4.3 光的干涉 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

夏津万隆高中物理 光 第三节 光的干涉 情境引入 讲授新课 课堂小结 随堂训练 KJ www.youyi100.com 情境引入 阳光下的泡沫是彩色的，这是为什么呢？ 讲授新课 光的双缝干涉 在上一节中，我们知道：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。而光是一种电磁波，那么光也能发生干涉。 讲授新课 光的双缝干涉 1.物理史实 1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。 2.演示实验 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。 实验装置 屏的照片 讲授新课 光的双缝干涉 讲授新课 光的双缝干涉 3.实验过程 如图，让一束平行的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（且在中垂线上），两条狭缝就产生两个（相干）光源，它们的振动情况总是相同的，两光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加。 4.实验现象：在屏上得到明暗相间且等间距的条纹。 5.实验结论：证明光是一种波。 光的双缝干涉 讲授新课 光程差： n=0、1、2、3…… 亮纹： n=0、1、2、3…… 暗纹： 中央处，各种色光均为亮点。 讲授新课 干涉条纹和光的波长之间的关系 保持L、d不变，用不同的单色光进行实验,红光的条纹间距最大，紫光的最小。 条纹间距△x：相邻两条亮纹（或暗纹）中心之间的距离叫做条纹间距。 讲授新课 干涉条纹和光的波长之间的关系 如图所示，双缝间距为d，双缝到屏的距离为l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P 。对屏上与P距离为x的一点 P1，两缝与P1的距离P1 S1＝r1， P1 S2＝r2。 当两列波的路程差为波长的整数倍，即 相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为 在线段P1 S2上作P1 M＝ P1 S1，则S2M＝r2－r1， 因d≪l，三角形S1S2M可看做直角三角形。 有：r2－r1＝dsin θ(令∠S2S1M＝θ) ① 另：x＝ltan θ≈lsin θ ② 时才会出现亮条纹，亮条纹位置为： 相邻明（暗）纹间的距离大小的影响因素： （1）波长λ:波长越大，相邻的亮纹间距越大 （2）双缝之间的距离d:d越小，相邻的亮纹间距越大 （3）双缝与屏间的距离 L :L越大，相邻的亮纹间距越大 双缝干涉亮（暗）纹间距的公式 讲授新课 干涉条纹和光的波长之间的关系 讲授新课 薄膜干涉 薄膜干涉原理 讲授新课 薄膜干涉 薄膜干涉 肥皂泡彩色原理 肥皂膜特点：上宽下窄，上面最薄，为白色。彩色条纹下面是红色 用光的干涉检查精密工件平整度 讲授新课 薄膜干涉的应用 干涉条纹分别由M下表面的反射光线和N上表面的反射光线干涉形成的。 讲授新课 薄膜干涉的应用 讲授新课 薄膜干涉的应用 课堂小结 当堂检测 1、如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10－6 m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹。 （1）已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为 4×10－7 m； （2）已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°（已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）； （3）若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象。 当堂检测 2.如图所示，用频率为f的单色光（激光）垂直照射双缝，在光屏的P点出现第2条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差｜r1－r2｜应为（　　） A. B. C. D. C 当堂检测 3、（多选）如图所示是双缝干涉实验的装置，黄光通过单缝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点是距离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，屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是（　　） A.若入射单色光为蓝光，则O点是蓝光的亮条纹 B.若入射单色光为红光，则O点不是红光的亮条纹 C.若入射单色光为红光，则第一条亮条纹在P点的下方 D.若入射单色光为蓝光，则第一条亮条纹在P点的下方 AD 当堂检测 4、（多选）如图所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到如图所示条纹中的P和Q情况，这说明（　　） A.此操作利用了光的干涉原理 B.N的上表面B处向上凸起 C.弯曲的干涉条纹上各点所对应的空气薄膜厚度不相等 D.干涉条纹是由M下表面的入射光线和N的上表面的反射光线干涉形成的 镀膜的目的是尽