物理人教版（2019）选择性必修第一册4.3光的干涉 课件（共24张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第一册4.3光的干涉 课件（共24张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 37.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-13 08:29:10 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第四章 光
4.3 光的干涉
01
02
干涉条纹和光的波长之间的关系
光的双缝干涉
目 录
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。
水波的干涉
1.波的干涉条件是什么？
复习回顾：波的干涉
(1) 两波源的频率相
(2) 相位差恒定
(3) 振动方向相同
2.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】
思考：干涉现象是波动独有的特征，光是一种电磁波，应该也会反射干涉现象，但是日常生活中却不容易观察到光的干涉现象。怎样才能观察光的干涉现象呢？
问题引入
1801年英国物理学家托马斯·扬在实验室里成功地观察到了光的干涉现象。
问题1：怎样获取两列频率相同、相位差恒定、振动方向相同的相干光？
问题2：干涉图样有什么特征？
托马斯·杨
光双缝干涉实验
一、光的双缝干涉
单色激光束
等间距
特点：
S1
S2
中央亮条纹
明暗相间
一、光的双缝干涉
P 中央亮纹△S =0
P1 第一亮纹△S =λ
P2 第二亮纹△S =2λ
P3 第三亮纹△S =3λ
P1' 第一亮纹△S =λ
P2' 第二亮纹△S =2λ
P3' 第三亮纹△S =3λ
Q 1 第一暗纹
Q2 第二暗纹
Q3 第三暗纹
Q1' 第一暗纹
Q2' 第二暗纹
Q3' 第三暗纹
问题3：怎样解释这些明暗相间的条纹？
△S=λ/2
△S=3λ/2
△S=5λ/2
△S=λ/2
△S=3λ/2
△S=5λ/2
总结双缝干涉规律
一、光的双缝干涉
形成明暗条纹的条件：
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…)
光的路程差: △S = r1－r2
演示实验
光的双缝干涉
光的双缝干涉
一、光的双缝干涉
光的双缝干涉
一、光的双缝干涉
演示实验
光的双缝干涉
条纹宽度（ x）：相邻的明条纹中心间距或相邻的暗条纹中心间距
红滤色片
S
1
S
2
S
*
*
*
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
思考4. 什么是干涉条纹的间距(条纹宽度)
【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。
屏A
屏B
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
思考5. 干涉条纹的间距(条纹宽度)与哪些因素有关
观察条纹特点，猜想可能有哪些因素影响条纹宽度：
①只改变挡板与屏间的距离L
②只改变波长λ
S1
S2
S1
S2
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
S1
S2
S1
S2
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
①波长λ
③狭缝之间的距离d
②挡板与屏间的距离l
S1
S2
P1
P0
l
挡板
屏
r1
r2
d
△x
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
猜想影响条纹间距的因素：
【思考】第n条亮纹到中央亮纹的距离是多少
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
条纹间距的公式推导
----相邻两个明(或暗)条纹之间的距离
1.相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距与波长的关系:
(1)、由上式可知：
屏离开挡板的距离l越大，条纹间的距离越大；
双缝之间的距离d越小，条纹间的距离越大；
光波的波长λ越长，条纹间的距离也越大．
(2)、由上式可知：测量条纹间距，双缝到屏的距离，双缝间的距离，可以测量出光的波长。
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
对 x ＝ λ 公式的理解
(1)对于同一干涉装置和同一单色光，条纹之间的距离相等。
(2)对于不同的干涉装置和同一单色光，条纹之间的距离与l 、d 有关。
(3)对于同一干涉装置和不同颜色的光，波长不同，由 x ＝ λ知条纹之间的距离与光波的波长成正比。对于同一装置，所用光源的波长越长，条纹之间的距离越大，即用红光时条纹之间的距离 ，用紫光时条纹之间的距离 。
最大
最小
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
思考6. 白光的干涉图样是什么样的？
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
为什么会这样
S1
S2
双缝
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
2.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。
解释：因为白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复色光，且从红光到紫光波长逐渐变短。各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。两侧条纹间距与各色光的波长成正比，条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
小结
一、产生稳定的干涉条纹的条件：两光频率相同。
二、干涉规律
（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．
三、同样条件的双缝实验，用不同的色光
得到的相邻亮（暗）条纹间的宽度不等。
S1
S2
P1
P
红光
兰光
白光
例1 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现亮、暗条纹的情况是( )
A．频率为f1和f2的单色光分别照射时，均出现亮条纹
B．频率为f1和f2的单色光分别照射时，均出现暗条纹
C．频率为f1的单色光照射时出现亮条纹，频率为f2的单色光照射时出现暗条纹
D．频率为f1的单色光照射时出现暗条纹，频率为f2的单色光照射时出现亮条纹
C
[变式训练1] 如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m，则在这里出现的应是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
暗条纹
第四章 光
4.3 光的干涉
01
02
干涉条纹和光的波长之间的关系
光的双缝干涉
目 录
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。
水波的干涉
1.波的干涉条件是什么？
复习回顾：波的干涉
(1) 两波源的频率相
(2) 相位差恒定
(3) 振动方向相同
2.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】
思考：干涉现象是波动独有的特征，光是一种电磁波，应该也会反射干涉现象，但是日常生活中却不容易观察到光的干涉现象。怎样才能观察光的干涉现象呢？
问题引入
1801年英国物理学家托马斯·扬在实验室里成功地观察到了光的干涉现象。
问题1：怎样获取两列频率相同、相位差恒定、振动方向相同的相干光？
问题2：干涉图样有什么特征？
托马斯·杨
光双缝干涉实验
一、光的双缝干涉
单色激光束
等间距
特点：
S1
S2
中央亮条纹
明暗相间
一、光的双缝干涉
P 中央亮纹△S =0
P1 第一亮纹△S =λ
P2 第二亮纹△S =2λ
P3 第三亮纹△S =3λ
P1' 第一亮纹△S =λ
P2' 第二亮纹△S =2λ
P3' 第三亮纹△S =3λ
Q 1 第一暗纹
Q2 第二暗纹
Q3 第三暗纹
Q1' 第一暗纹
Q2' 第二暗纹
Q3' 第三暗纹
问题3：怎样解释这些明暗相间的条纹？
△S=λ/2
△S=3λ/2
△S=5λ/2
△S=λ/2
△S=3λ/2
△S=5λ/2
总结双缝干涉规律
一、光的双缝干涉
形成明暗条纹的条件：
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…)
光的路程差: △S = r1－r2
演示实验
光的双缝干涉
光的双缝干涉
一、光的双缝干涉
光的双缝干涉
一、光的双缝干涉
演示实验
光的双缝干涉
条纹宽度（ x）：相邻的明条纹中心间距或相邻的暗条纹中心间距
红滤色片
S
1
S
2
S
*
*
*
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
思考4. 什么是干涉条纹的间距(条纹宽度)
【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。
屏A
屏B
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
思考5. 干涉条纹的间距(条纹宽度)与哪些因素有关
观察条纹特点，猜想可能有哪些因素影响条纹宽度：
①只改变挡板与屏间的距离L
②只改变波长λ
S1
S2
S1
S2
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
S1
S2
S1
S2
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
①波长λ
③狭缝之间的距离d
②挡板与屏间的距离l
S1
S2
P1
P0
l
挡板
屏
r1
r2
d
△x
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
猜想影响条纹间距的因素：
【思考】第n条亮纹到中央亮纹的距离是多少
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
条纹间距的公式推导
----相邻两个明(或暗)条纹之间的距离
1.相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距与波长的关系:
(1)、由上式可知：
屏离开挡板的距离l越大，条纹间的距离越大；
双缝之间的距离d越小，条纹间的距离越大；
光波的波长λ越长，条纹间的距离也越大．
(2)、由上式可知：测量条纹间距，双缝到屏的距离，双缝间的距离，可以测量出光的波长。
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
对 x ＝ λ 公式的理解
(1)对于同一干涉装置和同一单色光，条纹之间的距离相等。
(2)对于不同的干涉装置和同一单色光，条纹之间的距离与l 、d 有关。
(3)对于同一干涉装置和不同颜色的光，波长不同，由 x ＝ λ知条纹之间的距离与光波的波长成正比。对于同一装置，所用光源的波长越长，条纹之间的距离越大，即用红光时条纹之间的距离 ，用紫光时条纹之间的距离 。
最大
最小
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
思考6. 白光的干涉图样是什么样的？
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
为什么会这样
S1
S2
双缝
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
2.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。
解释：因为白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复色光，且从红光到紫光波长逐渐变短。各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。两侧条纹间距与各色光的波长成正比，条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
小结
一、产生稳定的干涉条纹的条件：两光频率相同。
二、干涉规律
（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．
三、同样条件的双缝实验，用不同的色光
得到的相邻亮（暗）条纹间的宽度不等。
S1
S2
P1
P
红光
兰光
白光
例1 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现亮、暗条纹的情况是( )
A．频率为f1和f2的单色光分别照射时，均出现亮条纹
B．频率为f1和f2的单色光分别照射时，均出现暗条纹
C．频率为f1的单色光照射时出现亮条纹，频率为f2的单色光照射时出现暗条纹
D．频率为f1的单色光照射时出现暗条纹，频率为f2的单色光照射时出现亮条纹
C
[变式训练1] 如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m，则在这里出现的应是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
暗条纹