4.3 光的干涉-2023-2024学年高二物理同步课件（人教版2019选择性必修第一册）

复习回顾 入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比 光的折射定律： ★介质n的大小与与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关。 一、全反射 1.光疏介质:两种介质中，折射率较小的介质. 2.光密介质:两种介质中，折射率较大的介质 注意:“光密介质”和“光疏介质”是相对而言的,对其界定是以折射率为依据的。 光由光疏介质斜射入光密介质时,折射角小于入射角; 传播速度减小 光由光密介质斜射入光疏介质时,折射角大于入射角；传播速度增大 一、全反射 1.全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，入射角逐渐增大到某一角度，光线全部被反射回原光密介质的现象。 2.临界角：当光从光密介质射入光疏介质时，折射角等于90°时的入射角叫临界角， 一般用字母C 表示。 3.发生全反射的条件: 4.临界角的大小 （2）介质的折射率越大，临界角越小 注意：(1)只有光从介质射入真空的交界面时，才能这样求临界角。 (1)光从光密介质射入光疏介质; (2)入射角等于或大于临界角 二、全反射的应用 (1)截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜 (2)原理：利用全反射原理 (3)特点：(玻璃的临界角为32~42°) ①当光垂直于它的任意一个界面射入后，都会在其内部发生全反射，与平面镜相比，它的反射率很高 ②反射面不必涂敷任何反光物质 (4)作用：改变光的方向，可使光的传播方向改变90°或180° 45 45 45 45 45 45 1.全反射棱镜 二、全反射的应用 2.光导纤维 (1)原理：利用全反射原理 (2)构造：由折射率较高的玻璃内芯和折射率较低的外层透明介质组成，因为内芯的折射率比外套的大，所以，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 (3)优点：容量大、衰减小、抗干扰性强 4.3 光的干涉 《选择性必修第一册》 第四章 光 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 1.了解相干光源，知道光的干涉条件，知道杨氏干涉实验的设计原理。 2.通过光的双缝干涉实验，认识双缝干涉图样的特征。 3.知道光的路程差的概念，知道产生明暗条纹的条件 4.和相邻两个亮（暗）条纹中心间距与波长的关系。 5.知道薄膜干涉的原理并能解释一些现象。 【学习目标】 1.为什么肥皂泡看起来是彩色的？雨后公路积水上面漂浮的油膜出现彩色条纹？ 2.这些彩色的图样是怎样形成的？ 观察与思考： 复习回顾 1、解释干涉现象 2、产生干涉的条件 频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉。 (1)两波源的频率相同； (2)相位差恒定； (3)两列波振动方向相同 相干波是指频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波 3、重叠区内一质点振动是加强还是减弱，取决于什么？ 取决于质点与两个波源的距离差与半波的关系： （n=0，±1，±2，±3……） （n=0，±1，±2，±3……） 两个波源的振动步调相同, 该点为加强点 两个波源的振动步调相同, 该点为减弱点 两个波源的振动步调相反, 该点为减弱点 两个波源的振动步调相反, 该点为加强点 干涉是波动独有的特征，如果光真的是一种波，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？ 光的本性学说发展史 思考2：用什么方法获得相干光源--频率相同的光呢？ 思考1：光要发生干涉现象需要满足什么条件？ 天才的设想 巧妙解决了相干光问题 杨氏双缝实验被评为十大最美丽实验之一。 托马斯·杨(英) 天才的设想 巧妙解决了相干光问题 一、光的双缝干涉 1801年,英国物理学家托马斯•杨成功地观察到了光干涉现象。 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。 1.装置特点： 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． 1）双缝到单缝的距离相等 d 演示实验：光的双缝干涉 单色激光束 屏 等间距 5、双缝干涉图样特点： 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 叠加（振动）加强的地方出现亮条纹，振动减弱的地方出现暗条纹。 中央亮条纹形成的原因 光程差δ：δ= S1P－S2P=0步调一致，该点振动加强（亮） P 中央亮纹 双缝 S1 S2 屏幕 双缝 屏幕 δ(德尔塔) 亮条纹形成原因 P1 第一亮纹 双缝 S1 S2 屏幕 S1 S2 P1 λ λ P2 第二亮纹 双缝 S1