2024届高三物理一轮复习课件：第四节 光的干涉

第四节 光的干涉 第四章 光及其应用 【全反射法求折射率】一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面。在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率。 1.光的双缝干涉现象 机械波产生干涉条件∶ ①频率相等 ②振动方向一致（同类波） ③相位差恒定 振动加强点 波峰（谷）—波峰（谷） 振动减弱点 波峰—波谷 1.光的双缝干涉现象 激光源 反射镜 金属档板 双缝 屏幕 单色光 光的双缝干涉 1.光的双缝干涉现象 光产生干涉条件∶频率相同，振动方向相同，相位差恒定，即光波为相干光波. 明条纹： 双缝 屏幕 中央亮纹 第一亮纹 双缝 屏幕 第二亮纹 双缝 屏幕 1.光的双缝干涉现象 光产生干涉条件∶频率相同，振动方向相同，相位差恒定，即光波为相干光波. 双缝 屏幕 第一暗纹 双缝 屏幕 第二暗纹 暗条纹： 1.光的双缝干涉现象 两列相干光波到达明（暗）干涉条纹处的路程差Δr是波长的整数倍（或半波长的奇数倍） 中央亮纹 第二亮纹 双缝 屏幕 第一亮纹 第一亮纹 第二亮纹 第二暗纹 第一暗纹 第一暗纹 第二暗纹 第三暗纹 第三暗纹 明条纹： 暗条纹： 2.光产生干涉的条件 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，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. 明条纹: 暗条纹: 2.光产生干涉的条件 相邻明（暗）条纹间距公式 双缝 屏幕 2.光产生干涉的条件 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。 2.光产生干涉的条件 明条纹: 明条纹到中心的距离: 相邻明（暗）条纹间距: 由于L，运用几何知识，得出 导出相邻两个亮条纹间距的表达式 消去sinθ： 2.光产生干涉的条件 【例1—三维设计P117】 在双缝干涉实验中，用频率ν＝5×1014 Hz的单色光照射双缝，若屏上P点到双缝距离之差为0.9 μm，则P点将出现________条纹。若将整个装置放入折射率n＝2的介质中进行上述实验，则P点将出现________条纹。 2.光产生干涉的条件 【例2—三维设计P117，多选】双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点出现距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的单色光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光的波长，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况正确的是 A．在O点出现红光的亮条纹 B．红光的第一条亮条纹出现在P点的上方 C．在O点不出现蓝光的亮条纹 D．蓝光的第一条亮条纹出现在P点的上方 3.薄膜干涉 一类特殊的干涉现象——薄膜干涉，是光通过薄膜时产生的干涉.薄膜可以是透明固体、液体或由两块玻璃所夹的气体薄层.人们经常在肥皂液膜、两片玻璃之间可以看到薄膜干涉现象. 阳光下的肥皂泡 灯焰在肥皂膜上所成的像 3.薄膜干涉 薄膜干涉的原理【三维设计P117】 入射光经薄膜上表面反射后得第一束光，折射光经薄膜下表面反射，又经上表面折射后得第二束光，这两束光在薄膜的同侧，由同一入射振动分出，是相干光，属分振幅干涉。 薄膜干涉成因 (1)由重力作用，肥皂薄膜形成上薄下厚的楔形。 (2)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。 前表面 后表面 3.薄膜干涉 竖放肥皂液膜的干涉现象 (1)白光照射图样是彩色 (2)条纹是水平方向的 (3)应从光源一侧观察薄膜 如果膜的厚度为d，折射率为n，入射光在空气中的波长为λ，前、后表面的反射光的光程差为 .则 明条纹: 暗条纹： 肥皂泡的薄膜干涉示意图 明 明 暗 3.薄膜干涉 薄膜干涉的应用（一）——检查表面的平整程度 如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的，如图（b）所示；如果观察到的干涉条纹如图（c）所示，则表示被检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或凹下的地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达10-6cm。 被检测平面 （b） （c） 薄片 单色光 标准样板 （a） a b 3.薄膜干涉 薄膜干涉的应用（二）——增透膜 光学镜头表面常常镀一层介质薄膜(氟化镁)，使薄膜的厚度为入射光在薄膜中波长的 ，从介质膜前后两个面反射的光的光程差为 ，所以两列光波相互削弱，使反射