物理人教版（2019）选择性必修第一册4.3光的干涉 课件（共31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31张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 42.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-22 17:31:47 | ||
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文档简介
(共31张PPT)
4.3 光的干涉
波的干涉：如果两列机械波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同，就会发生干涉。光是一种电磁波，那么光也应该会发生干涉现象。
相干光源：频率、相位和振动方向总是相同
相干波
怎样获得？
托马斯·杨（1773~1829）
杨氏双缝干涉实验被评为十大最美丽的物理实验之一
P96-97
P96
单缝:获得一个线光源
双缝:获得两束振动情况一致的相干光.
S1
P0S1
S2
P0S2
P0点振动加强 (亮)
S1
S2
双缝
屏幕
P0
中央亮条纹/零级亮条纹
P96
S1
S2
P
亮条纹形成的原因：
S1
S2
P1
P1
P1S1
P1S2
P1点振动加强(亮)
P1
第一亮纹
λ
双缝
S1
S2
屏幕
λ
S
1
S
2
红色色激光束
暗条纹形成的原因
Q1
第一级暗纹
双缝
S1
S2
屏幕
S1
S2
Q1
Q1
Q1S1
Q1S2
Q1点振动减弱(暗)
双缝
S1
S2
屏幕
Q2
第二级暗纹
S1
S2
Q2
Q2S1
Q2S2
Q2点振动减弱(暗)
Q2
S1
S2
P0 中央亮纹：0
P1 第一级亮纹：λ
λ
P1 第一级亮纹：λ
2λ
P2 第二级亮纹：2λ
P2 第二级亮纹：2λ
Q1第一级暗纹：
Q1第一级暗纹：
Q2第二级暗纹：
Q2第二级暗纹：
Q3第三级暗纹：
Q3第三级暗纹：
路程差：波长的整数倍或半波长的偶数倍
路程差：半波长的奇数倍
零级亮纹
暗条纹：(2k－1)· (k＝1,2,3，…) k为暗条纹的级次
P96
步调相同的两列光产生亮暗条纹条件(步调相反条件对调)：
双缝
S1
S2
屏幕
x
x
条纹间距的含义：
相邻两条亮条纹(或暗条纹)中心间距 影响因素？
λ：单色光波长
挡板
屏
d：双缝间距
l：挡板到屏的距离
P1M＝P1 S1
△r=r2－r1＝dsin θ ①
x＝ltan θ≈lsin θ ②
消去 sin θ
△r＝d
d l
亮条纹：d ＝ n λ (n ＝ 0，±1，±2 …)
亮条纹中心的位置为：x ＝ nλ
P97
不同颜色的单色光产生的干涉条纹有什么不同？白光的干涉条纹又是怎样的？
..
白光：
彩色条纹
中央条纹白色
为什么白光的干涉条纹的中央是白色的，两侧是彩色的？
(1)白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复色光 .
(2)各种色光都形成明暗相间的条纹，在中央条纹处叠加复合成白色条纹.
(3)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.
(2)对于同一单色光，条纹间距 。
(3)用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距 ，红光条纹间距比黄光条纹间距 ，蓝光条纹间距比黄光条纹间距 。
(4)白光的干涉条纹的中央是 色的，两侧是 色的。
相等
不同
小
大
白
彩
(1)条纹间距公式：Δx＝_____
把这层液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰的像：出现了明暗相间的干涉条纹。
在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光.把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜.把这层液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰的像.这个像与直接看到的灯焰有什么不同？
P98-99
前表面
后表面
在被检查平面与样板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，于是从光源一侧看到干涉条纹.
劈形空气薄层
标准样板
被检测平面
P99
同一条纹上对应的膜的厚度相同（等厚干涉）
被检平面某处凹下
平整：图样是一组平行的直线
凹陷：对应条纹提前出现，条纹向尖侧弯曲（P点）
凸起：对应条纹延后出现，条纹向厚侧弯曲（Q点）
检查平面的平整度：
左凹右凸
P99
增透膜
薄膜
厚度：
在透镜表面涂一层薄膜，其厚度是入射光在薄膜中波长的，在薄膜的两个面上的反射光路程差等于半波长，因而相互抵消，达到减小反射光，增大透射光的作用。
增透膜
涂在玻璃表面，这层膜的折射率比玻璃折射率大，经膜前后表面反射的光干涉加强，即增加反射光、减小透射光。激光器中反射镜得表面都镀有增反膜，以提高其反射率。宇航员得头盔和面甲，其表面上镀一层增反膜，以削弱红外线对人体的透射。
P99
增反膜
例.(多选)利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制成镜头增透膜。图甲中，让单色光从上方射入，这时从上方看可以看到明暗相间的条纹，下列说法正确的是
A.图甲中将薄片向着劈尖方向移
动使劈角变大时，条纹变疏
B.图甲中将样板微微平行上移，
条纹疏密不变
C.在图甲中如果看到的条纹如图乙所示，说明被检平面在此处凹陷
D.图丙中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，那是增透了这种颜色的
光的缘故
劈角变大，干涉条纹会变密，相邻亮条纹或暗条纹中心间距变小
导致原来满足亮条纹路程差的间距向劈尖移动，出现条纹向劈尖移动，但条纹疏密不变
镀膜镜头看起来是有颜色的是因该种颜色的光没有增透造成的
牛顿环：
半径很大的平凸透镜与一块平板玻璃叠放，二者间形成空气层.用单色平行光垂直照射，空气层上下表面的反射光干涉，产生的干涉条纹称牛顿环.
空气薄膜厚度相同处光的路程差相同
干涉图样：
内疏外密的同心圆环
白光牛顿环
1.薄膜干涉：如图，不同位置的液膜，厚度 ，液膜前后两个面____
____相互叠加发生干涉。
3.应用：在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，增加光的 或者
；利用薄膜干涉的原理对镜面或其他精密的光学平面的平滑度进行检测。
2.不同位置液膜前后两个面的反射光的 不同，某些位置两列波叠加后相互 ，出现了亮条纹，另一些位置，两列波叠加后相互 ，出现了暗条纹。
不同
反射
光
路程差
加强
削弱
透射
反射
光的干涉
光的双缝干涉
1．双缝干涉实验
2．干涉条件
薄膜干涉
原理
应用
明暗相间的条纹
频率相同、振动方向相同、相位差恒定
3．亮暗条纹条件
干涉条纹和光的波长之间的关系
x ＝ λ
检查平面的平整度
增透膜和增反膜
牛顿环
作业
4.3 光的干涉
波的干涉：如果两列机械波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同，就会发生干涉。光是一种电磁波，那么光也应该会发生干涉现象。
相干光源：频率、相位和振动方向总是相同
相干波
怎样获得？
托马斯·杨（1773~1829）
杨氏双缝干涉实验被评为十大最美丽的物理实验之一
P96-97
P96
单缝:获得一个线光源
双缝:获得两束振动情况一致的相干光.
S1
P0S1
S2
P0S2
P0点振动加强 (亮)
S1
S2
双缝
屏幕
P0
中央亮条纹/零级亮条纹
P96
S1
S2
P
亮条纹形成的原因：
S1
S2
P1
P1
P1S1
P1S2
P1点振动加强(亮)
P1
第一亮纹
λ
双缝
S1
S2
屏幕
λ
S
1
S
2
红色色激光束
暗条纹形成的原因
Q1
第一级暗纹
双缝
S1
S2
屏幕
S1
S2
Q1
Q1
Q1S1
Q1S2
Q1点振动减弱(暗)
双缝
S1
S2
屏幕
Q2
第二级暗纹
S1
S2
Q2
Q2S1
Q2S2
Q2点振动减弱(暗)
Q2
S1
S2
P0 中央亮纹：0
P1 第一级亮纹：λ
λ
P1 第一级亮纹：λ
2λ
P2 第二级亮纹：2λ
P2 第二级亮纹：2λ
Q1第一级暗纹：
Q1第一级暗纹：
Q2第二级暗纹：
Q2第二级暗纹：
Q3第三级暗纹：
Q3第三级暗纹：
路程差：波长的整数倍或半波长的偶数倍
路程差：半波长的奇数倍
零级亮纹
暗条纹：(2k－1)· (k＝1,2,3，…) k为暗条纹的级次
P96
步调相同的两列光产生亮暗条纹条件(步调相反条件对调)：
双缝
S1
S2
屏幕
x
x
条纹间距的含义：
相邻两条亮条纹(或暗条纹)中心间距 影响因素？
λ：单色光波长
挡板
屏
d：双缝间距
l：挡板到屏的距离
P1M＝P1 S1
△r=r2－r1＝dsin θ ①
x＝ltan θ≈lsin θ ②
消去 sin θ
△r＝d
d l
亮条纹：d ＝ n λ (n ＝ 0，±1，±2 …)
亮条纹中心的位置为：x ＝ nλ
P97
不同颜色的单色光产生的干涉条纹有什么不同？白光的干涉条纹又是怎样的？
..
白光：
彩色条纹
中央条纹白色
为什么白光的干涉条纹的中央是白色的，两侧是彩色的？
(1)白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复色光 .
(2)各种色光都形成明暗相间的条纹，在中央条纹处叠加复合成白色条纹.
(3)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.
(2)对于同一单色光，条纹间距 。
(3)用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距 ，红光条纹间距比黄光条纹间距 ，蓝光条纹间距比黄光条纹间距 。
(4)白光的干涉条纹的中央是 色的，两侧是 色的。
相等
不同
小
大
白
彩
(1)条纹间距公式：Δx＝_____
把这层液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰的像：出现了明暗相间的干涉条纹。
在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光.把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜.把这层液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰的像.这个像与直接看到的灯焰有什么不同？
P98-99
前表面
后表面
在被检查平面与样板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，于是从光源一侧看到干涉条纹.
劈形空气薄层
标准样板
被检测平面
P99
同一条纹上对应的膜的厚度相同（等厚干涉）
被检平面某处凹下
平整：图样是一组平行的直线
凹陷：对应条纹提前出现，条纹向尖侧弯曲（P点）
凸起：对应条纹延后出现，条纹向厚侧弯曲（Q点）
检查平面的平整度：
左凹右凸
P99
增透膜
薄膜
厚度：
在透镜表面涂一层薄膜，其厚度是入射光在薄膜中波长的，在薄膜的两个面上的反射光路程差等于半波长，因而相互抵消，达到减小反射光，增大透射光的作用。
增透膜
涂在玻璃表面，这层膜的折射率比玻璃折射率大，经膜前后表面反射的光干涉加强，即增加反射光、减小透射光。激光器中反射镜得表面都镀有增反膜，以提高其反射率。宇航员得头盔和面甲，其表面上镀一层增反膜，以削弱红外线对人体的透射。
P99
增反膜
例.(多选)利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制成镜头增透膜。图甲中，让单色光从上方射入，这时从上方看可以看到明暗相间的条纹，下列说法正确的是
A.图甲中将薄片向着劈尖方向移
动使劈角变大时，条纹变疏
B.图甲中将样板微微平行上移，
条纹疏密不变
C.在图甲中如果看到的条纹如图乙所示，说明被检平面在此处凹陷
D.图丙中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，那是增透了这种颜色的
光的缘故
劈角变大，干涉条纹会变密，相邻亮条纹或暗条纹中心间距变小
导致原来满足亮条纹路程差的间距向劈尖移动，出现条纹向劈尖移动，但条纹疏密不变
镀膜镜头看起来是有颜色的是因该种颜色的光没有增透造成的
牛顿环：
半径很大的平凸透镜与一块平板玻璃叠放，二者间形成空气层.用单色平行光垂直照射，空气层上下表面的反射光干涉，产生的干涉条纹称牛顿环.
空气薄膜厚度相同处光的路程差相同
干涉图样：
内疏外密的同心圆环
白光牛顿环
1.薄膜干涉：如图，不同位置的液膜，厚度 ，液膜前后两个面____
____相互叠加发生干涉。
3.应用：在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，增加光的 或者
；利用薄膜干涉的原理对镜面或其他精密的光学平面的平滑度进行检测。
2.不同位置液膜前后两个面的反射光的 不同，某些位置两列波叠加后相互 ，出现了亮条纹，另一些位置，两列波叠加后相互 ，出现了暗条纹。
不同
反射
光
路程差
加强
削弱
透射
反射
光的干涉
光的双缝干涉
1．双缝干涉实验
2．干涉条件
薄膜干涉
原理
应用
明暗相间的条纹
频率相同、振动方向相同、相位差恒定
3．亮暗条纹条件
干涉条纹和光的波长之间的关系
x ＝ λ
检查平面的平整度
增透膜和增反膜
牛顿环
作业