光的干涉习题28页PPT
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双光束干涉PPT课件
从一个条纹过渡到另一个条纹，平板的厚度均改变
/ (2n)。
L h sin
h 2n
46
(2)劈尖的等厚干涉条纹
L2nsin (33)
劈角 小，条纹间距大；反之，劈角 大，条纹
间距小。因此，当劈尖上表面绕棱线旋转时, 随着
的增大, 条纹间距变小, 条纹将向棱线方向移动。
47
(2)劈尖的等厚干涉条纹
49
(2)劈尖的等厚干涉条纹 应用:
Δh
b
b'
50
（3）牛顿环 在一块平面玻璃上放置一曲率半径 R 很大的平凸透 镜，在透镜凸表面和玻璃板的平面之间便形成一厚 度由零逐渐增大的空气薄层。
S
R
r
o
h
51
（3）牛顿环 当以单色光垂直照射时，在空气层上会形成一组以 接触点 O 为中心的中央硫、边缘密的圆环条纹，称 为牛顿环。
II12 00..906016 V0.0814
所以，在平行板表面反射率较低的情况下，通常应
用的是反射光的等倾干涉。
35
2）楔形平板产生的干涉——等厚干涉 扩展光源中的某点 S0 发出一束光，经楔形板两表面 反射的两支光相交于 P 点，产生干涉，其光程差为
n ( A B B C ) n 0 ( A P A C )
23
②等倾亮圆环的半径
一般情况下，1N 和 2N 都很小，近似有 nn01N/ 2N
1 c o s2 N 2 2 N /2 n 0 21 2 N /2 n 2 ，因而由上式可得
1Nn10
n N1
h
(23)
2 n h ( 1 c o s2 N ) ( N 1 ） ]
1 c o s2 N 2 2 N /2 n 0 21 2 N /2 n 2
/ (2n)。
L h sin
h 2n
46
(2)劈尖的等厚干涉条纹
L2nsin (33)
劈角 小，条纹间距大；反之，劈角 大，条纹
间距小。因此，当劈尖上表面绕棱线旋转时, 随着
的增大, 条纹间距变小, 条纹将向棱线方向移动。
47
(2)劈尖的等厚干涉条纹
49
(2)劈尖的等厚干涉条纹 应用:
Δh
b
b'
50
（3）牛顿环 在一块平面玻璃上放置一曲率半径 R 很大的平凸透 镜，在透镜凸表面和玻璃板的平面之间便形成一厚 度由零逐渐增大的空气薄层。
S
R
r
o
h
51
（3）牛顿环 当以单色光垂直照射时，在空气层上会形成一组以 接触点 O 为中心的中央硫、边缘密的圆环条纹，称 为牛顿环。
II12 00..906016 V0.0814
所以，在平行板表面反射率较低的情况下，通常应
用的是反射光的等倾干涉。
35
2）楔形平板产生的干涉——等厚干涉 扩展光源中的某点 S0 发出一束光，经楔形板两表面 反射的两支光相交于 P 点，产生干涉，其光程差为
n ( A B B C ) n 0 ( A P A C )
23
②等倾亮圆环的半径
一般情况下，1N 和 2N 都很小，近似有 nn01N/ 2N
1 c o s2 N 2 2 N /2 n 0 21 2 N /2 n 2 ，因而由上式可得
1Nn10
n N1
h
(23)
2 n h ( 1 c o s2 N ) ( N 1 ） ]
1 c o s2 N 2 2 N /2 n 0 21 2 N /2 n 2
光的干涉和衍射ppt课件
36
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
珍宝鉴定
1985年，加拿大文物保护协会（CCT）的科学家们就 利用X光射线衍射分析方法对一件被作为凡高作品出 售的油画颜料进行了分析鉴定。科学家从这幅油画 的颜料中发现了大量的金红石的存在。作为白色颜 料的使用，二氧化钛一般以两种状态存在：金红石 和锐钛矿。锐钛矿作为白色颜料使用是从1925年开 始的，而金红石作为白色颜料直到1938年才开始生 产。因为金红石的存在，使得这幅油画的创作时间 不可能早于1938年，这与凡高的生活时期（1853年1890年）是不相符的，因而可以断定这幅被鉴定的 油画是一幅赝品。
2、由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点 上，不会产生干涉现象．这是因为( ) A．两个光源发出光的频率不同 B．两个光源发出光的强度不同 C．两个光源的光速不同 D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
16
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
光的干涉图样： 单色光：
明暗相间的条纹，且条纹间距相等。 两相邻亮纹（或暗纹）间距离与光的波长有关。
8
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
单色光的干涉图样：
9
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
• 干涉图样：条纹等宽等亮
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
珍宝鉴定
1985年，加拿大文物保护协会（CCT）的科学家们就 利用X光射线衍射分析方法对一件被作为凡高作品出 售的油画颜料进行了分析鉴定。科学家从这幅油画 的颜料中发现了大量的金红石的存在。作为白色颜 料的使用，二氧化钛一般以两种状态存在：金红石 和锐钛矿。锐钛矿作为白色颜料使用是从1925年开 始的，而金红石作为白色颜料直到1938年才开始生 产。因为金红石的存在，使得这幅油画的创作时间 不可能早于1938年，这与凡高的生活时期（1853年1890年）是不相符的，因而可以断定这幅被鉴定的 油画是一幅赝品。
2、由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点 上，不会产生干涉现象．这是因为( ) A．两个光源发出光的频率不同 B．两个光源发出光的强度不同 C．两个光源的光速不同 D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
16
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
光的干涉图样： 单色光：
明暗相间的条纹，且条纹间距相等。 两相邻亮纹（或暗纹）间距离与光的波长有关。
8
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
单色光的干涉图样：
9
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
• 干涉图样：条纹等宽等亮
第讲光的干涉衍射和偏振(共31张PPT)
深化拓展
栏目索引
答案 D 金属丝圈的转动,改变不了肥皂液薄膜的上薄下厚的形状,由
干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关,仍然是 水平的干涉条纹,A、B、C错误,D正确。
深化拓展
2-2 (多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫 起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图所示,这时可以看到亮暗相
栏目索引
第2讲 光的干涉、衍射 和偏振
知识梳理
知识梳理
栏目索引
一、光的干涉
1.光的干涉:在两列光波的叠加区域,某些区域的光被加强,出现亮条纹, 某些区域的光被减弱,出现暗条纹,且加强区域和减弱区域互相间隔的
现象叫做光的干涉现象。
2.干涉的条件:两列① 频率相同 、振动步调差别恒定(即相位差恒 定)的光相遇。
2.用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时,以下推断正确的是
( A)
A.狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时,双缝就成了两个振动情况总
是相同的光源
B.若入射光是白光,则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹 C.像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时,该点处一定是
亮条纹 D.双缝干涉中亮条纹之间的距离相等,暗条纹之间的距离不相等
光的直线3.传下播面现象四、种反射光现现象 象,与光的干涉有关的是 (
3-1 如图所示,a、b、c、d四个图样是不同的单色光形成的双缝干涉
)
C
或单缝衍射图样。
用平行光照射不透光的小圆盘,在圆盘的影的中心形成泊松亮斑
(1)检查精密零件的表面是否平整
(2)水平状的明暗相间的条纹,同一条纹对应薄膜的厚度相等。
n 生全反射,选项A、B、D错误。条纹间距Δx= λ,λ红>λ紫L ,因此Δx红>Δx紫,C
光的干涉(共30张PPT)
r1
激光束
S 四、明（暗）条纹的间距
（2）当路程差为半波长的奇数倍时，形成暗条纹。 1
室内的白炽灯是各种独立的光源，不符合产生干涉的条件。 光的干涉
do 通过实验初步认识薄膜干涉现象，了解其应用。
r2
1、产生稳定干涉的条件：两列光的频率（颜色）相同。
S M 四、明（暗）条纹的间距
D．单色光f1照射时出现暗条纹,单色光f2照射时出现明条2纹
后面的屏上观察光的干涉情 况。
新课内容
二、双缝干涉图样
单色光
白光
新课内容
二、双缝干涉图样
图样有何特征？
屏
单色激光束
暗条纹的中心线
S1
暗条纹的中心线
亮条纹的中心线
S2
亮条纹的中心线
中央亮条纹
双缝
明暗相间
条纹等间距
思考讨论：光屏上何处出现亮条纹？何处出现暗条纹？
单色激光束
新课内容
三、决定明暗条纹的条件
第十三章 光
肥皂泡呈现五颜六色的原因是什么？
第3节
光的干涉
学习目标
1．通过实验观察认识光的干涉现象，知道干涉现象是光的波动性证 据。 2．理解光的双缝干涉现象的产生原理。知道光屏上出现亮条纹和暗 条纹的条件。
3.掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式及推导过程。
4.观察双缝干涉图样，掌握实验方法。
5.通过实验初步认识薄膜干涉现象，了解其应用。
x l
d
新课内容
五、光的干涉应用
1.薄膜干涉---肥皂泡上的彩色条纹
此处发 生干涉 现象
空气
a b
S
B
A
薄膜
薄膜前后两个面的反 射光发生了干涉
光的干涉 课件
3 光的干涉
一、杨氏干涉实验 1.物理史实: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,开始让人们认识到光的波动性。
2.双缝干涉实验: (1)实验过程:让一束平行的_完__全__相__同__的单色光投射到一个有 两条狭缝S1和S2的挡板上,两狭缝相距很近,两狭缝就成了两个 波源,它们的频率、相位和振动方向总是_相__同__的,两个光源发 出的光在挡板后面的空间互相叠加发生_干__涉__。 (2)实验现象:在屏上得到_明__暗__相__间__的条纹。 (3)实验结论:光是一种_波__。
缝、双缝和光屏。
2.单缝屏的作用:获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动 情况。如果用激光直接照射双缝,可省去单缝屏。杨氏那时没 有激光,因此他用强光照射一条狭缝,通过这条狭缝的光再通过 双缝产生相干光。 3.双缝屏的作用:平行光照射到单缝S上,又照射到双缝S1、S2 上,这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相 干光。
A.a光的频率较大 C.a光的波长较大
B.b光的频率较大 D.b光的波长较大
【解析】选B、C。由干涉图样可知a光的干涉条纹间距大于b光
的条纹间距,由Δx= l λ知a光的波长大于b光的波长,又由
d
c=λν知,b光的频率大于a光的频率,A、D错误,B、C正确。
2.(2014·泰安高二检测)在光的双缝干涉现象里,下列描述正确 的是( ) A.用白光做光的干涉实验时,偏离中央亮条纹较远的是波长较 长的红光 B.用白光做光的干涉实验时,偏离中央亮条纹较远的是波长较 短的紫光 C.相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的 D.在双缝干涉现象里,把入射光由红光换成紫光,相邻两个亮条 纹间距将变宽
【标准解答】在双缝干涉实验中,单缝的作用是形成线光源,双 缝的作用是形成振动情况相同的相干光源。当单缝旋转时,双 缝被照亮的面积减小,双缝虽然仍能形成相干光源,但由于通过 双缝的光能量减少,所以屏上仍能产生干涉条纹,但条纹变暗。 当双缝旋转时,同样会导致干涉条纹变暗。同时,干涉条纹保持 与双缝平行,也随双缝的旋转而旋转。 答案:见标准解答
一、杨氏干涉实验 1.物理史实: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,开始让人们认识到光的波动性。
2.双缝干涉实验: (1)实验过程:让一束平行的_完__全__相__同__的单色光投射到一个有 两条狭缝S1和S2的挡板上,两狭缝相距很近,两狭缝就成了两个 波源,它们的频率、相位和振动方向总是_相__同__的,两个光源发 出的光在挡板后面的空间互相叠加发生_干__涉__。 (2)实验现象:在屏上得到_明__暗__相__间__的条纹。 (3)实验结论:光是一种_波__。
缝、双缝和光屏。
2.单缝屏的作用:获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动 情况。如果用激光直接照射双缝,可省去单缝屏。杨氏那时没 有激光,因此他用强光照射一条狭缝,通过这条狭缝的光再通过 双缝产生相干光。 3.双缝屏的作用:平行光照射到单缝S上,又照射到双缝S1、S2 上,这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相 干光。
A.a光的频率较大 C.a光的波长较大
B.b光的频率较大 D.b光的波长较大
【解析】选B、C。由干涉图样可知a光的干涉条纹间距大于b光
的条纹间距,由Δx= l λ知a光的波长大于b光的波长,又由
d
c=λν知,b光的频率大于a光的频率,A、D错误,B、C正确。
2.(2014·泰安高二检测)在光的双缝干涉现象里,下列描述正确 的是( ) A.用白光做光的干涉实验时,偏离中央亮条纹较远的是波长较 长的红光 B.用白光做光的干涉实验时,偏离中央亮条纹较远的是波长较 短的紫光 C.相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的 D.在双缝干涉现象里,把入射光由红光换成紫光,相邻两个亮条 纹间距将变宽
【标准解答】在双缝干涉实验中,单缝的作用是形成线光源,双 缝的作用是形成振动情况相同的相干光源。当单缝旋转时,双 缝被照亮的面积减小,双缝虽然仍能形成相干光源,但由于通过 双缝的光能量减少,所以屏上仍能产生干涉条纹,但条纹变暗。 当双缝旋转时,同样会导致干涉条纹变暗。同时,干涉条纹保持 与双缝平行,也随双缝的旋转而旋转。 答案:见标准解答
《光的干涉》课件
实验原理：当光波入射到薄膜表面时 ，反射光和透射光会发生干涉，形成
特定的干涉条纹。
实验步骤
1. 制备不同厚度的薄膜样品。
2. 将光源对准薄膜，使光波入射到薄 膜表面。
3. 观察薄膜表面的干涉条纹，分析干 涉现象与薄膜厚度的关系。
迈克尔逊干涉仪
实验目的：利用迈克尔逊干涉仪观察不同波长的光的干 涉现象。 实验步骤
2. 将不同波长的光源依次对准迈克尔逊干涉仪。
实验原理：迈克尔逊干涉仪通过分束器将一束光分为两 束，分别经过反射镜后回到分束器，形成干涉。
1. 调整迈克尔逊干涉仪，确保光路正确。
3. 观察不同波长光的干涉条纹，分析干涉现象与波长 的关系。
04
光的干涉的应用
光学干涉测量技术
干涉仪的基本原理
干涉仪利用光的干涉现象来测量长度、角度、折射率等物理量。干涉仪的精度极高，可以达到纳米级 别。
光的波动性是指光以波的形式传播， 具有振幅、频率和相位等波动特征。
光的干涉是光波动性的具体表现之一 ，当两束或多束相干光波相遇时，它 们会相互叠加产生加强或减弱的现象 。
波的叠加原理
波的叠加原理是物理学中的基本原理之一，当两列波相遇时，它们会相互叠加， 形成新的波形。
在光的干涉中，当两束相干光波相遇时，它们的光程差决定了干涉加强或减弱的 位置。
多功能性
光学干涉技术将向多功能化发展，实现同时进行 多种参数的测量和多维度的信息获取。
光学干涉技术的挑战与机遇
挑战
光学干涉技术面临着测量精度、 稳定性、实时性等方面的挑战， 需要不断改进和完善技术方法。
机遇
随着科技的不断进步和应用需求 的增加，光学干涉技术在科学研 究、工业生产、医疗等领域的应 用前景将更加广阔。
特定的干涉条纹。
实验步骤
1. 制备不同厚度的薄膜样品。
2. 将光源对准薄膜，使光波入射到薄 膜表面。
3. 观察薄膜表面的干涉条纹，分析干 涉现象与薄膜厚度的关系。
迈克尔逊干涉仪
实验目的：利用迈克尔逊干涉仪观察不同波长的光的干 涉现象。 实验步骤
2. 将不同波长的光源依次对准迈克尔逊干涉仪。
实验原理：迈克尔逊干涉仪通过分束器将一束光分为两 束，分别经过反射镜后回到分束器，形成干涉。
1. 调整迈克尔逊干涉仪，确保光路正确。
3. 观察不同波长光的干涉条纹，分析干涉现象与波长 的关系。
04
光的干涉的应用
光学干涉测量技术
干涉仪的基本原理
干涉仪利用光的干涉现象来测量长度、角度、折射率等物理量。干涉仪的精度极高，可以达到纳米级 别。
光的波动性是指光以波的形式传播， 具有振幅、频率和相位等波动特征。
光的干涉是光波动性的具体表现之一 ，当两束或多束相干光波相遇时，它 们会相互叠加产生加强或减弱的现象 。
波的叠加原理
波的叠加原理是物理学中的基本原理之一，当两列波相遇时，它们会相互叠加， 形成新的波形。
在光的干涉中，当两束相干光波相遇时，它们的光程差决定了干涉加强或减弱的 位置。
多功能性
光学干涉技术将向多功能化发展，实现同时进行 多种参数的测量和多维度的信息获取。
光学干涉技术的挑战与机遇
挑战
光学干涉技术面临着测量精度、 稳定性、实时性等方面的挑战， 需要不断改进和完善技术方法。
机遇
随着科技的不断进步和应用需求 的增加，光学干涉技术在科学研 究、工业生产、医疗等领域的应 用前景将更加广阔。
光学光干涉习题
习题课
习题课－光的干涉
例1 在杨氏双缝实验中,双缝间距d=0.20mm，缝屏间距D=1.0m，
试求：(1) 若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm，计算此单
色光的波长； (2)相邻两明条纹间的距离．
解: 其任意点P的光程差为：
y
r2 r1 k
由几何关系：r2
r1
d
y D
由明纹干涉条件可得：
2ne
2
k
(2k
1)
明纹
暗纹
2
其中：e r 2 / 2R
对明纹来说：
当n=1时，
38R (1.40102 )2
r2 (2k 1)R / 2n
当n=?时，
38R / n (1.27102 )2
即第10级亮环直径为
d120 38R / n
n 1.402 /1.272 1.22
习题课－光的干涉
s1
d
s2
r1
P
r2
O
D
(1)明条纹离屏中心的距离y k D
d
(2)相邻明条纹间距离 y D
d
yd kD
600.0nm
y 3.0mm
习题课－光的干涉
例2 在双缝装置中，用一很薄的云母片(n=1.58)覆盖其中的一条 缝，结果使屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明 纹的位置．若入射光的波长为550.0nm，求此云母片的厚度．
则用1时第3条暗环的半径为：
r kR1 1.85mm
e r2 / 2R
R
re
2e
2
k
(2k
1)
明纹
暗纹
2
习题课－光的干涉
例7 当牛顿环状之中的透镜与玻璃之间的空间充以液体时，第 10级亮环的直径由d1=1.40×10-2m变为d2=1.27×10-2m ，求液体 的折射率。
习题课－光的干涉
例1 在杨氏双缝实验中,双缝间距d=0.20mm，缝屏间距D=1.0m，
试求：(1) 若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm，计算此单
色光的波长； (2)相邻两明条纹间的距离．
解: 其任意点P的光程差为：
y
r2 r1 k
由几何关系：r2
r1
d
y D
由明纹干涉条件可得：
2ne
2
k
(2k
1)
明纹
暗纹
2
其中：e r 2 / 2R
对明纹来说：
当n=1时，
38R (1.40102 )2
r2 (2k 1)R / 2n
当n=?时，
38R / n (1.27102 )2
即第10级亮环直径为
d120 38R / n
n 1.402 /1.272 1.22
习题课－光的干涉
s1
d
s2
r1
P
r2
O
D
(1)明条纹离屏中心的距离y k D
d
(2)相邻明条纹间距离 y D
d
yd kD
600.0nm
y 3.0mm
习题课－光的干涉
例2 在双缝装置中，用一很薄的云母片(n=1.58)覆盖其中的一条 缝，结果使屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明 纹的位置．若入射光的波长为550.0nm，求此云母片的厚度．
则用1时第3条暗环的半径为：
r kR1 1.85mm
e r2 / 2R
R
re
2e
2
k
(2k
1)
明纹
暗纹
2
习题课－光的干涉
例7 当牛顿环状之中的透镜与玻璃之间的空间充以液体时，第 10级亮环的直径由d1=1.40×10-2m变为d2=1.27×10-2m ，求液体 的折射率。
十三章 光 第三节 光的干涉(30张幻灯片)
(2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹． (3)实验结论：光是一种波． (4)现象解释：S1和S2相当于两个频率、相位和振动方向相 同的波源，当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶 数倍时(即恰好等于波长的整数倍时)，两列光波在这点相互加 强，出现明条纹；当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波 长的奇数倍时，两列光波在这点相互削弱，出现暗条纹．
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高中物理课件
第三节
光的干涉
明确要求
课标解读 把握方向
学业有成
1．观察干涉现象，认识干涉条纹的特点． 2．能阐述干涉现象的成因及明暗条纹的位置特点． 3．知道相干光源的概念和产生干涉现象的条件．
教材知识梳理 感受自主学习 收获成果
一、杨氏干涉实验 1．物理史实：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，开始让人们认识到光的波动性． 2．双缝干涉实验： (1)实验过程：让一束平行的完全相同的单色光投射到一 个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成 了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个 光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉．
S1、S2是两个频率相同，振动状况相同的光源，两列波传 到O点时，经过相同的距离后到达O点，在O点两列光的振动 状况也是相同的，O点就是一个振动加强的点，所以O点将出 现亮条纹，若两列光波到屏上某一点P的光程差(r2－r1)为半波 长的偶数倍，这一点将出现亮条纹；若两列光波到达屏上某点 Q的光程差为半波长的奇数倍，这一点将出现暗条纹．即光程 差Δx＝± nλ(n＝0,1,2,3…)出现亮条纹；Δx＝(2n＋1) 0,1,2,3…)出现暗条纹． λ 2 (n＝
间距是不等的，条纹间距是相邻的两个明条纹或暗条纹中心之 间的距离，条纹间距在干涉图样中是相等的．
光的干涉ppt课件
L
结论: 1.λ、θ一定时,相邻条纹等间距 2.λ一定时，劈尖θ角越小,ΔL越大,条纹越稀疏
3.θ一定时,λ越大,ΔL越大,条纹越稀疏
2、薄膜干涉的应用
①检验平面平整度
取一个透明的标准样板，放在待 检查的部件表面并在一端垫一薄 片，使样板的平面与被检查的平 面间形成一个楔形空气膜，用单 色光从上面照射，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。
1.某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双
缝屏，C为光屏。当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹,
移走B后,C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是( )
B
A.单缝S太窄
B.单缝S太宽
C.S到S1和S2距离不相等
D.阳光不能作为光源
2.如图是双缝干涉实验装置示意图，使用波长为600 nm的橙色光照射
3.光的干涉
【复习回顾】 1.两列波发生干涉的条件？
①频率相同；②相位差恒定；③振动方向相同
2.两列波(步调相同）干涉时，振动加强的点和振动减弱的点如何判断？
振动始终加强点： 振动始终减弱点：
3.光能不能够发生干涉呢？为什么？
能，干涉是波特有的现象。
4.如果光波发生干涉，你可能看到一幅什么样的图景呢？
思考：条纹弯曲的地 方是凸起还是凹下？
检测面不平整
标准样板 劈尖空气薄层
待检部件
检测面平整
亮亮 亮
θ
d1 d2 d2
ab
检测面凹下
若检测面某处凹下，则对应的明条纹提前出现。
同理可推： 若检测面某处凸起，则对应的明条纹延后出现。
检测面凸起
生活中我们经常见到光的干涉现象:
新培优高中物理选修课件第十三章光的干涉
应用领域
迈克尔逊干涉仪在光学测量 、光学元件检测、光谱分析 等领域具有广泛的应用价值 。
光的干涉技术应用
05
精密测量中的应用
长度测量
利用光的干涉原理，可以精确测 量微小长度，如光学表面反射镜 的微小位移、微小裂缝的宽度等
。
厚度测量
通过测量光在不同介质界面上的反 射或透射产生的干涉条纹，可以精 确测定透明材料的厚度，如玻璃、 薄膜等。
新培优高中物理选修课 件第十三章光的干涉
汇报人：XX 20XX-02-05
目录
• 引言 • 光源与相干光 • 光的干涉原理 • 典型干涉实验 • 光的干涉技术应用 • 光的干涉与其他物理现象的联系
引言
01
光的波动性与干涉现象
01
02
03
光的波动性
光是一种电磁波，具有波 动性质，如衍射、干涉等 。
光，再使它们相遇产生干涉，如迈克尔逊干涉仪。
03
激光干涉
利用激光的单色性、相干性和方向性好的特点，通过特定的光路设计获
得相干光并进行干涉实验，如激光干涉引力波天文台（LIGO）等。
光的干涉原理
03
波的叠加原理
波的独立性原理
几列波相遇时，每列波都能够保持各 自的状态继续传播，而不互相干扰。
叠加原理
薄膜干涉实验
实验装置
包括光源、薄膜、反射镜等部 分，用于产生和观察薄膜干涉
现象。
干涉原理
当光波在薄膜的前后两个表面 反射后，会在某些特定条件下 发生叠加，形成干涉现象。
条纹特点
干涉条纹的形状和分布与薄膜 的厚度、折射率等因素有关， 通常呈现出同心圆或平行条纹 等形状。
应用领域
薄膜干涉实验在光学薄膜、光 学元件的制造和检测等领域具
大学物理光的干涉习题课
2 n 2 e cos k
k max 2n2e 2 1 . 50 1 . 00 10 6 . 328 10
7 5
S
n1
R n2 e f
中心亮斑的干涉级最高，为kmax，其 = 0，有：
47 . 4
d
应取较小的整数，kmax = 47（能看到的最高干涉级为第47级亮斑）． 最外面的亮纹干涉级最低，为kmin，相应的入射角为 im = 45(因R=d), 相应的折射角为m，据折射定律有
2.如图所示，在双缝干涉实验中 SS1= SS2，用波长 为 的光照射双缝 S1和 S2 ，通过空气后在屏幕E 上形成干涉条纹，已知 P 点处为第三级明条纹， 3 则 S1 和 S2 到 P 点的光程差为，若将整个 装置放在某种透明液体中，P 点为第四级明条纹， 则该液体的折射率 n =______。 1.33
ek 1 ek
A B 图 a
2
[ B ] 4. 用波长为1的单色光照射空气劈形膜，从反射光干涉条纹中观察到劈 形膜装置的A点处是暗条纹．若连续改变入射光波长，直到波长变为2 (2＞1)时，A点再次变为暗条纹．求A点的空气薄膜厚度． 解：设Ａ点处空气薄膜的厚度为ｅ，则有
2e 1 2
S1 S S2
r1 r2
P
r2 r1 k , ( k 3 )
n ( r2 r1 ) 4 , 3n 4 n 4 / 3 1 . 33
3. 如图a所示，一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖，用波 长＝500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射．看到的反射光的干涉条 纹如图b所示．有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分 的连线相切．则工件的上表面缺陷是 (A) 不平处为凸起纹，最大高度为500 nm． (B) 不平处为凸起纹，最大高度为250 nm． (C) 不平处为凹槽，最大深度为500 nm． (D) 不平处为凹槽，最大深度为250 nm．
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√ （C）向棱边方向平移，条纹间隔不变；
（D）向远离棱边方向平移，条纹间隔不变；
（E）向远离棱边方向平移，条纹间隔变小。
[]
思考：若上面平玻璃以棱边为轴缓慢向上转动？
3. 把牛顿环装置(都是用折射率为1.5的玻璃制 成)由空气搬入折射率为1.33的水中,则干涉条 纹将如何改变?
解:
r kR
n
n r 变密
牛顿环与 空气劈尖一样由空气构成
例题:将折射率为1.4的薄膜放入迈克尔逊干涉仪的一 臂时,由此产生7条条纹的移动.如果实验用光源的波 长为589.6nm,则膜厚e=_________.
解: 设光路原长为L2,插入后
光路的光程变为:
L2-2e+2ne= L2 +2(n-1)e 光程改变2(n-1)e
5、一束波长为的单色光由空气垂直入 射到 折射率为 n透明薄膜上 ，要使反 射光干涉加强，则薄膜最小厚度是：
A)
4
B)
4n
C) 2
D)
2n
6. 两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行 光垂直照射，若上面平玻璃缓慢向上平移，则干涉条纹：
√ （A）向棱边方向平移，条纹间隔变小；
（B）向棱边方向平移，条纹间隔变大；
（1）同频率 光的相干条件 （2）同振动方向
（3）同位相或位相差恒定。
相干 方法
1.分波阵面法： （1）杨氏双缝干涉 （2）菲涅耳双面镜 （3）洛埃镜
2.分振幅法： （1）劈尖 （2）牛顿环 （3）薄膜干涉
1、光程是 (A)光在介质中传播的几何路程. (B)光在介质中传播的几何路程乘以介质的
折射率. (C)在相同时间内，光在真空中传播的路程. (D)真空中的波长乘以介质的折射率.
3. 若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃
制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中，则干涉
条纹 （C ）
(A) 中心暗斑变成亮斑． (B) 变疏．
(C) 变密．
(D) 间距不变．
4.如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置
上当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离 单色光
平面玻璃时，可以观察到这些环状干
镜 头
1.52 n3
k1,emin4n2 99.3nm
透射光
解法二：
从反射光来看
2n2e(2k1)2
e膜
镜
e(2k1) 4n2
头
k0,emin4n2 99.3nm
反射光 1 n1 1.38 n2
1.52 n3
1.在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中,
用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉条纹
膜覆盖在图中的S1缝后面，求上述第五级明条纹的坐标X‘
r2' (r1' ene)5
S1
P
S
O
r2 ' r1 '(n1)e5
S2
S1
dx' (n1)e5
D
x '
S2
r 1'
X’
r
' 2
X
O
D
4、在双缝实验中，两缝原宽度相等，若 其中一缝略微变宽，则
A)条纹间距变宽 B)条纹间距变窄 C)间距不变，但暗纹不暗 D）不再发生干涉现象
ne
2(n1)e k
e k 515(9nm)
2(n1)
M2
M1
7、在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜M移动0.620mm
的过程中，观察到2300 条条纹移动，则单色光波长
。
M1
N x S
2
A M2
B
2 x = 5391 Å
N
4.硅片(n=4)上的二氧化硅(n=1.5)薄膜对由空气 中垂直入射的570nm的黄光反射增强,则该薄膜 的厚度至少应是多少?
从反射光中观察干涉条纹，距顶点为
L处是暗条纹．使劈尖角 q 连续变大， q
直到该点处再次出现暗条纹为止．劈
，则在接触点 P 处形成的圆斑为
_右__半__部__暗__，__左__半__部__明___
1.62 1.52 1.62 1.75 P 1.52
图中数字为各处的折射
2.一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率
为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反 射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为___/ (_4_n)
解: 2 ne k
ek k 1
2n
1
n=1.5 4
e 190nm
2n
例题: 在折射率为n3=1.52的照相机镜头表面 镀一层折射率为n2=1.38的增透膜,若此膜仅 适用于波长=550nm的光,则此膜的最小厚
度为多少?
解法一：从透射光来看
2n2e2k
e膜
1 n1 1.38 n2
1
e(k ) 2 2n2
S S2
O
ห้องสมุดไป่ตู้
＝ 50A 00的单色光垂直照射双缝。
（1）求原点O上方的第五级明条纹的坐标X。
（2）如果用厚度 e1.0102mm ，折射率 n=1.58的透明薄
膜覆盖在图中的S1缝后面，求上述第五级明条纹的坐标X‘
解题思路：
(1)
d
x D
5
x6mm
（2）如果用厚度 e1.0102mm ，折射率 n=1.58的透明薄
空气
涉条纹将如何运动？
___向__中__心__收__缩___
5.在玻璃(折射率n2＝1.60)表面镀一层MgF2 (折 射 率 n2＝1.38) 薄 膜 作 为 增 透 膜 ． 为 了 使 波 长 为 500 nm(1nm=109m)的光从空气(n1＝1.00)正入射
时 尽 可 能 少 反 射 ， MgF2 薄 膜 的 最 少 厚 度 应 是
__9_0_._6_n_m__ 2 n 2 e(2 k 1 ) 2， e(2 k 4 n 2 1 )其 k 取 中 0
6. 在空气中有一劈形透明膜，其劈尖角q＝ 1.0×10-4rad，在波长＝700 nm的单色光垂直照射
下，测得两相邻干涉明条纹间距l＝0.25 cm，由此 可知此透明材料的折射率n＝__1_.4_0__
leks1i qn ek2nsiqn2 nq
7.如图所示，波长为的平行单色光垂直照射到两
个劈形膜上，两劈尖角分别为q1和q 2，折射率分
别为n1和n2，若二者分别形成的
干涉条纹的明条纹间距相等，则q1 ,
q2，n1和n2之间的关系是_n_1_q_1 _=_n_2_q2___．n1 q1
q2
n2
8. 用波长为的单色光垂直照射到空气劈形膜上，
2、在双缝干涉实验装置中，若 两缝间隔增大，则屏幕上条纹
S1
P
间隔__变__密___ ；若单色光波长减 S S2
O
小，则__变__密___。
d x k
D
x D k
d
D
D
xk 1xkd[(k 1 ) 1 ]d
3、双缝干涉实验装置如图所示,
双缝与屏之间的距离D=120cm,
S1
P
两缝之间的距离d=0.50mm,用波长
（D）向远离棱边方向平移，条纹间隔不变；
（E）向远离棱边方向平移，条纹间隔变小。
[]
思考：若上面平玻璃以棱边为轴缓慢向上转动？
3. 把牛顿环装置(都是用折射率为1.5的玻璃制 成)由空气搬入折射率为1.33的水中,则干涉条 纹将如何改变?
解:
r kR
n
n r 变密
牛顿环与 空气劈尖一样由空气构成
例题:将折射率为1.4的薄膜放入迈克尔逊干涉仪的一 臂时,由此产生7条条纹的移动.如果实验用光源的波 长为589.6nm,则膜厚e=_________.
解: 设光路原长为L2,插入后
光路的光程变为:
L2-2e+2ne= L2 +2(n-1)e 光程改变2(n-1)e
5、一束波长为的单色光由空气垂直入 射到 折射率为 n透明薄膜上 ，要使反 射光干涉加强，则薄膜最小厚度是：
A)
4
B)
4n
C) 2
D)
2n
6. 两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行 光垂直照射，若上面平玻璃缓慢向上平移，则干涉条纹：
√ （A）向棱边方向平移，条纹间隔变小；
（B）向棱边方向平移，条纹间隔变大；
（1）同频率 光的相干条件 （2）同振动方向
（3）同位相或位相差恒定。
相干 方法
1.分波阵面法： （1）杨氏双缝干涉 （2）菲涅耳双面镜 （3）洛埃镜
2.分振幅法： （1）劈尖 （2）牛顿环 （3）薄膜干涉
1、光程是 (A)光在介质中传播的几何路程. (B)光在介质中传播的几何路程乘以介质的
折射率. (C)在相同时间内，光在真空中传播的路程. (D)真空中的波长乘以介质的折射率.
3. 若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃
制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中，则干涉
条纹 （C ）
(A) 中心暗斑变成亮斑． (B) 变疏．
(C) 变密．
(D) 间距不变．
4.如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置
上当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离 单色光
平面玻璃时，可以观察到这些环状干
镜 头
1.52 n3
k1,emin4n2 99.3nm
透射光
解法二：
从反射光来看
2n2e(2k1)2
e膜
镜
e(2k1) 4n2
头
k0,emin4n2 99.3nm
反射光 1 n1 1.38 n2
1.52 n3
1.在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中,
用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉条纹
膜覆盖在图中的S1缝后面，求上述第五级明条纹的坐标X‘
r2' (r1' ene)5
S1
P
S
O
r2 ' r1 '(n1)e5
S2
S1
dx' (n1)e5
D
x '
S2
r 1'
X’
r
' 2
X
O
D
4、在双缝实验中，两缝原宽度相等，若 其中一缝略微变宽，则
A)条纹间距变宽 B)条纹间距变窄 C)间距不变，但暗纹不暗 D）不再发生干涉现象
ne
2(n1)e k
e k 515(9nm)
2(n1)
M2
M1
7、在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜M移动0.620mm
的过程中，观察到2300 条条纹移动，则单色光波长
。
M1
N x S
2
A M2
B
2 x = 5391 Å
N
4.硅片(n=4)上的二氧化硅(n=1.5)薄膜对由空气 中垂直入射的570nm的黄光反射增强,则该薄膜 的厚度至少应是多少?
从反射光中观察干涉条纹，距顶点为
L处是暗条纹．使劈尖角 q 连续变大， q
直到该点处再次出现暗条纹为止．劈
，则在接触点 P 处形成的圆斑为
_右__半__部__暗__，__左__半__部__明___
1.62 1.52 1.62 1.75 P 1.52
图中数字为各处的折射
2.一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率
为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反 射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为___/ (_4_n)
解: 2 ne k
ek k 1
2n
1
n=1.5 4
e 190nm
2n
例题: 在折射率为n3=1.52的照相机镜头表面 镀一层折射率为n2=1.38的增透膜,若此膜仅 适用于波长=550nm的光,则此膜的最小厚
度为多少?
解法一：从透射光来看
2n2e2k
e膜
1 n1 1.38 n2
1
e(k ) 2 2n2
S S2
O
ห้องสมุดไป่ตู้
＝ 50A 00的单色光垂直照射双缝。
（1）求原点O上方的第五级明条纹的坐标X。
（2）如果用厚度 e1.0102mm ，折射率 n=1.58的透明薄
膜覆盖在图中的S1缝后面，求上述第五级明条纹的坐标X‘
解题思路：
(1)
d
x D
5
x6mm
（2）如果用厚度 e1.0102mm ，折射率 n=1.58的透明薄
空气
涉条纹将如何运动？
___向__中__心__收__缩___
5.在玻璃(折射率n2＝1.60)表面镀一层MgF2 (折 射 率 n2＝1.38) 薄 膜 作 为 增 透 膜 ． 为 了 使 波 长 为 500 nm(1nm=109m)的光从空气(n1＝1.00)正入射
时 尽 可 能 少 反 射 ， MgF2 薄 膜 的 最 少 厚 度 应 是
__9_0_._6_n_m__ 2 n 2 e(2 k 1 ) 2， e(2 k 4 n 2 1 )其 k 取 中 0
6. 在空气中有一劈形透明膜，其劈尖角q＝ 1.0×10-4rad，在波长＝700 nm的单色光垂直照射
下，测得两相邻干涉明条纹间距l＝0.25 cm，由此 可知此透明材料的折射率n＝__1_.4_0__
leks1i qn ek2nsiqn2 nq
7.如图所示，波长为的平行单色光垂直照射到两
个劈形膜上，两劈尖角分别为q1和q 2，折射率分
别为n1和n2，若二者分别形成的
干涉条纹的明条纹间距相等，则q1 ,
q2，n1和n2之间的关系是_n_1_q_1 _=_n_2_q2___．n1 q1
q2
n2
8. 用波长为的单色光垂直照射到空气劈形膜上，
2、在双缝干涉实验装置中，若 两缝间隔增大，则屏幕上条纹
S1
P
间隔__变__密___ ；若单色光波长减 S S2
O
小，则__变__密___。
d x k
D
x D k
d
D
D
xk 1xkd[(k 1 ) 1 ]d
3、双缝干涉实验装置如图所示,
双缝与屏之间的距离D=120cm,
S1
P
两缝之间的距离d=0.50mm,用波长