什么? 在物理学的发展史上,光是什么的问题经历过很长一段时间的争论,包括牛顿、惠更斯和爱因斯坦在内的大批科学家均参与其中。正是他们大量的争论,推动了光学的发展。 第5章 光的波动性 托马斯·杨 1773~1829 1801年,英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功的观察到了光的干涉现象. 第 一 节 光的干涉 5 水波的干涉 干涉现象、衍射现象是波独有的特征. 知识回顾 猜想:如果两束完全相同的光在空间相遇,我们会看到什么? 一、双缝干涉 思考1:如何获得两列完全相同的光? “双缝分光” 两束频率相同,相位差恒定的光称之为相干光。 回忆:水波干涉实验中是如何获得两个完全相同的水波? “一分为二” 7 双缝干涉实验证明光是一种波 一、双缝干涉 双缝的作用是获得两个频率相同的相干光源 ②双缝的作用: ①单缝的作用: 获得线光源 单缝 双缝 S1 S S2 屏 1、干涉条件: 屏上形成的明暗相间条纹叫做干涉图样 9 单色激光束 屏 等间距 2、双缝干涉图样 图样有何特征? S1 S2 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 中央亮条纹 明暗相间 思考2:为什么会出现明暗相间的条纹? S1 S2 d O l 中央亮纹 一级亮纹 二级亮纹 路程差 Δs=±kλ( k=0,1,2,…)出现亮条纹 路程差 Δs=±(2k-1)λ/2 (k=1,2,3,…)出现暗条纹 11 参考 p85发展空间 条纹间距 P1 条纹间距Δx, 随λ减小而减小; L为双缝到屏距离; d为双缝间距; 思考3:两相邻亮(暗)条纹之间的距离可能与哪些因素有关? 白光的干涉图样 ①明暗相间的彩色条纹; ②中央为白色亮条纹; ③彩色亮纹中红光总是在外侧,紫光在内侧 λ 思考4:如果用白