4.3光的干涉 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

4.3 光的干涉 两列频率相同、相位差恒定、振动方向相同的水波相遇时, 会发生干涉。干涉是波所特有的现象。 复习回顾： 光是一种电磁波，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？ 难点：怎样获取两束相干光？ 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 获得线光源，使光源有唯一的频率和相同振动情况． 获得两个频率相同、振动情况完全相同的光源，叫相干光源. 用氦氖激光器演示光的双缝干涉 现象：出现亮暗相间条纹。 干涉现象说明光是一种波。 单色激光束 屏 等间距 一、双缝干涉 S1 S2 明条纹的中心线 明条纹的中心线 暗条纹的中心线 暗条纹的中心线 双缝 中央明条纹 明暗相间 1. 双缝干涉图样特点： 两相邻明纹（或暗纹）中心的距离相等 明条纹：光程差 暗条纹：光程差 2. 明暗条纹形成的原因： 蓝光 双缝间距0.36mm 红光 双缝间距0.36mm 红光 双缝间距0.18mm （1）光的波长越大，条纹间距越大； （2）双缝间距d越小，条纹间距越大； S1 S2 P1 P l d （3）双缝与屏间的距离 l 越大，条纹间距越大。 3、双缝干涉条纹间距 亮条纹位置为： 干涉条纹间距的推导：见课本 条纹间距公式: S1 S2 P1 P l d 0 x （k=0,1,2…) 4、白光干涉图样： （1）彩色条纹（色散现象）； （2）中央为白色亮条纹，两侧对称排列； （3）每条彩色亮纹，红光在外侧、紫光在内侧。 (由于不同，不同) 8 你看到了什么现象？为什么会出现这样的现象？ 从薄膜前、后两个表面反射的光频率相同，相遇时发生干涉。 1、薄膜干涉的成因 二、薄膜干涉 思考1：我们应该在哪一侧观察薄膜干涉？是在光源一侧？还是另一侧？ 观察方向：在光源一侧，观察反射光 思考2：实验中观察到的条纹方向，是竖直还是水平的？为什么？ 同一厚度，光程差相同，对应同一干涉条纹 增透膜 (1)照相机的增透膜 2、薄膜干涉的应用 增透膜厚度 增反膜？ 劈尖空气薄层 (2)劈尖干涉法检查表面的平整程度 样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹. 标准样板 待检部件 如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的，如图甲；如果观察到的干涉条纹如图乙丙，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。思考：如乙图，条纹弯曲的地方是凸起还是凹下？ 甲 乙 丙 被检测平面 薄片 标准样板 单色光 劈尖干涉为等厚干涉，同一条纹对应厚度应相同！ 凸起 凹下 动物的干涉性颜色 1．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，是因为（　　） A．各色光的波长不同，因而各色光产生的干涉条纹间距不同 B．各色光的速度不同，造成条纹间距不同 C．各色光的强度不同 D．各色光通过双缝的距离不同 A 小试牛刀 2.如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7 m的橙光做实验时，光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹。若使用波长为4×10－7 m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗条纹的情况是(　　) A．P和P1点处都是亮条纹 B．P点处是亮条纹，P1点处是暗条纹 C．P点处是暗条纹，P1点处是亮条纹 D．P和P1点处都是暗条纹 B 3．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（　　） B 4．用同一双缝干涉实验装置在真空中做红光和紫光的双缝干涉实验，获得甲、乙两种干涉条纹，如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．甲为紫光，乙为红光 B．甲光在水中的传播速率大于乙光 在水中的传播速率 C．在同一种介质中，甲光的折射率大， 乙光的折射率小 D．在同一种介质中，甲光的全反射 临界角小，乙光的全反射临界角大 B 5．如图是杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为中央亮纹的中心，P1为第一级亮纹的中心，若将双缝间的距离变小，其他条件不变，则（　　） A．屏上干涉条纹的间距将变小 B．屏上O点仍然为中央亮条纹的中心 C．屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心 D．屏上P1位置可能为暗条纹的中心 BD 6．光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，如图所示，一复色光以入射角θ0射入光导纤维后分为a、b两束单色光，a、b两单色光在内芯和外套界面发生全反射，下列说法正确的是（　　） A．内芯折射率小于外套的折射率 B．用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，a光条纹间距小 C．在内芯介质中单色光a的传播速度比b大 D．入射角由θ0逐渐增大时，b光全反射现象先消失 C Lavf58.51.100 Lavf58.20.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $$