光的干涉和衍射ppt课件
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光的干涉和衍射PPT演示文稿
双缝干涉用白光，屏上则出现彩色条纹，中间为 白色，两侧第一组亮纹从里到外由紫到红依次排 列
4．光的干涉现象证明了光是一种波． 光的颜色由光的频率决定．红光频率最小，在真空 中波长最长，紫光频率最大，在真空中波长最短．由 红到紫频率逐渐增大，在真空中波长逐渐减小．
在同种介质中不同频率的可见光折射率不同，介质 对频率高的折射率大．对红光折射率最小，对紫光折 射率最大，红光传播速度最大，紫光传播速度最小
屏上将呈现彩色条纹
D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将 呈现间距不等的条纹
例2、在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图 12-2-1所示的干涉实验法，A的上表面是一光滑平面， 在 A 的上方放一个透明的平行板 B ， B 与 A 上表面平行， 在它们中间形成一个厚度均匀的空气膜，现在用波长 为λ的单色光垂直照射，同时对A缓 慢加热，在B上方观察到B板的亮度
泊松亮斑．用一束平行光垂直照射到一个不透明的
足够小的圆板上，在圆板背后的阴影中心会出现一
个亮点，亮点周围有环形条纹．这个亮点就是泊松 亮斑，它是光的衍射理论的必然结果．衍射条纹不 是等间距的，中央亮斑亮度最大．若入射光是单色 光，环形条纹明暗相间；若入射光为白光，则环形
条纹是彩色的.
取两只圆柱形铅笔并在一起，两笔间自然留下
置比较，像向顶角方向偏移．
偏折角度．通过棱镜的出射光线和入射光线的夹角，
光的干涉和衍射
S1
S d
r1
θ
P x 干 涉 条 纹 强 光
r2
O D
S2
δ
I
布
分
3
2.条纹分布： 条纹分布： 条纹分布 （1）以单色光入射时： ）以单色光入射时： 已知， 》 设：d、D、λ已知， D》d, θ≈0 、 、 已知 由 S1， S 2 发出的光波到 P 点的波程差为
δ = r2 − r1 ≈ d sin θ
2 1 2 1
若透明片加在上缝后，对中央明纹，有： 若透明片加在上缝后，对中央明纹，
S2 δ
δ = r2 − [(r1 − e) + ne] = r2 − [r1 − (n − 1)e]
令 δ＝0 ⇒ r2 = r1 + (n − 1)e > r1
结论： 透明片加在上缝后 条纹整体向上平移 反之， 透明片加在上缝 向上平移； 结论：1.透明片加在上缝后，条纹整体向上平移；反之， 加在下缝后 条纹整体向下平移 但条纹间距不变。 向下平移， 透明片加在下缝 透明片加在下缝后，条纹整体向下平移，但条纹间距不变。
第20章 光的干涉和衍射 章 §20-1 光波的相干叠加 r r r r r 2 E = E1 + E2 I ∝ E = E1 + E2 + 2 E1 ⋅ E2
一、非相干叠加：I=I1+I2 非相干叠加： 相干叠加： 二、相干叠加： I = I1 + I 2 + 2 I1 I 2 cos ∆φ 相干条件： 相干条件： 1.频率相同； 频率相同； 频率相同 3.有恒定的相位差； 有恒定的相位差； 有恒定的相位差 2.振动方向一致； 振动方向一致； 振动方向一致 4.光程差不太大； 光程差不太大； 光程差不太大
第讲光的干涉衍射和偏振(共31张PPT)
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。
凸起来,则对应条纹延后出现,如图丙所示。(注:“提前”与“延后”不 是指在时间上,而是指由左向右的位置顺序上)
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(2)增透膜
在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂上一层薄膜(如氟化镁),当薄膜的厚
度是入射光在薄膜中波长的 时,在1 薄膜的两个面上的反射光的光程差 恰好等于半波长,因而相互抵消4 ,达到减弱反射光、增大透射光强度的 目的。
°时干涉条纹同方向旋转30°
由于偏转片Q的透振
方正向确不 。变(1,故)光旋转的P路时Q程右差侧r的2-偏r1振=光kλ强(k度=发0,生1,周2…期性)光变屏化,上故A出错现误,C (1)薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂膜)⑤
如凸果起某 来处,则②凹对下应去亮条,纹则延对条后应纹出明现纹。(,如或图暗丙纹所)提示前。出现,如图乙所示;如果某处
答案 C 白炽灯光经过偏振片P后成为偏振光,旋转P时P、Q间偏振
光的衍射与干涉现象
非均匀多缝干涉
复杂性增加
缝隙宽度或缝之间的距离 不相同，导致干涉条纹更 加复杂
计算难度增加
需要进行更加复杂的计算 和分析，考验实验者的能 力
应用挑战
在非均匀多缝干涉中，实 验操作和数据分析面临更 大挑战
多缝衍射与干涉总结
理论与实践
通过实验验证理 论，深化对多缝 衍射与干涉现象
的理解
科研前景
不断探索多缝衍 射与干涉的新理 论，推动科研前
夫琅禾费方程
数学模型描述 角度计算应用
器件应用
光栅 夹杂镜 衍射光栅
单缝衍射总结
单缝衍射作为光学现象的重要分支，研究其特性 与应用具有重要意义。探索衍射背后的物理规律， 可推动光学领域的发展与创新，对光学器件设计 与实验具有指导意义。
● 03
第三章 双缝干涉
杨氏双缝实验
杨氏双缝实验是用来观察双缝干涉Βιβλιοθήκη Baidu象的经典实 验。实验中通过双缝产生的干涉条纹可以证明光 的波动性。
波导光子学器件
光电调制器 件
实现光信号的调 制
波导阵列
用于光通信中的 阵列传输
波导耦合器
实现波导之间的 耦合传输
传感器件
用于光学传感应 用
光子晶体
01 光子晶体结构
具有周期性的光学结构
02 光子带隙
在光子晶体中的能带结构
光的干涉和衍射
插入云母后，P点为零级明纹 1S
2
r2 r1 d nd 0
7 dn 1
d 7 7 550 109 6.6 106 m
n 1 1.58 1
[例20-3] 杨氏双缝的间距为0.2mm，距离屏幕为1m。 （1）若第一到第四明纹距离为7.5mm，求入射光波长。 （2）若入射光的波长为600nm，求相邻两明纹的间距。
n1n2 n3
因为在第一个界面 处有半波损失，所以
1 23
n1
e
n2
23
2n2e
2
n3
反射加强，有
23
2n2e
2
k
增透膜
增反膜
空气
1n2e2
32k
1
4
4
，3
4
，1
2
3
n1
MgF2
e
e
n2
玻璃
n3
n1 n2 n3
n1 n2 n3
§20-4 劈尖等厚干涉
计算两列光的合成光强
E E1 E2
E2 E E (E1 E2 ) (E1 E2 )
E1 E1 E2 E2 2E1 E2
E12 E22 2E1 E2
光学中的光的衍射与干涉
光的干涉定义： 两束或多束光波 在空间某些区域 相遇时，相互叠 加产生加强或减 弱的现象。
干涉条件：频率 相同、振动方向 相同、相位差恒 定。
干涉图样特点： 等间距、等强度 或明暗相间。
双缝干涉实验： 通过双缝产生的 干涉现象，证明 光具有波动性。
干涉的条件
条件：两束或多束相干光波在空间相遇时，会相互叠加产生明暗相间的干涉现象 必要条件：光波具有相同的频率、振动方向和相位关系 产生干涉现象的条件：需要满足光程差等于波长的整数倍 干涉现象的应用：在光学、物理、化学等领域有广泛的应用
光的衍射定义：光在传播过程中遇到障碍物时发生的绕射现象。 衍射现象的分类：单缝衍射、圆孔衍射、多缝衍射等。 衍射现象的应用：光学仪器设计、光谱分析、全息摄影等。 衍射现象的实验展示：通过实验观察光的衍射现象，如单缝衍射实验等。
衍射的分类
衍射的应用
衍射的原理
Part Three
光的干涉
光的干涉现象
联系：衍射和干涉 都是光波传播过程 中产生的一种波动 现象，二者之间存 在一定的联系。
实际应用的联系
光的衍射与干 涉在光学仪器 设计中的相互
影响
光的衍射与干 涉在图像处理 中的协同作用
光的衍射与干 涉在光通信系 统中的互补性
光的衍射与干 涉在生物医学 成像中的联合
应用
THANKS
汇报人：XX
光的干涉和衍射 ppt课件
23
单缝衍射
单缝衍射条纹的特征
1、中央亮纹宽而亮． 2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．
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单缝衍射
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
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单缝衍射
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单缝衍射
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27
单缝衍射
单缝衍射规律
1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条 纹间距大．
2、单缝不变时，光波波长大的（红光）中央 亮纹越宽，条纹间隔越大．
干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。
白光的干涉图样：
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光的干涉
薄膜干涉
让一束光经薄膜的两个表面反射 后，形成的两束反射光产生的干涉 现象叫薄膜干涉．
实验演示
ppt课件
12
请问（1）薄膜干涉中的相干光源来自于 哪里？
薄膜的前后两个反射面
（2）怎样观察才能看到干涉图样？
人与火焰同侧（入射光侧） 薄膜干涉在生产技术中的应用： 用干涉法检查表面是否平整 、增透膜
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光的衍射
ppt课件
19
机械波的衍射
水波、声波都会发生衍射现象，它ppt们课件发生衍射的现象特征是什么？
20
光的衍射
光可以绕过障碍物继续传播的现象叫光的衍射
激
光的干涉和衍射
2．实验原理：如图所示，
电灯发出的光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝S时发生衍 射，这时单缝S相当于一单色光源，衍射光波同时到达双缝和之后，再 次发生衍射，、双缝相当于二个步调完全一致的单色相干光源，透过、 双缝的单色光波在屏上相遇并叠加，、到屏上P点的路程分别是、两列 光波传到P的路程差，设光波波长为λ
（2）光发生明显衍射现象的条件 当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟波长差不多时，光才能 发生明显的衍射现象
缝和孔的衍射现象的规律是相同的：在发生明显衍射的条件下，当 窄缝变窄（或孔变小）时，亮斑的范围变大，条纹间距离变大，而亮度 变暗。
注意关于衍射的表述一定要准确。（区分能否发生衍射和能否发生 明显衍射）
②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环。 ③泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心 出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一。
双缝干涉和单缝衍射的联系与区别
⑴双缝干涉和单缝衍射的图样都是明暗相间的条纹。但双缝干涉的 条纹间距是等宽的，亮度也是均匀的；而单缝衍射的条纹是中央宽，两 边窄，亮度分布也是中央亮两边暗。
★解析：6.3×10-7m2.8×10-2m点拨：依据∆x＝可知：，代入算出波长 为6.3×10-7m．由'=/n求出'=4.7×10-7m，再由公式∆x'＝'得：∆'=2.8×10-2m
【例题】如图所示，在暗室中从单色点光源S直接射到屏上的一束光 在Sb和Sd之间，从S射到平面镜MN再反射到屏上的另一束光在Ma和Nc 之间（是S在平面镜MN的像）。关于这时屏上是否可能出现明暗相间的 条纹，下列说法正确的是（ ）
电灯发出的光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝S时发生衍 射，这时单缝S相当于一单色光源，衍射光波同时到达双缝和之后，再 次发生衍射，、双缝相当于二个步调完全一致的单色相干光源，透过、 双缝的单色光波在屏上相遇并叠加，、到屏上P点的路程分别是、两列 光波传到P的路程差，设光波波长为λ
（2）光发生明显衍射现象的条件 当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟波长差不多时，光才能 发生明显的衍射现象
缝和孔的衍射现象的规律是相同的：在发生明显衍射的条件下，当 窄缝变窄（或孔变小）时，亮斑的范围变大，条纹间距离变大，而亮度 变暗。
注意关于衍射的表述一定要准确。（区分能否发生衍射和能否发生 明显衍射）
②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环。 ③泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心 出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一。
双缝干涉和单缝衍射的联系与区别
⑴双缝干涉和单缝衍射的图样都是明暗相间的条纹。但双缝干涉的 条纹间距是等宽的，亮度也是均匀的；而单缝衍射的条纹是中央宽，两 边窄，亮度分布也是中央亮两边暗。
★解析：6.3×10-7m2.8×10-2m点拨：依据∆x＝可知：，代入算出波长 为6.3×10-7m．由'=/n求出'=4.7×10-7m，再由公式∆x'＝'得：∆'=2.8×10-2m
【例题】如图所示，在暗室中从单色点光源S直接射到屏上的一束光 在Sb和Sd之间，从S射到平面镜MN再反射到屏上的另一束光在Ma和Nc 之间（是S在平面镜MN的像）。关于这时屏上是否可能出现明暗相间的 条纹，下列说法正确的是（ ）
高中物理《光的干涉和光的衍射》PPT教学课件
D、屏上无任何光亮
2、如图所示，是用干涉法检查某厚玻璃的上表面是否 平整的装置，所用单色光做光源，检查中所观察到的干 涉条纹是由下列两个表面反射的光线叠加而成的？( C )
A、a的上表面和b的下表面 B、a的上表面和b的上表面 C、a的下表面和b的上表面
D、 a的下表面和b的下表面
3、下列现象中，属于光的干涉现象的是 [ A ]
A．肥皂泡上的彩色条纹
B．雨后天边出现彩虹
C．早晨东方天边出现红色朝霞
D．荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮
4．点光源照射一个障碍物，在屏上所成的阴影 的边缘部分模糊不清，产生的原因是 [ D ] A．光的反射 B．光的折射
C．光的干涉
D．光的衍射
3、干涉条纹与衍射条纹的区别
干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮 度向两边减弱较慢。
光的干涉
双缝干涉
束激 光 缝双
屏上看到明暗相间的条纹
屏
光的干涉
P1 S1 S2 d P
双缝干涉
P P1 P2
相干波源是哪两个？ 光程差
S1、S2
Δ r =P1S2－P1S1
光的干涉
双缝干涉
请问（1）什么情况下出现明条纹？ 光屏上某点到双缝的路程差（光程差）为 波长的整数倍时，该点出现亮条纹。 D=nλ(n=0、1、3……) （2）什么情况下出现暗条纹？ 光屏上某点到双缝的 P1 路程差（光程差）为半波 长的奇数倍时，该点出现 S1 暗 条 纹 D=(2n+1)λ/2（n=1、 P 3、5……） S2 d
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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
17
3、对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的 是
A．不同的色光有可能发生干涉现象 B．不同的色光不可能发生干涉现象 C．光的强度不同有可能发生干涉现象 D．光的强度不同不可能发生干涉现象
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防伪
• 利用光的衍射现象制作出来的全息衍射防伪标 记。由于防伪标记利用了全息摄像技术，所以 制作成本和难度都较高，能有力的保护消费者 不买到假冒伪劣商品。
37
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。
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光的衍射
19
机械波的衍射
水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？
20
光的衍射
光可以绕过障碍物继续传播的现象叫光的衍射
激
光
束
调节狭
缝宽窄
21
光的衍射
明显衍射条件： 障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多．
22
单缝衍射
23
单缝衍射
单缝衍射条纹的特征
1、中央亮纹宽而亮． 2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．
（2）什么情况下出现暗条纹？
光屏上某点到双缝的
P1
路程差（光程差）为半波长
的奇数倍时，该点出现暗条
S1
P
纹D=(2n+1)λ/2（n=0、1、2、
S2 d
3、……）
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光的干涉
双缝干涉
请问：（1）改用不同颜色的光做该实验，条纹宽 度是否相同？什么颜色的光条纹宽度最大？
红光干涉条纹最宽、紫
光的干涉条纹宽度最窄
钢针的衍射
圆孔衍射
圆屏衍射
31
泊松亮斑
障碍物的衍射：圆形阴影中心有亮点
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衍射光栅
衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形 成的光学仪器。可分为透射光栅和反射光栅
(a) N=1 (b)N=2
(c) N=3
(d)N=4
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干涉图样和衍射图样的区别
• 干涉图样：条纹等宽等亮
• 衍射图样：中间条纹最宽最 亮，两边迅速变窄变暗。
干涉现象是波动独有的特征，两列频率相 同的波在相遇的区域里叠加,出现了某些区域 的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱的 相互间隔的干涉现象。
请问：如果光真的是一种波，就必然会观察到
光的干涉现象，干涉图样将是怎样的？
3
Байду номын сангаас 光的干涉
1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）在实验 室里成功的观察到了光的干涉．
白光的干涉图样：
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光的干涉
薄膜干涉
让一束光经薄膜的两个表面反射 后，形成的两束反射光产生的干涉 现象叫薄膜干涉．
实验演示
12
请问（1）薄膜干涉中的相干光源来自于 哪里？
薄膜的前后两个反射面
（2）怎样观察才能看到干涉图样？ 人与火焰同侧（入射光侧） 薄膜干涉在生产技术中的应用： 用干涉法检查表面是否平整 、增透膜
4
光的干涉
双缝干涉
束激 光 缝双
屏上看到明暗相间的条纹
屏
5
光的干涉
P1
S1
S2 d
P
相干波源是哪两个？ 光程差
双缝干涉
P P1 P2
S1、S2 Δ r =P1S2－P1S1
6
光的干涉
双缝干涉
请问（1）什么情况下出现明条纹？
光屏上某点到双缝的路程差（光程差）为波长的 整数倍时，该点出现亮条纹。D=nλ(n=0、1、2、 3……)
光的干涉和光的衍射
1
复习
什么是机械波? 机械振动在介质中的传播称为机械波
注意:机械波只是机械振动这种振动形
式在介质中的传播
波的叠加
当两列频率相同的两列波在介质中传播 相遇会出现什么现象呢?
2
波的干涉
频率相同的波叠加时,空间某些区域的振幅加 强,另一些区域的振幅减弱,这种现象叫做波的 干涉
波的干涉条件:两列波的频率必须相同
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单缝衍射
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
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单缝衍射
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单缝衍射
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单缝衍射
单缝衍射规律 1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条 纹间距大． 2、单缝不变时，光波波长大的（红光）中央 亮纹越宽，条纹间隔越大． 3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白 色，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，内侧为 紫色．
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自然现象中的衍射
• 抬头透过树叶 缝隙看到的阳 光带有彩色光 晕。就是光的 衍射现象。
35
自然现象中的衍射
神 秘 的 佛 光
是在光的“衍射－反射”成像原理下形成的一种特殊光象，学术界称为“宝 光”。这是一种在云雾山地的地方常见的一种大气光象，以往在峨眉山多见， 故有“峨眉宝光”之说。实际上，“宝光”在黄山、庐山、五台山等地山区， 甚至一些稍有起伏的平原地带也可以看到 。
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圆孔衍射
A S
1、 孔较大时——屏上出现清 晰的光斑
B
2、 孔较小时——屏上出现衍射花样
29
圆孔衍射
衍射图样的特点： 明暗相间的圆形条纹，中央为较大亮斑．
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光的衍射
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能 使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原 因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．历史 上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．
P1
（2）屏到光源距离改 变，条纹宽度会改变 吗？
随屏到光源的距离的
增大而增大
x L
d
注：L>>d
(p )1 S1
P
S2
l
8
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。
9
单色光的干涉图样：
10
光的干涉图样： 白光：
干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。
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干涉法检查表面的平整程度：
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光的干涉
薄膜干涉
增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚 度等于入射光的在薄膜中的波长的1/4时，从薄 膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半 个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量， 增强了透射光的能量，称为增透膜。
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1、下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是 A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出 现暗条纹 D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏 之间的空间却没有干涉发生
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
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3、对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的 是
A．不同的色光有可能发生干涉现象 B．不同的色光不可能发生干涉现象 C．光的强度不同有可能发生干涉现象 D．光的强度不同不可能发生干涉现象
36
防伪
• 利用光的衍射现象制作出来的全息衍射防伪标 记。由于防伪标记利用了全息摄像技术，所以 制作成本和难度都较高，能有力的保护消费者 不买到假冒伪劣商品。
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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。
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光的衍射
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机械波的衍射
水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？
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光的衍射
光可以绕过障碍物继续传播的现象叫光的衍射
激
光
束
调节狭
缝宽窄
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光的衍射
明显衍射条件： 障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多．
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单缝衍射
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单缝衍射
单缝衍射条纹的特征
1、中央亮纹宽而亮． 2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．
（2）什么情况下出现暗条纹？
光屏上某点到双缝的
P1
路程差（光程差）为半波长
的奇数倍时，该点出现暗条
S1
P
纹D=(2n+1)λ/2（n=0、1、2、
S2 d
3、……）
7
光的干涉
双缝干涉
请问：（1）改用不同颜色的光做该实验，条纹宽 度是否相同？什么颜色的光条纹宽度最大？
红光干涉条纹最宽、紫
光的干涉条纹宽度最窄
钢针的衍射
圆孔衍射
圆屏衍射
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泊松亮斑
障碍物的衍射：圆形阴影中心有亮点
32
衍射光栅
衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形 成的光学仪器。可分为透射光栅和反射光栅
(a) N=1 (b)N=2
(c) N=3
(d)N=4
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干涉图样和衍射图样的区别
• 干涉图样：条纹等宽等亮
• 衍射图样：中间条纹最宽最 亮，两边迅速变窄变暗。
干涉现象是波动独有的特征，两列频率相 同的波在相遇的区域里叠加,出现了某些区域 的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱的 相互间隔的干涉现象。
请问：如果光真的是一种波，就必然会观察到
光的干涉现象，干涉图样将是怎样的？
3
Байду номын сангаас 光的干涉
1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）在实验 室里成功的观察到了光的干涉．
白光的干涉图样：
11
光的干涉
薄膜干涉
让一束光经薄膜的两个表面反射 后，形成的两束反射光产生的干涉 现象叫薄膜干涉．
实验演示
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请问（1）薄膜干涉中的相干光源来自于 哪里？
薄膜的前后两个反射面
（2）怎样观察才能看到干涉图样？ 人与火焰同侧（入射光侧） 薄膜干涉在生产技术中的应用： 用干涉法检查表面是否平整 、增透膜
4
光的干涉
双缝干涉
束激 光 缝双
屏上看到明暗相间的条纹
屏
5
光的干涉
P1
S1
S2 d
P
相干波源是哪两个？ 光程差
双缝干涉
P P1 P2
S1、S2 Δ r =P1S2－P1S1
6
光的干涉
双缝干涉
请问（1）什么情况下出现明条纹？
光屏上某点到双缝的路程差（光程差）为波长的 整数倍时，该点出现亮条纹。D=nλ(n=0、1、2、 3……)
光的干涉和光的衍射
1
复习
什么是机械波? 机械振动在介质中的传播称为机械波
注意:机械波只是机械振动这种振动形
式在介质中的传播
波的叠加
当两列频率相同的两列波在介质中传播 相遇会出现什么现象呢?
2
波的干涉
频率相同的波叠加时,空间某些区域的振幅加 强,另一些区域的振幅减弱,这种现象叫做波的 干涉
波的干涉条件:两列波的频率必须相同
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单缝衍射
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
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单缝衍射
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单缝衍射
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单缝衍射
单缝衍射规律 1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条 纹间距大． 2、单缝不变时，光波波长大的（红光）中央 亮纹越宽，条纹间隔越大． 3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白 色，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，内侧为 紫色．
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自然现象中的衍射
• 抬头透过树叶 缝隙看到的阳 光带有彩色光 晕。就是光的 衍射现象。
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自然现象中的衍射
神 秘 的 佛 光
是在光的“衍射－反射”成像原理下形成的一种特殊光象，学术界称为“宝 光”。这是一种在云雾山地的地方常见的一种大气光象，以往在峨眉山多见， 故有“峨眉宝光”之说。实际上，“宝光”在黄山、庐山、五台山等地山区， 甚至一些稍有起伏的平原地带也可以看到 。
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圆孔衍射
A S
1、 孔较大时——屏上出现清 晰的光斑
B
2、 孔较小时——屏上出现衍射花样
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圆孔衍射
衍射图样的特点： 明暗相间的圆形条纹，中央为较大亮斑．
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光的衍射
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能 使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原 因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．历史 上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．
P1
（2）屏到光源距离改 变，条纹宽度会改变 吗？
随屏到光源的距离的
增大而增大
x L
d
注：L>>d
(p )1 S1
P
S2
l
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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。
9
单色光的干涉图样：
10
光的干涉图样： 白光：
干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。
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干涉法检查表面的平整程度：
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光的干涉
薄膜干涉
增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚 度等于入射光的在薄膜中的波长的1/4时，从薄 膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半 个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量， 增强了透射光的能量，称为增透膜。
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1、下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是 A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出 现暗条纹 D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏 之间的空间却没有干涉发生