物理人教版（2019）选择性必修第一册4.3光的干涉（共18张ppt）

(共18张PPT)
第四章 光
第3节 光的干涉
知识回顾
两列频率相同的波(相干波)相遇时,在某些区域振动加强( 波峰与波峰、波谷与波谷叠加),而在某些区域振动减弱(波峰与波谷叠加);且振动加强的区域与振动减弱的区域相互间隔.这种现象叫波的干涉
一、干涉的条件？
(1) 两波源的频率相
(2) 相位差恒定
(3) 振动方向相同
二、加强点和减弱点的判断方法？
若两列波频率、步调完全相同：
加强点 : Δs＝nλ (n＝0,1,2…) 【到两波源距离差为波长的整数倍(半波长的偶数倍)】
减弱点: Δs＝ (2n＋1)λ/ 2 (n＝0,1,2…) 【到两波源距离差为半波长的奇数倍】
光是一种电磁波，光也能发生干涉现象。1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。
一、光的双缝干涉
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，缝很窄
2. 滤光片作用：获得单色光（频率相同）．
3. 单缝作用：获得一束线光源（振动情况相同）
4. 双缝作用：获得两个频率相同、振动完全相同的相干光源.
5. 单色光的双缝干涉图样
① 明暗相间的条纹，中央亮条纹
② 条纹间距相等
③ 同样条件下，红光条纹间距大
杨氏双缝干涉实验证明了光是一种波
中央亮纹， x=0
第1暗纹， x=λ/2
第1亮纹， x=λ
第2暗纹， x=3λ/2
第2亮纹， x=2λ
6. 原理解释：
双缝干涉规律
亮纹: 光程差为波长的整数倍
(n＝0,1,2…)
暗纹: 光程差为半波长的奇数倍
(n＝0,1,2…)
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
条纹间距 x：相邻两条亮纹（或暗纹）中心之间的距离叫做条纹间距。
【说明】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。
【思考】第n条亮纹到中央亮纹的距离是多少
相邻两个明(或暗)条纹之间的距离
保持L、d 不变，用不同的单色光进行实验，红光的条纹间距最大，紫光的最小。
双缝干涉亮（暗）纹间距的公式
相邻明（暗）纹间的距离大小的影响因素：
波长λ、双缝间距d、双缝与屏间的距离l
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。
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
三、薄膜干涉
薄膜干涉成因：
由于重力的作用，肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。
光照向薄膜时，会在薄膜的前后两个表面反射出来两列频率、步调完全相同的光波，这两列反射光相互叠加，发生干涉，称为薄膜干涉。
光程差为波长的整数倍，形成亮条纹。
光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。
单色光照射
白光照射时，因白光中不同颜色的光的波长不同，会在不同的位置相互加强，所形成的亮条纹的位置也会不同。薄膜上不同颜色的条纹相互交错，看上去就是彩色的。
设A点为第一亮纹，后表面的反射光从A→B→A与前表面的反射光发生干涉，两反射光的光程差为，则=2d1
A
B
d1
d2
d3
d4
单色光照射
薄膜厚度变化越大条纹越密集薄膜厚度变化越小条纹越稀疏
【练习1】一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，是因为（　 A 　 ）
A．各色光的波长不同，因而各色光产生的干涉条纹间距不同
B．各色光的速度不同，造成条纹间距不同
C．各色光的强度不同
D．各色光通过双缝的距离不同
【练习2】如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7 m的橙光做实验时，光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹。若使用波长为4×10－7 m的紫光重复上述实验，在P 和P1点形成的亮、暗条纹的情况是(　 B　 )
A．P 和P1点处都是亮条纹
B．P 点处是亮条纹，P1点处是暗条纹
C．P 点处是暗条纹，P1点处是亮条纹
D．P 和P1点处都是暗条纹
【练习3】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　 ）
课堂小结