光的干涉
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(共36张PPT)
光到底是什么？……………
17世纪明确形成了两大对立学说
牛顿
惠更斯
微粒说
波动说
19世纪初证明了波动说的正确性
由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风
19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说：光具有粒子性
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．
思考1：如果我们先假设光是一种波，那么按照我们所学的波动知识，光要发生干涉现象需要满足什么条件？
（频率相同,相位差一定）
思考2：有没有什么方法可以获得相干光—频率相同的光呢？
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
1801年英国物理学家托马
斯·杨在实验室里成功的观察
到了光的干涉现象。
杨氏双缝实验被评为十大物理实验之一。
巧妙解决了相干光问题
实验演示：
用氦氖激光器演示光的双缝干涉
现象：出现明暗相间条纹。
思考3：为什么有的地方亮一些有些地方暗一些？请用我们所学的波动知识来解释。
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
思考：当P1 点外移时光程差怎么
变？
S1
S2
P1
P
d
P2
（变大）
讨论：明和暗为什么相间（依次出现）呢？
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。（明）
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）
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。(明）
双缝干涉图样分析
单 色 激 光 束
S1
S2
S
P1
P1S2－P1S1= S
（1）出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹
光程差
暗条纹
双缝干涉图样分析
单 色 激 光 束
S1
S2
S
P1
P1S2－P1S1= S
（1）出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹
暗条纹
光程差
双缝干涉图样
图样有何特征？
单 色 激 光 束
双缝
S1
S2
屏
双缝干涉图样
图样有何特征？
单 色 激 光 束
双缝
S1
S2
屏
亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
双缝干涉图样
图样有何特征？
单 色 激 光 束
双缝
S1
S2
屏
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线
双缝干涉图样
图样有何特征？ 中央亮条纹，明 暗相间，等间距
单 色 激 光 束
双缝
S1
S2
屏
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线
【探究1】相邻两条亮条纹（或暗条纹） 的间距 x与什么有关？
【探究1】相邻两条亮条纹（或暗条纹） 的间距 x与什么有关？
亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
【探究1】相邻两条亮条纹（或暗条纹） 的间距 x与什么有关？
亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
【探究1】d减小，其他条件不变， x如何变化？
【探究1】d减小，其他条件不变， x如何变化？
【探究2】L增大，其他条件不变， x如何变化
【探究2】L增大，其他条件不变， x如何变化
d
【探究2】L增大，其他条件不变， x如何变化
屏B
d
L2
【探究2】L增大，其他条件不变， x如何变化
屏A
屏B
d
L1
L2
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
亮
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
亮
亮
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
亮
亮
亮
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
亮
亮
亮
亮
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
亮
亮
亮
L
亮
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
亮
亮
L
亮
亮
L
【结论】 双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L 越大，光的波长 越大则相邻两条亮条纹（或 暗条纹）的间距 x越大。
【结论】 双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L 越大，光的波长 越大则相邻两条亮条纹（或 暗条纹）的间距 x越大。
单 色 激 光 束
S1
S2
S
P1
【结论】 双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L 越大，光的波长 越大则相邻两条亮条纹（或 暗条纹）的间距 x越大。
单 色 激 光 束
S1
S2
S
P1
理论上可以证明:
二、相干波源
如果两个光源发出的光能够产生干涉，这 样的两个光源叫做相干光源。
我们在上一章学过，两列波要产生干涉，它 们的频率必须相同，而且相位差要保持不变。只 有这样，一旦它们在空间某点产生的震动相互加 强，才会一直是相互加强的关系，否则不可能出 现干涉现象。
室内的白炽灯是各种独立的光源，不符合 产生干涉的条件。所以房间里的两盏灯发出的光 不会发生干涉。
光到底是什么？……………
17世纪明确形成了两大对立学说
牛顿
惠更斯
微粒说
波动说
19世纪初证明了波动说的正确性
由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风
19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说：光具有粒子性
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．
思考1：如果我们先假设光是一种波，那么按照我们所学的波动知识，光要发生干涉现象需要满足什么条件？
（频率相同,相位差一定）
思考2：有没有什么方法可以获得相干光—频率相同的光呢？
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
1801年英国物理学家托马
斯·杨在实验室里成功的观察
到了光的干涉现象。
杨氏双缝实验被评为十大物理实验之一。
巧妙解决了相干光问题
实验演示：
用氦氖激光器演示光的双缝干涉
现象：出现明暗相间条纹。
思考3：为什么有的地方亮一些有些地方暗一些？请用我们所学的波动知识来解释。
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
思考：当P1 点外移时光程差怎么
变？
S1
S2
P1
P
d
P2
（变大）
讨论：明和暗为什么相间（依次出现）呢？
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。（明）
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）
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。(明）
双缝干涉图样分析
单 色 激 光 束
S1
S2
S
P1
P1S2－P1S1= S
（1）出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹
光程差
暗条纹
双缝干涉图样分析
单 色 激 光 束
S1
S2
S
P1
P1S2－P1S1= S
（1）出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹
暗条纹
光程差
双缝干涉图样
图样有何特征？
单 色 激 光 束
双缝
S1
S2
屏
双缝干涉图样
图样有何特征？
单 色 激 光 束
双缝
S1
S2
屏
亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
双缝干涉图样
图样有何特征？
单 色 激 光 束
双缝
S1
S2
屏
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线
双缝干涉图样
图样有何特征？ 中央亮条纹，明 暗相间，等间距
单 色 激 光 束
双缝
S1
S2
屏
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线
【探究1】相邻两条亮条纹（或暗条纹） 的间距 x与什么有关？
【探究1】相邻两条亮条纹（或暗条纹） 的间距 x与什么有关？
亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
【探究1】相邻两条亮条纹（或暗条纹） 的间距 x与什么有关？
亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
【探究1】d减小，其他条件不变， x如何变化？
【探究1】d减小，其他条件不变， x如何变化？
【探究2】L增大，其他条件不变， x如何变化
【探究2】L增大，其他条件不变， x如何变化
d
【探究2】L增大，其他条件不变， x如何变化
屏B
d
L2
【探究2】L增大，其他条件不变， x如何变化
屏A
屏B
d
L1
L2
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
亮
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
亮
亮
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
亮
亮
亮
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
亮
亮
亮
亮
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
亮
亮
亮
L
亮
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
【探究3】波长增大，其他条件不变， x如何变化
探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。
亮
亮
L
亮
亮
L
【结论】 双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L 越大，光的波长 越大则相邻两条亮条纹（或 暗条纹）的间距 x越大。
【结论】 双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L 越大，光的波长 越大则相邻两条亮条纹（或 暗条纹）的间距 x越大。
单 色 激 光 束
S1
S2
S
P1
【结论】 双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L 越大，光的波长 越大则相邻两条亮条纹（或 暗条纹）的间距 x越大。
单 色 激 光 束
S1
S2
S
P1
理论上可以证明:
二、相干波源
如果两个光源发出的光能够产生干涉，这 样的两个光源叫做相干光源。
我们在上一章学过，两列波要产生干涉，它 们的频率必须相同，而且相位差要保持不变。只 有这样，一旦它们在空间某点产生的震动相互加 强，才会一直是相互加强的关系，否则不可能出 现干涉现象。
室内的白炽灯是各种独立的光源，不符合 产生干涉的条件。所以房间里的两盏灯发出的光 不会发生干涉。