4.3 光的干涉 课件(共41张PPT)

(共41张PPT)
　　干涉现象是波特有的特征，光是一种波，就必然会观察到光的干涉现象。
实验演示：
用氦氖激光器演示光的双缝干涉
现象：出现明暗相间条纹。
实验演示：
用氦氖激光器演示光的双缝干涉
平时观察到的干涉现象：
平时观察到的干涉现象：
　　思考1：那么按照我们所学的波动知识，光要发生干涉现象需要满足什么条件？
（频率相同，相位差恒定，振动方向相同——完全相同的光叠加）
　　思考1：那么按照我们所学的波动知识，光要发生干涉现象需要满足什么条件？
一、干涉现象与条件
（频率相同，相位差恒定，振动方向相同——完全相同的光叠加）
　　思考2：什么方法可以获得相干光——完全相同的光呢？
　　思考1：那么按照我们所学的波动知识，光要发生干涉现象需要满足什么条件？
（频率相同，相位差恒定，振动方向相同——完全相同的光叠加）
　　思考2：什么方法可以获得相干光——完全相同的光呢？
　　思考1：那么按照我们所学的波动知识，光要发生干涉现象需要满足什么条件？
（激光，受激辐射发光，可人为控制）
托马斯·杨
1801年，英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功的观察到了光的干涉现象。
天才的设想
巧妙解决了相干光问题
1. 实验装置
托马斯·杨
1801年，英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功的观察到了光的干涉现象。
光束
双缝
单缝
屏幕
S1
S2
S０
红滤色片
(激光)
天才的设想
巧妙解决了相干光问题
1. 实验装置
托马斯·杨
1801年，英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功的观察到了光的干涉现象。
光束
双缝
单缝
屏幕
S1
S2
S０
红滤色片
(激光)
　　杨氏双缝实验被评为十大物理实验之一。
天才的设想
巧妙解决了相干光问题
1. 实验装置
3.双缝的作用：
2.单缝的作用：
二、双缝干涉实验
3.双缝的作用：
2.单缝的作用：
获得一个线光源，有唯一的频率和振动情况．
二、双缝干涉实验
获得两个振动情况完全相同的光源，叫相干光源(频率相同)
3.双缝的作用：
2.单缝的作用：
获得一个线光源，有唯一的频率和振动情况．
二、双缝干涉实验
　　小结：获得相干光——完全相同的光的两种方式：
（激光，受激辐射发光，可人为控制）
　　小结：获得相干光——完全相同的光的两种方式：
（激光，受激辐射发光，可人为控制）
1、激光
2、“一分为二”
　　小结：获得相干光——完全相同的光的两种方式：
（激光，受激辐射发光，可人为控制）
1、激光
2、“一分为二”
①杨氏双缝实验
②薄膜干涉
③洛埃镜
现象：出现明暗相间条纹。
　　思考3：为什么有的地方亮一些有些地方暗一些？请用我们所学的波动知识来解释。
用氦氖激光器演示光的双缝干涉
三、双缝干涉图样的特点
现象：出现明暗相间条纹。
实验演示：
　　思考3：为什么有的地方亮一些有些地方暗一些？请用我们所学的波动知识来解释。
　　叠加（振动）加强的地方出现亮条纹，振动减弱的地方出现暗条纹。
用氦氖激光器演示光的双缝干涉
讨论：明和暗为什么相间（依次出现）呢？
P1
P
P2
S1
S2
△s
P1
P
P2
讨论：明和暗为什么相间（依次出现）呢？
P1
P
P2
P1S2－P1S1= △s
光程差
S1
S2
△s
P1
P
P2
讨论：明和暗为什么相间（依次出现）呢？
P1
P
P2
P1S2－P1S1= △s
光程差
　　思考：当P1 点外移时光程差怎么变？
S1
S2
△s
P1
P
P2
讨论：明和暗为什么相间（依次出现）呢？
P1
P
P2
P1S2－P1S1= △s
光程差
　　思考：当P1 点外移时光程差怎么变？
　　（变大）
S1
S2
△s
P1
P
P2
S1
S2
△s
P
S1
S2
P
S1
P
PS1
S2
P
PS2
S1
S2
△s
P
S1
S2
P
S1
P
PS1
S2
P
PS2
光程差△s =0，S1、S2步调一致，该点振动加强。（明）
S1
S2
△s
P
P2
S1
S2
P2
△s =
S1
P1S1
S2
P1S2
P2
△s
P2
　　光程差△s = ，S1、S2在P2处步调一致，该点振动加强。（明）
S1
S2
△s
P
P2
S1
S2
P2
△s =
S1
P1S1
S2
P1S2
P2
△s
P2
S1
S2
△s
P
P1
S1
S2
P1
△s ＝ /2
S1
P1S1
S2
P1S2
P1
△s
P1
　　光程差△x =λ/2，S1、S2在P1处步调相反，该点振动减弱。(暗）
S1
S2
△s
P
P1
S1
S2
P1
△s ＝ /2
S1
P1S1
S2
P1S2
P1
△s
P1
双缝干涉图样分析
单
色
激
光
束
S1
S2
S
P1
P1S2－P1S1= S
（1）出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹
暗条纹
光程差
n = 0，1，2 … …
双缝干涉图样
图样有何特征？
单
色
激
光
束
双缝
S1
S2
屏
暗条纹的中心线
暗条纹的中心线
双缝干涉图样
图样有何特征？
中央亮条纹，明
暗相间，等间距
单
色
激
光
束
双缝
S1
S2
屏
暗条纹的中心线
暗条纹的中心线
【探究】相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距 x与什么有关？
单
色
激
光
束
S1
S2
S
P1
【结论】
双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L越大，光的波长 越大则相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距 x越大。
单
色
激
光
束
S1
S2
S
P1
【结论】
双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L越大，光的波长 越大则相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距 x越大。
单
色
激
光
束
S1
S2
S
P1
理论上可以证明:
①明暗相间的彩色条纹；
②中央为白色亮条纹；
③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；
④在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。
2. 白光的干涉图样
三、双缝干涉图样的特点
一、杨氏双缝干涉实验
二、决定明暗条纹的条件
亮纹：光程差 δ= kλ
暗纹：光程差 δ=（2k-1)λ/2
亮(暗)纹间距的公式
△x= λ
单色光干涉条纹
白色光干涉条纹
课 堂 小 结
课 堂 小 结
三、光产生干涉的条件
(1)两列光波的频率相同，在相遇点相差恒定。
(2)两列光波的振动方向几乎在同一条直线上。