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

新人教版 选择性必修一 第四章 光 第3节 《光的干涉 》 新教材 新高考 新教材 新高考 雨后公路积水，上面漂浮的油膜经常显现出彩色条纹或图样。彩色条纹是怎样形成？ 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 牛顿 微粒说 光的本性学说的发展史 惠更斯 波动说 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象 思考1：光要发生干涉现象需要满足什么条件？ 思考2：有没有什么方法可以获得相干光—频率相同的光呢？ 相干光源（频率和振动情况一致） 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 一、相干光源 如何获得相干光源呢？ 关键所在 单色光 狭缝 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 天才的设想 光束 单缝 双缝 红滤色片 (激光) 屏幕 s0 s1 s2 托马斯·杨 杨氏双缝实验被评为十大最美丽实验之一。 巧妙解决了相干光问题 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 一、光的双缝干涉 1、装置特点： 1）双缝到单缝的距离相等 2）双缝很近 d=0.1mm 2、单缝作用： 获得线光源，使光源有唯一的频率和振动情况． 3、双缝作用： 获得两个频率相同、振动情况完全相同的光源，叫相干光源 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 光的双缝干涉 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 一、光的干涉 1.光的双缝干涉实验： （1）实验装置：单色光（激光是相干光）、双缝、屏 （2）实验过程：一束平行单色激光射到狭缝后面的挡板上，两狭缝成了两个相位和振动方向相同的波源；两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加。 （3）实验现象：来自两个波源的光在一些位置互相加强，在另一些位置互相减弱，在挡板后面的屏幕上得到明暗相间的条纹。 （4）实验结论：光的干涉现象证明光是一种波。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 一、光的干涉 2.光的干涉 （1）干涉现象：两列相干光在空间传播时相遇，将再相遇区域发生波的叠加，在某些区域加强，在另一些区域减弱，且加强区和减弱区相互间隔、稳定存在，这种现象称为光的干涉。产生的图样叫做干涉图样。 （2）干涉条件：两列光波的光源频率相同、振动方向相同、相位差恒定 （3）相干光源：能发生干涉的两列波成为相干光，两个光源称为相干光源，相干光源可以用同一束光分成两列而获得，成为分光法。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 杨氏双缝干涉实验 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773-1829）在实验室里成功的观察到光的干涉． 等间距 双缝干涉图样特点： 中央亮条纹 明暗相间 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 S1 S2 P1 P 二、干涉分析 1.出现亮条纹和暗条纹的条件 （1）出现亮条纹的条件：两个光源与屏上某点的距离之差等于半个波长的偶数倍时，两列光波在这点相互加强，这里出现亮条纹。 （2）出现暗条纹的条件：两个光源与屏上某点的距离之差等于半个波长的奇数倍时，两列光波在这点相互加强，这里出现暗条纹。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 2.干涉的条纹与光的波长之间的关系 S1 S2 P1 P 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 双缝 S1 S2 屏幕 ①什么是干涉条纹的间距(条纹宽度)? △x △x 条纹间距的含义：相邻两条亮纹（或暗纹）中心之间的距离叫做条纹间距。 亮纹是指最亮的地方，暗纹是最暗的地方，从最亮到最暗有一个过渡，条纹间距实际上是最亮和最亮或最暗和最暗之间的距离。 L d 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 2.干涉的条纹与光的波长之间的关系 相邻两条亮条纹或暗条纹中心的间距是： 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 波长为的单色光照射到双缝上。两缝中心间距为d，两缝S1、S2的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离为OP0=l。 对于屏上与P0的距离为x的一点P1，两缝与P1的距离分别为r1、r2，且d l 亮纹条件： 相邻两条亮条纹或暗条纹中心的间距是： θ 理论探究： 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 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 当光程差δ= nλ 时出现亮纹 以此类推 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 第一条亮纹的形