4.3 光的干涉 课件(共28张PPT) -物理人教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 4.3 光的干涉 课件(共28张PPT) -物理人教版（2019）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 52.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-02-27 14:34:59 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
4.3 光的干涉
牛顿
反射
折射
光的本性学说的发展史
惠更斯
干涉
衍射
偏振
光——波粒二象性
思考：光要发生干涉现象需要满足什么条件？
思考：用什么方法获得相干光源？
相干光源（频率相同、振动方向相同）
（机械波考虑相位差恒定 why光不考虑）
托马斯·杨
1.装置特点：
1）双缝到单缝的距离相等
2）双缝很近 d=0.1mm
3.单缝作用：
获得线光源．
4.双缝作用：
获得两个频率相同、
振动完全相同的相干光源.
一、光的双缝干涉
2.滤光片作用：
获得单色光．
等间距
5、双缝干涉图样特点：
中央亮条纹
明暗相间
讨论：为什么有的地方是亮纹、有些地方是暗纹？
红滤色片
单缝
S
1
S
2
S
*
*
*
叠加（振动）加强的地方出现亮条纹，
叠加（振动）减弱的地方出现暗条纹。
S1
S2
d
S1
d
明条纹形成的原因
光程差：δ= 0
光程差：δ= S1P－S2P
S1
S2
P
P
δ=0
中央亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
P1
第一亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
S1
S2
P1
λ
λ
δ= S1P1－S2P1=λ
P2
第二亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
δ= S1－S2＝2λ
2λ
P3
第三亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
3λ
δ= S1－S2＝3λ
明条纹条件：空间的某点距离光源S1和S2的路程差（光程差）为0、1 λ、2 λ、3 λ、等波长的整数倍（半波长的偶数倍）时，该点为振动加强点。
明纹光程差 δ =nλ（ n=0，1，2……）
暗条纹形成的原因
Q1
第一暗纹
双缝
S1
S2
屏幕
S1
S2
Q1
λ/2
λ/2
P 中央亮纹
Q2
第二暗纹
双缝
S1
S2
屏幕
3λ/2
Q1
第二暗纹
P 中央亮纹
S1
S2
Q2
3λ/2
暗纹条件：空间的某点距离光源S1和S2的路程差为λ /2、3 λ/2、5λ/2、等半波长的奇数倍时，该点为振动减弱点。
光程差 δ =（2n-1)λ/2 (n=1,2,3……）
光程差：
6 双缝干涉规律
n=0、1、2、3……
暗纹：
n=0、1、2、3……
亮纹：
S1
S2
P1
P
l
思考：条纹宽度测哪两条线的宽度？
红滤色片
单缝
S
1
S
2
S
*
*
*
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
亮条纹的中心线
条纹宽度：相邻的明条纹（中心）间距或相邻的暗条纹（中心）间距
1.不同颜色的单色光产生的干涉条纹条纹宽度相同么？
2.双缝干涉的条纹间距、宽度等，能反映出光的波长、频率等信息吗？
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
（2）f红（1）λ红>λ橙>λ黄>λ绿>λ青>λ蓝>λ紫
（3）相同双缝干涉装置，不同的光条纹间距不同：
波长越长、条纹间距越大（ 波长越长、波动性越明显）
不同单色光干涉条纹宽度：
M
r2-r1=dsinθ
两列波的路程差为波长的整数倍，即：
（k=0,1,2…)出现亮条纹，
亮条纹位置为：
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为:
3.白光的干涉图样特点：
（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。
新课讲授
1.为什么肥皂泡和雨后路上的油膜是彩色的呢？
2.这些彩色的图样是怎样形成的？
由于重力的作用，肥皂薄膜
将形成上薄下厚的楔形。
光从薄膜的前后两个表面反射出来两个光波，
这两列光波的频率相同，产生干涉。
三、薄膜干涉
1.薄膜干涉成因：
厚度相等 会有干涉条纹么？
光程差为半波长的偶数倍，形成亮条纹。
光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。
思考：条纹的方向，是竖直还是水平？why
三、应用
照相机的增透膜——
1 目的：增加入射光，减小反射光的能量
2 方法：镀膜
增透膜
薄膜厚度
？？？镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，是增透了这种颜色的光的缘故么？？
不是……恰恰相反。该种颜色的光没有增透造成的，反射增强了，所以你看见了……
透明标准样板
待检部件
相干光是哪两个面发出的？？？
检查表面的平整程度
空气薄层
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。
若薄片厚度增加（倾角变大），条纹宽度变大还是变小？
变小 密集
若薄片厚度增加（倾角变大），条纹宽度稀疏还是密集？
条纹宽度变小 密集
月月的大招：空气薄膜厚度相同处光程差相同，条纹相同。相同的条纹有相同的厚度。
空气薄膜厚度相同处光程差相同，牛顿环为一系列同心圆环。
牛顿环
a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示，若只将a光换成b光照射同一干涉仪，形成的光的干涉图样如图乙所示，正确的是（ ）
A．a光的频率较大
B．b光的频率较小
C．a光的波长较大
D．b光的波长较大
C
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
(多)用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到如图所示条纹中的P和Q情况，这说明（ ）
A．此操作利用了光的反射原理
B．N的上表面B处向上凸起
C．将样板微微平行上移，条纹疏密不变
D．干涉条纹是由M下表面的入射光线和N的
上表面的反射光线干涉形成的
BC
4.3 光的干涉
牛顿
反射
折射
光的本性学说的发展史
惠更斯
干涉
衍射
偏振
光——波粒二象性
思考：光要发生干涉现象需要满足什么条件？
思考：用什么方法获得相干光源？
相干光源（频率相同、振动方向相同）
（机械波考虑相位差恒定 why光不考虑）
托马斯·杨
1.装置特点：
1）双缝到单缝的距离相等
2）双缝很近 d=0.1mm
3.单缝作用：
获得线光源．
4.双缝作用：
获得两个频率相同、
振动完全相同的相干光源.
一、光的双缝干涉
2.滤光片作用：
获得单色光．
等间距
5、双缝干涉图样特点：
中央亮条纹
明暗相间
讨论：为什么有的地方是亮纹、有些地方是暗纹？
红滤色片
单缝
S
1
S
2
S
*
*
*
叠加（振动）加强的地方出现亮条纹，
叠加（振动）减弱的地方出现暗条纹。
S1
S2
d
S1
d
明条纹形成的原因
光程差：δ= 0
光程差：δ= S1P－S2P
S1
S2
P
P
δ=0
中央亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
P1
第一亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
S1
S2
P1
λ
λ
δ= S1P1－S2P1=λ
P2
第二亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
δ= S1－S2＝2λ
2λ
P3
第三亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
3λ
δ= S1－S2＝3λ
明条纹条件：空间的某点距离光源S1和S2的路程差（光程差）为0、1 λ、2 λ、3 λ、等波长的整数倍（半波长的偶数倍）时，该点为振动加强点。
明纹光程差 δ =nλ（ n=0，1，2……）
暗条纹形成的原因
Q1
第一暗纹
双缝
S1
S2
屏幕
S1
S2
Q1
λ/2
λ/2
P 中央亮纹
Q2
第二暗纹
双缝
S1
S2
屏幕
3λ/2
Q1
第二暗纹
P 中央亮纹
S1
S2
Q2
3λ/2
暗纹条件：空间的某点距离光源S1和S2的路程差为λ /2、3 λ/2、5λ/2、等半波长的奇数倍时，该点为振动减弱点。
光程差 δ =（2n-1)λ/2 (n=1,2,3……）
光程差：
6 双缝干涉规律
n=0、1、2、3……
暗纹：
n=0、1、2、3……
亮纹：
S1
S2
P1
P
l
思考：条纹宽度测哪两条线的宽度？
红滤色片
单缝
S
1
S
2
S
*
*
*
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
亮条纹的中心线
条纹宽度：相邻的明条纹（中心）间距或相邻的暗条纹（中心）间距
1.不同颜色的单色光产生的干涉条纹条纹宽度相同么？
2.双缝干涉的条纹间距、宽度等，能反映出光的波长、频率等信息吗？
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
（2）f红
（3）相同双缝干涉装置，不同的光条纹间距不同：
波长越长、条纹间距越大（ 波长越长、波动性越明显）
不同单色光干涉条纹宽度：
M
r2-r1=dsinθ
两列波的路程差为波长的整数倍，即：
（k=0,1,2…)出现亮条纹，
亮条纹位置为：
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为:
3.白光的干涉图样特点：
（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。
新课讲授
1.为什么肥皂泡和雨后路上的油膜是彩色的呢？
2.这些彩色的图样是怎样形成的？
由于重力的作用，肥皂薄膜
将形成上薄下厚的楔形。
光从薄膜的前后两个表面反射出来两个光波，
这两列光波的频率相同，产生干涉。
三、薄膜干涉
1.薄膜干涉成因：
厚度相等 会有干涉条纹么？
光程差为半波长的偶数倍，形成亮条纹。
光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。
思考：条纹的方向，是竖直还是水平？why
三、应用
照相机的增透膜——
1 目的：增加入射光，减小反射光的能量
2 方法：镀膜
增透膜
薄膜厚度
？？？镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，是增透了这种颜色的光的缘故么？？
不是……恰恰相反。该种颜色的光没有增透造成的，反射增强了，所以你看见了……
透明标准样板
待检部件
相干光是哪两个面发出的？？？
检查表面的平整程度
空气薄层
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。
若薄片厚度增加（倾角变大），条纹宽度变大还是变小？
变小 密集
若薄片厚度增加（倾角变大），条纹宽度稀疏还是密集？
条纹宽度变小 密集
月月的大招：空气薄膜厚度相同处光程差相同，条纹相同。相同的条纹有相同的厚度。
空气薄膜厚度相同处光程差相同，牛顿环为一系列同心圆环。
牛顿环
a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示，若只将a光换成b光照射同一干涉仪，形成的光的干涉图样如图乙所示，正确的是（ ）
A．a光的频率较大
B．b光的频率较小
C．a光的波长较大
D．b光的波长较大
C
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
(多)用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到如图所示条纹中的P和Q情况，这说明（ ）
A．此操作利用了光的反射原理
B．N的上表面B处向上凸起
C．将样板微微平行上移，条纹疏密不变
D．干涉条纹是由M下表面的入射光线和N的
上表面的反射光线干涉形成的
BC