第4节：光的干涉.pptVIP

* * * * 光的干涉 第 四 节 第二单元（四、五、六）——波动光学 第一单元（一、二、三）——几何光学 1、什么叫波的干涉？ 回顾： 2、波的干涉发生的条件是什么？ 3、波的干涉图样有何特点或规律？ ——频率相同的两列波叠加，使得合成波场中会出现某些点的振动始终加强，另一些点的振动始终减弱，这种现象称为波的干涉。 波的干涉 1、什么是“波的干涉”？ 2、波的干涉条件 相干波： 振动方向相同 频率相同 相差恒定 ——频率相同，相差恒定的两列波称为相干波。 （即能发生干涉的波） 3、波的干涉图样 ——波的干涉会形成一种加强和减弱相间的图样，这样的图样叫做干涉图样。 4、对干涉图样的规律 （1）振动加强点： 振动加强点的条件：两波源到振动加强点的距离之差（波程差） 为波长的整数倍： （2）振动减弱点： 振动减弱点的条件：两波源到振动减弱点的距离之差（波程差）为半波长的奇数倍： 光有干涉现象吗? ——干涉现象是波的主要特征之一。光如果是一种波，我们应该会观察到光的干涉现象。　　 生活中可以观察到那些光的干涉现象？ 如何在实验室中观察到光的干涉现象？ 如图所示是一只美丽的蜂鸟，它颈部羽毛上那漂亮的彩色光泽是如何产生的呢? 如图所示是一个在阳光照耀下的肥皂泡，它那漂亮的彩色光泽是如何产生的呢? 生活中光的干涉现象 自己吹个肥皂泡观察 一、光的干涉 ——由两束振动情况完全相同的光在空间相互叠加，在一些地方相互加强，在另一些地方相互削弱的现象，叫做光的干涉。 相干光源：能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源。 1、定义 2、条件 相差恒定 两列光的频率相同 振动方向相同 二、杨氏双缝干涉实验 最先（1801年）在实验室里观察到光的干涉现象的科学家是英国物理学家托马斯·杨 杨氏实验的设计思路： ——让一束光通过小孔射到第二个屏的两个小孔上，两孔间距较短，且与前一个小孔的距离相等。如果光是传播某种振动的波，这两个小孔就成了两个振动情况完全相同的波源，它们发出的波在屏上叠加，就会出现干涉现象。（很好的解决了相干光源的问题） 实验观察： （演示） 屏上有明暗相间的条纹 光的干涉图样的特点和规律 光程： ——光传播的几何路程r与传播介质折射率n的乘积 光程差（Δr）：两列相干光传播的光程之差 1、双缝干涉中条纹的位置x与光程差Δr的关系： 请你推导： 光的干涉图样的特点和规律 （k＝0、1、2…） 1、双缝干涉中条纹的位置x与光程差Δr的关系： 2、出现亮、暗条纹的条件和位置： （k＝0、1、2…） 出现亮纹的 条件： 位置： 出现暗纹的 条件： 位置： （k＝0、1、2…） （k＝0、1、2…） 光的干涉图样的特点和规律 2、出现亮、暗条纹的条件和位置： 3、相邻两亮纹（或暗纹）间的距离 1、双缝干涉中条纹的位置x与光程差Δr的关系： 4、光的干涉图样的特点 1、明暗条纹间距相同； 2、红光条纹间距最大,紫光条纹间距最小； 3、白光干涉条纹为彩色条纹。 可由 定量说明 在阳光下,为什么肥皂薄膜上会形成彩色图样? 光从薄膜前表面和后表面分别反射出来，形成两列振动情况完全相同的（相干）光波。 当该两列波恰是波峰（波谷）和波峰（波谷）相遇，使光波的振动加强，形成亮条纹；当两列波的波峰和波谷相遇，使光波的振动互相抵消，形成暗条纹。如果用白光照射肥皂液薄膜，在薄膜上就出现了不同颜色的彩色条纹。 条纹特点 *横向彩色条纹 *条纹间距上宽下 窄 注意： 干涉条纹在前表面附近形成的 燃起一盏酒精灯，在酒精灯火焰里洒上一些氯化钠，使火焰发出黄光。把酒精灯放在金属丝圈上的肥皂液薄膜前，仔细观察，就可在薄膜上看到火焰的反射像，像上出现了什么 出现明暗相间的横向黄色条纹 三、薄膜干涉 ——光照射到薄膜上时,从膜的前表面和后表面分别反射出来,形成两列相干光，产生了干涉现象。 光的干涉现象在技术中有重要应用。 干涉法检测表面平整度 如果被测表面是平的，那么产生的干涉条纹就是平行的；如果被测表面某些地方不平，产生的干涉条纹就要发生弯曲：还可以了解被测表面的不平情况。这种测量的精度可达10-6cm。 　 x r1 r2 d L S1 S2 双缝 光屏 P o Δr * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *