人教版（2019）高中物理选择性必修第一册4.3 光的干涉 课件（30张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）高中物理选择性必修第一册4.3 光的干涉 课件（30张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-23 06:10:00 | ||
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文档简介
(共30张PPT)
第四章 光
4.3 光的干涉
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．
光是不是一种波呢？
思考1：如果我们先假设光是一种波，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呢？
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
杨氏双缝干涉实验
1、装置特点：
2、①要用单色光
单缝
双缝
S1
S
S2
屏
屏上看到明暗相间的条纹
屏上形成的明暗相间条纹叫做干涉图样
2）双缝很近 0.1mm
1）双缝S1、S2到单缝S的距离相等
双缝的作用是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：
获得光源
干涉条纹有何特点？
双缝
S1
S2
屏幕
什么是干涉条纹的间距(条纹宽度)
△x
△x
条纹间距的含义：亮纹和亮纹之间的距离或暗纹和暗纹之间的距离叫做条纹间距。
干涉条的间距有何特点？
一、现象：出现亮暗相间条纹。
3.干涉图样的特点:
屏上到S1S2距离相等的点出现的是明条纹,叫做中央亮纹
明(暗)条纹的宽度相同
S1
S2
双缝
屏幕
P1 第一亮纹
P 中央亮纹
P2 第二亮纹
P3 / 第三亮纹
P3 第三亮纹
P3 / 第二亮纹
P3 / 第一亮纹
思考3：为什么有的地方亮一些有些地方暗一些？
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。
P1
P
P1S2－P1S1= d
光程差
P2
S1
S2
P1
P
d
P2
讨论：什么地方出现亮纹什么地方出现暗纹呢？
二、条纹的形成
S1
S2
P
d
S1
P
PS1
S1
S2
P
S2
P
PS2
光程差d=0，S1、S2步调一致，该点振动加强。（亮）
S1
S2
P2
P
d
S1
S2
P2
P2
P1S1
P1S2
d
S1
S2
P2
d =λ
光程差d= λ ，S1、S2在P2处步调一致，该点振动加强。(亮）
S1
S2
P1
P
d
S1
S2
P1
P1
P1S1
P1S2
d
S1
S2
P1
d =λ/2
光程差d= λ/2 ，S1、S2在P1处步调相反，该点振动减弱。(暗）
形成明、暗条纹的条件
光程差：
S1
S2
P1
P
l
n=0、1、2、3……
暗纹
n=0、1、2、3……
亮纹
单色激光束
屏
中央亮条纹
明暗相间
等间距
双缝干涉图样
图样有何特征？
S1
S2
亮条纹的中心线
亮条纹的中心线
暗条纹的中心线
暗条纹的中心线
双缝
双缝
S1
S2
屏幕
干涉条纹的间距(条纹宽度)与哪些因素有关
1、什么是干涉条纹的间距(条纹宽度)
△x
△x
条纹间距的含义：相邻亮纹和亮纹之间的距离或暗纹和暗纹之间的距离叫做条纹间距。
我们所说的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。
2、相邻明（暗）纹间的距离大小：
①
双缝之间的距离d:
双缝与屏间的距离 l :
S1
S2
P1
P
l
波长越大，相邻的亮纹间距越大
波长λ:
②
d越小，相邻的亮纹间距越大
③
L越大，相邻的亮纹间距越大
（1）：影响因素：
相邻亮纹间距计算公式：
波长λ:
双缝之间的距离d:
双缝与屏间的距离 l :
猜想
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
白光
红光
兰光
亮暗相间彩色条纹．
…
…
(2)、白光的干涉图样是：
中央是白色条纹，两侧是彩色条纹
(1)、单色光的干涉图样是：
明暗相间的条纹，相邻明 纹的间距相同，强弱相同
3.光的干涉条纹的特点:
小结
1.产生稳定的干涉条纹的条件：两光频率相同。
2.（1）半波长的偶数倍时出现亮条纹；
（2）半波长的奇数倍时出现暗条纹．
S1
S2
P1
P
地上的油膜
肥皂泡
一、薄膜干涉
1.常见的薄膜干涉现象
a、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，这些都是光的干涉产生的。
a、定义：
由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成
2.薄膜干涉及产生原因
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。
b、产生原因
二、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
判断方法：同一条纹上对应的膜的厚度相同。
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
照相机和望远镜
第四章 光
4.3 光的干涉
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．
光是不是一种波呢？
思考1：如果我们先假设光是一种波，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呢？
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
杨氏双缝干涉实验
1、装置特点：
2、①要用单色光
单缝
双缝
S1
S
S2
屏
屏上看到明暗相间的条纹
屏上形成的明暗相间条纹叫做干涉图样
2）双缝很近 0.1mm
1）双缝S1、S2到单缝S的距离相等
双缝的作用是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：
获得光源
干涉条纹有何特点？
双缝
S1
S2
屏幕
什么是干涉条纹的间距(条纹宽度)
△x
△x
条纹间距的含义：亮纹和亮纹之间的距离或暗纹和暗纹之间的距离叫做条纹间距。
干涉条的间距有何特点？
一、现象：出现亮暗相间条纹。
3.干涉图样的特点:
屏上到S1S2距离相等的点出现的是明条纹,叫做中央亮纹
明(暗)条纹的宽度相同
S1
S2
双缝
屏幕
P1 第一亮纹
P 中央亮纹
P2 第二亮纹
P3 / 第三亮纹
P3 第三亮纹
P3 / 第二亮纹
P3 / 第一亮纹
思考3：为什么有的地方亮一些有些地方暗一些？
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。
P1
P
P1S2－P1S1= d
光程差
P2
S1
S2
P1
P
d
P2
讨论：什么地方出现亮纹什么地方出现暗纹呢？
二、条纹的形成
S1
S2
P
d
S1
P
PS1
S1
S2
P
S2
P
PS2
光程差d=0，S1、S2步调一致，该点振动加强。（亮）
S1
S2
P2
P
d
S1
S2
P2
P2
P1S1
P1S2
d
S1
S2
P2
d =λ
光程差d= λ ，S1、S2在P2处步调一致，该点振动加强。(亮）
S1
S2
P1
P
d
S1
S2
P1
P1
P1S1
P1S2
d
S1
S2
P1
d =λ/2
光程差d= λ/2 ，S1、S2在P1处步调相反，该点振动减弱。(暗）
形成明、暗条纹的条件
光程差：
S1
S2
P1
P
l
n=0、1、2、3……
暗纹
n=0、1、2、3……
亮纹
单色激光束
屏
中央亮条纹
明暗相间
等间距
双缝干涉图样
图样有何特征？
S1
S2
亮条纹的中心线
亮条纹的中心线
暗条纹的中心线
暗条纹的中心线
双缝
双缝
S1
S2
屏幕
干涉条纹的间距(条纹宽度)与哪些因素有关
1、什么是干涉条纹的间距(条纹宽度)
△x
△x
条纹间距的含义：相邻亮纹和亮纹之间的距离或暗纹和暗纹之间的距离叫做条纹间距。
我们所说的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。
2、相邻明（暗）纹间的距离大小：
①
双缝之间的距离d:
双缝与屏间的距离 l :
S1
S2
P1
P
l
波长越大，相邻的亮纹间距越大
波长λ:
②
d越小，相邻的亮纹间距越大
③
L越大，相邻的亮纹间距越大
（1）：影响因素：
相邻亮纹间距计算公式：
波长λ:
双缝之间的距离d:
双缝与屏间的距离 l :
猜想
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
白光
红光
兰光
亮暗相间彩色条纹．
…
…
(2)、白光的干涉图样是：
中央是白色条纹，两侧是彩色条纹
(1)、单色光的干涉图样是：
明暗相间的条纹，相邻明 纹的间距相同，强弱相同
3.光的干涉条纹的特点:
小结
1.产生稳定的干涉条纹的条件：两光频率相同。
2.（1）半波长的偶数倍时出现亮条纹；
（2）半波长的奇数倍时出现暗条纹．
S1
S2
P1
P
地上的油膜
肥皂泡
一、薄膜干涉
1.常见的薄膜干涉现象
a、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，这些都是光的干涉产生的。
a、定义：
由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成
2.薄膜干涉及产生原因
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。
b、产生原因
二、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
判断方法：同一条纹上对应的膜的厚度相同。
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
照相机和望远镜