4.3 光的干涉 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

4.3 光的干涉 牛顿 反射 折射 光的本性学说的发展史 惠更斯 干涉 衍射 偏振 光——波粒二象性 思考：光要发生干涉现象需要满足什么条件？ 思考：用什么方法获得相干光源？ 相干光源（频率相同、振动方向相同） （机械波考虑相位差恒定 why光不考虑） 托马斯·杨 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、 振动完全相同的相干光源. 一、光的双缝干涉 2.滤光片作用： 获得单色光． 等间距 5、双缝干涉图样特点： 中央亮条纹 明暗相间 讨论：为什么有的地方是亮纹、有些地方是暗纹？ 红滤色片 单缝 S 1 S 2 S * * * 叠加（振动）加强的地方出现亮条纹， 叠加（振动）减弱的地方出现暗条纹。 S1 S2 d S1 d 明条纹形成的原因 光程差：δ= 0 光程差：δ= S1P－S2P S1 S2 P P δ=0 中央亮纹 双缝 S1 S2 屏幕 P1 第一亮纹 双缝 S1 S2 屏幕 S1 S2 P1 λ λ δ= S1P1－S2P1=λ P2 第二亮纹 双缝 S1 S2 屏幕 δ= S1－S2＝2λ 2λ P3 第三亮纹 双缝 S1 S2 屏幕 3λ δ= S1－S2＝3λ 明条纹条件：空间的某点距离光源S1和S2的路程差（光程差）为0、1 λ、2 λ、3 λ、等波长的整数倍（半波长的偶数倍）时，该点为振动加强点。 明纹光程差 δ =nλ（ n=0，1，2……） 暗条纹形成的原因 Q1 第一暗纹 双缝 S1 S2 屏幕 S1 S2 Q1 λ/2 λ/2 P 中央亮纹 Q2 第二暗纹 双缝 S1 S2 屏幕 3λ/2 Q1 第二暗纹 P 中央亮纹 S1 S2 Q2 3λ/2 暗纹条件：空间的某点距离光源S1和S2的路程差为λ /2、3 λ/2、5λ/2、等半波长的奇数倍时，该点为振动减弱点。 光程差 δ =（2n-1)λ/2 (n=1,2,3……） 光程差： 6 双缝干涉规律 n=0、1、2、3…… 暗纹： n=0、1、2、3…… 亮纹： S1 S2 P1 P l 10 思考：条纹宽度测哪两条线的宽度？ 红滤色片 单缝 S 1 S 2 S * * * 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 亮条纹的中心线 条纹宽度：相邻的明条纹（中心）间距或相邻的暗条纹（中心）间距 1.不同颜色的单色光产生的干涉条纹条纹宽度相同么？ 2.双缝干涉的条纹间距、宽度等，能反映出光的波长、频率等信息吗？ 各色光在真空中的波长 光的 颜色 波长 nm 光的 颜色 波长 nm 红 770－620 绿 580－490 橙 620－600 蓝－靛 490－450 黄 600－580 紫 450－400 （2）f红<f橙<f黄<f绿<f青<f蓝<f紫 （1）λ红>λ橙>λ黄>λ绿>λ青>λ蓝>λ紫 （3）相同双缝干涉装置，不同的光条纹间距不同： 波长越长、条纹间距越大（ 波长越长、波动性越明显） 不同单色光干涉条纹宽度： 由公式可知：红光的干涉条纹间距最大，紫光最小 12 M r2-r1=dsinθ 两列波的路程差为波长的整数倍，即： （k=0,1,2…)出现亮条纹， 亮条纹位置为： 二、干涉条纹和光的波长之间的关系   相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为: 3.白光的干涉图样特点： （1）明暗相间的彩色条纹； （2）中央为白色亮条纹； （3）干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的； （4）在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。 新课讲授 15 1.为什么肥皂泡和雨后路上的油膜是彩色的呢？ 2.这些彩色的图样是怎样形成的？ 由于重力的作用，肥皂薄膜 将形成上薄下厚的楔形。 光从薄膜的前后两个表面反射出来两个光波， 这两列光波的频率相同，产生干涉。 三、薄膜干涉 1.薄膜干涉成因： 厚度相等 会有干涉条纹么？ 光程差为半波长的偶数倍，形成亮条纹。 光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。 思考：条纹的方向，是竖直还是水平？why 三、应用 照相机的增透膜—— 1 目的：增加入射光，减小反射光的能量 2 方法：镀膜 增透膜 薄膜厚度 ？？？镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，是增透了这种颜色的光的缘故么？？ 不是……恰恰相反。该种颜色的光没有增透造成的，反射增强了，所以你看见了…… 透明标准样板 待检部件 相干光是哪两个面发出的？？？ 检查表面的平整程度 空气薄层 入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹。 若薄