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

4.3 光的干涉 第四章 光 《2019人教版高中物理选择性必修1》同步课件 授课教师： 教学目的 1.通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波。 2.通过双缝干涉实验，体会把一个点光源发出的一束光分成两束，得到相干光源的设计思想。 3.掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。 4.知道条纹间距与波长的关系。 5.知道薄膜干涉条纹的特点，并能用它解释生活中的相关现象。 学习任务 1.通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波。 2.通过双缝干涉实验，体会把一个点光源发出的一束光分成两束，得到相干光源的设计思想。 3.掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。 4.知道条纹间距与波长的关系。 5.知道薄膜干涉条纹的特点，并能用它解释生活中的相关现象。 问题 这些彩色条纹或图样是怎样形成的？ 问题 如果两列机械波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同，就会发生干涉。 怎样才能观察到光的干涉现象？ 相干光源 光束 单缝 双缝 红滤色片 (激光) 屏幕 s0 s1 s2 托马斯·杨 让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近。狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的,这两个波源就是相干光源。 杨氏双缝实验 被评为十大最美丽实验之一 有什么现象 ？ 演示：光的双缝干涉 光的干涉 为什么会有这样的现象？ 光的干涉 S1 S2 P δ=0 由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同，又经过相同的路程到达P点，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波谷，另一条传来的也一定是波谷，确信在P点激起的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A＝A1+A2为最大，P点总是振动加强的地方，故应出现亮纹，这一条亮纹叫中央亮纹。 P 中央亮纹 双缝 S1 S2 屏幕 光的干涉 S1 S2 P1 P1 第一亮纹 双缝 S1 S2 屏幕 λ λ δ=λ 取P点上方的点P1，从S1S2发出的光到P1点的光程差就不同，若这个光程差正好等于波长的整数倍，比如δ= S1－S2=λ，出现第一条亮纹。 其他亮纹是如何出现？ 光的干涉 P2 第二亮纹 双缝 S1 S2 屏幕 2λ 屏上P1点的上方还可以找到δ= S1－S2＝2λ的P2点出现第二条亮纹。 光的干涉 P3 第三亮纹 双缝 S1 S2 屏幕 3λ 屏上P1点的上方还可以找到δ= S1－S2＝4λ的P2点，δ= S1－S2＝5λ的P3点……等处的第四条、第五条……亮纹；在中央明纹P的下方可找到δ= S1－S2＝λ的P1/点，δ= S1－S2＝2λ的P2/点，δ= S1－S2＝3λ的P3/点等处与中央明纹为对称的第一、第二、第三…，第n条亮纹。 屏上P2点的上方还可以找到δ= S1－S2＝3λ的P3点出现第三条亮纹。 光的干涉 双缝 S1 S2 屏幕 P1 第一亮纹 δ=λ P 中央亮纹 δ=0 P2 第二亮纹 δ=2λ P3 / 第三亮纹 δ=3λ P3 第三亮纹 δ=3λ P2 / 第二亮纹 δ=2λ P1 / 第一亮纹 δ=λ …… …… 中间的暗条纹是如何形成？ 光的干涉 Q1 第一暗纹 双缝 S1 S2 屏幕 λ/2 P 中央亮纹 S1 S2 P1 λ/2 取P点上方的点Q1，与两个狭缝S1、S2路程差δ= S1－S2＝λ/2，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的就是波谷，其中一条光传来的是波谷，另一条传来的一定是波峰，Q1点激起的振动总是波峰与波谷相遇，振幅最小，Q1点总是振动减弱的地方，故应出现暗纹。 光的干涉 Q2 双缝 S1 S2 屏幕 3λ/2 Q1 第一暗纹 P 中央亮纹 第二暗纹 屏上Q1点的上方还可以找到δ= S1－S2＝3λ/2的Q2点出现第二条暗纹。同样可以找到第三条暗纹Q3……，在中央明纹下方也可以找到对称的Q1’、Q2’、Q3’……等暗纹。 光的干涉 双缝 S1 S2 屏幕 P1 第一亮纹 δ=λ P 中央亮纹 δ=0 P2 第二亮纹 δ=2λ P3 / 第三亮纹 δ=3λ P3 第三亮纹 δ=3λ P3 / 第二亮纹 δ=2λ P3 / 第一亮纹 δ=λ Q2 第二暗纹 Q 1 第一暗纹 Q3 第三暗纹 Q3 / 第三暗纹 Q2 / 第二暗纹 Q1 / 第一暗纹 δ=5λ/2 δ=λ/2 δ=3λ/2 δ=5λ/2 δ=3λ/2 δ=λ/2