4.3光的干涉课件(共42张PPT)

(共42张PPT)
肥皂泡看起来常常是彩色的，雨后公路积水上面漂浮的油膜，看起来也是彩色的。这些现象是怎样形成的？
4.3 光的干涉
1、两列机械波（如声波、水波）发生干涉的条件是什么？
2、两列波(振动情况步调相同）干涉时，振动最强的点和振动最弱的点条件是什么？
知识回顾
一、双缝干涉实验
1、实验装置
相干光源：
把点光源发出的一束光分成两束，能保证它们具有相同的频率和恒定的相差。
杨氏双缝干涉实验
中间亮纹
第二条亮纹
第一条亮纹
第一条亮纹
第二条亮纹
第一条暗纹
第一条暗纹
第二条暗纹
第三条暗纹
第二条暗纹
第三条暗纹
2、单色光的双缝干涉的实验现象：
（1）等间距的明暗条纹。
（2）波峰与波峰、波谷与波谷叠加的区域振动最强，即出现明条纹。波峰与波谷叠加的区域振动最弱，即出现暗条纹。
思考：若用蓝光在同样的装置中做双缝干涉实验，会得到什么图样呢？
从两张照片中可以看出：红光的条纹间距（宽度）比蓝光大，那么，不同单色光的干涉条纹的间距（宽度）与哪些因素有关
3、相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离
实例：（应用）
(1)双缝的间距 d=0.18mm
(2)光屏到挡板的距离L=90cm
(3)相邻两条条纹的间距 x=3.50mm
求：此单色光的波长为多大
观察不同单色光的双缝干涉条纹的情况，可以得到的信息？
实验表明：
用单色光做实验，相邻亮（或暗）条纹的间距红光的最大，紫光的最小。
这说明了红光的波长最长，紫光的波长最短。
各色光在真空中的波长
光的
颜色 波长
nm 光的
颜色 波长
nm
红 770－620 绿 580－490
橙 620－600 蓝－靛 490－450
黄 600－580 紫 450－400
红光波长最大，
紫光波长最小
光的波长的测定：
在双缝干涉实验中，以下说法中正确的是( )
A、入射光波长越长，干涉条纹间距越大
B、入射光波长越长，干涉条纹间距越小
C、把入射光由绿光变成紫光，干涉条纹间距变小
D、把入射光由绿光变成红光，干涉条纹间距变小
AC
特征量 红光→紫光
干涉条纹间距（Δx）
真空中的波长（ λ）
频率（ν）
折射率（n）
4、七种单色光的综合性质对比
由大到小
由大到小
由小到大
光的折射
由小到大
红光到紫光七种单色光在同一种装置中的双缝干涉条纹间距是
拓展2、若用白光在同样的装置中做双缝干涉实验
2.分析说明用白光做杨氏双缝实验时，中央亮纹的边缘是什么颜色？
3.分析说明用白光做杨氏双缝实验时，离中央最近的一条亮纹是什么颜色？
红
紫
拓展1、它们在双缝正对的像屏的中央P处附近均为亮条纹还是暗条纹？
1.其干涉图样是什么条纹？
从大到小的
白光
蓝光
红光
1、相干光源（发生干涉的条件）
(1)频率相同
(2)相位差恒定
(3)振动方向相同
（小结）双缝干涉
2、双缝干涉（结论）
同样的装置中做双缝干涉实验，实验现象
（1）不同单色光：
屏中央出现亮纹，两侧出现间距相等的亮暗相间的条纹。
（2）白光：
屏中央出现白色亮纹，两侧出现彩色条纹，紫光最靠近中央，边缘为红光。
1、两个独立的点光源S1和S2都发出同频率的红色光，照亮一个原是白色的小屏，则小屏上呈现的情况是( )
A、明暗相间的干涉条纹
B、屏上一片红光
C、屏仍是呈白色的
D、屏是呈黑色的
B
练习
2、在做双缝干涉实验时，若用红、绿两块玻璃分别挡在一条狭缝前面，下面说法中正确的是 ( )
A．屏上形成明暗相间的干涉条纹.
B．屏上形成红、绿相间的干涉条纹
C．屏上不能形成干涉条纹
D．以上说法都不正确
C
3.在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差△s =0.6μm；若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和频率为f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝隙，则P点出现条纹的情况是以下哪种( )
A.用频率f1的单色光照射时，P点出现明条纹
B.用频率f2的单色光照射时，P点出现明条纹
C.用频率f1的单色光照射时，P点出现暗条纹
D.用频率f2的单色光照射时，P点出现暗条纹
AD
由C=λf得：λ1=C/f1= 0.6μm, △s =0.6μm=λ1明条纹
由C=λf得：λ2=C/f2= 0.4μm, △s =0.6μm=1.5λ2暗条纹
二、薄膜干涉
白光的薄膜干涉条纹
——彩色条纹
水面上的油膜呈彩色
薄膜干涉
1）现象：水平明暗相间条纹
２相干光的来源：
肥皂薄膜前表面反射光波与后表面反射 光波相互叠加产生干涉
竖直放置的肥皂膜上呈现彩色条纹
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光波
薄膜干涉
1、定义：
由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成
产生原因是当肥皂膜竖直放置，由于重力作用，膜上薄下厚。光照射到肥皂膜上，经前后膜两次反射，又叠加在一起，后膜反射光的路程比前膜反射多2倍膜厚。若膜厚度2倍等于波长整数倍，两列光波加强，呈现明纹。若某种膜厚度2倍等于半个波长奇数倍，此处两处两列波互相减弱，出现暗纹。膜厚度变化是连续的，就了现明暗相间条纹。
薄膜干涉：产生原因
用单色光照射肥皂薄膜时，发生光的干涉现象，这时（ ）
A、看到的干涉图样是明暗相间的条纹
B、从光源所在同一侧才能看到干涉图样
C、从光源的另一侧才能看到干涉图样
D、从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发生干涉，形成干涉图样
AB
光的干涉实例
（1）肥皂泡上的彩色条纹
（2）水面上的油膜
（3）蜻蜓翅膀在阳光照射下呈现出的彩色条纹
（4）两块玻璃压在一起看到的彩色条纹
薄膜干涉的应用
a.干涉法检查平面
原理：在被检平面与透明样板间垫一个薄片，使其间形成一个楔形的空气薄层．当用单色光从上面照射时，入射光从空气层的上、下表面反射出两列光波，于是从反射光中看到干涉条纹．
劈形空气薄层
标准样板
被检测平面
光在空气层的上下表面发生反射,这两束反射光发生干涉.
如果被检测表面的平整的,将看到与底线平行的干涉条纹.
检查工件的平整度
左凹右凸
b.增透膜
原理：当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的１∕４时，在薄膜的两个面上的反射光，光程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到减小反射光，增大透射光的作用
思考:增透膜能否将
所有反射光都抵消
思考:怎样来确定增透膜的厚度？
因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以增透膜的厚度为绿光在增透膜中波长的1/4。以增大绿光的透射强度。
因为红光与紫光反射强度大，所以照相机的镜头常呈淡紫色或蓝色
照相机和望远镜
另一种实现光的干涉装置
牛顿环
拓展：
干涉装置
1、有种灯具俗称"冷光灯"，用它照射物品处产生的热效应大大降低，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氧化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的红外线热效应。以λ表示此红外线的波长，则所镀膜的厚度最小应为： A、 λ/8; B、λ/4; C、λ/2 ; D、λ
B
2、如图所示是用于干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹，是由下列哪个表面反射的光线叠加而成的（ ）．
A．a的上表面和b的下表面
B．a的上表面和b的上表面
C．a的下表面和b的下表面
D．a的下表面和b的上表面
D
3．一束单色平行光，通过双缝在屏上得到干涉条纹，则( 　　)
A．相邻明条纹或暗条纹的间距不相等
B．用红光做实验比用紫光做实验得到的明条纹或暗条纹的间距大
C．屏上某暗条纹中一点到两缝的距离的差等于半波长的奇数倍
D．如改用白光做实验，得不到干涉条纹
BC
4．如图是双缝干涉的实验装置，其光屏上P处发现明条纹，则双缝到光屏上P点的距离之差为(　 　)
A．光波的半波长的奇数倍
B．光波的波长的奇数倍
C．光波的半波长的偶数倍
D．光波的波长的偶数倍
C