光的干涉和衍射PPT课件
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《光学》PPT课件
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•沈括（1031～1095年）所著《梦溪笔谈》中，论述了凹面镜、 凸面镜成像的规律，指出测定凹面镜焦距的原理、虹的成因。 培根（1214～1294年）提出用透镜校正视力和用透镜组成望 远镜的可能性。 阿玛蒂（1299年）发明了眼镜。 波特（1535～1561年）研究了成像暗箱。
沈括（1031～1095年） 培根（1214～1294年）
1、光的发射、传播和接收等规律 2、光和其他物质的相互作用。包括光的吸收、散射和色散。 光的机械作用和光的热、电、化学和生理作用（效应）等。 3、光的本性问题
4、光在生产和社会生活中的应用
三、研究方法
实验 ——假设 ——理论 ——实验
3
§0-2 光学发展简史
一、萌芽时期 世界光学的（知识）最早记录，一般书上说是古希腊欧
5
• 克莱门德（公元50年）和托勒玫（公元90～168年）研 究了光的折射现象，最先测定了光通过两种介质分界面 时的入射角和折射角。
• 罗马的塞涅卡（公元前3～公元65年）指出充满水的玻璃 泡具有放大性能。
• 阿拉伯的马斯拉来、埃及的阿尔哈金（公元965～1038 年）认为光线来自被观察的物体，而光是以球面波的形 式从光源发出的，反射线与入射线共面且入射面垂直于 界面。
几里德关于“人为什么能看见物体”的回答，但应归中国的 墨翟。从时间上看，墨翟（公元前468～376年），欧几里德 （公元前330～275年），差一百多年。
墨翟（公元前468～376年）
4
• 从内容上看，墨经中有八条关于光学方面的（钱临照， 物理通极，一卷三期，1951）第一条，叙述了影的定 义与生成；第二条说明光与影的关系；第三条，畅言 光的直线传播，并用针孔成像来说明；第四条，说明 光有反射性能；第五条，论光和光源的关系而定影的 大小；第六、七、八条，分别叙述了平面镜、凹球面 镜和凸球面镜中物和像的关系。欧几里德在《光学》 中，研究了平面镜成像问题，指出反射角等于入射角 的反射定律，但也同时反映了对光的错误认识——从 人眼向被看见的物体伸展着某种触须似的东西。
•沈括（1031～1095年）所著《梦溪笔谈》中，论述了凹面镜、 凸面镜成像的规律，指出测定凹面镜焦距的原理、虹的成因。 培根（1214～1294年）提出用透镜校正视力和用透镜组成望 远镜的可能性。 阿玛蒂（1299年）发明了眼镜。 波特（1535～1561年）研究了成像暗箱。
沈括（1031～1095年） 培根（1214～1294年）
1、光的发射、传播和接收等规律 2、光和其他物质的相互作用。包括光的吸收、散射和色散。 光的机械作用和光的热、电、化学和生理作用（效应）等。 3、光的本性问题
4、光在生产和社会生活中的应用
三、研究方法
实验 ——假设 ——理论 ——实验
3
§0-2 光学发展简史
一、萌芽时期 世界光学的（知识）最早记录，一般书上说是古希腊欧
5
• 克莱门德（公元50年）和托勒玫（公元90～168年）研 究了光的折射现象，最先测定了光通过两种介质分界面 时的入射角和折射角。
• 罗马的塞涅卡（公元前3～公元65年）指出充满水的玻璃 泡具有放大性能。
• 阿拉伯的马斯拉来、埃及的阿尔哈金（公元965～1038 年）认为光线来自被观察的物体，而光是以球面波的形 式从光源发出的，反射线与入射线共面且入射面垂直于 界面。
几里德关于“人为什么能看见物体”的回答，但应归中国的 墨翟。从时间上看，墨翟（公元前468～376年），欧几里德 （公元前330～275年），差一百多年。
墨翟（公元前468～376年）
4
• 从内容上看，墨经中有八条关于光学方面的（钱临照， 物理通极，一卷三期，1951）第一条，叙述了影的定 义与生成；第二条说明光与影的关系；第三条，畅言 光的直线传播，并用针孔成像来说明；第四条，说明 光有反射性能；第五条，论光和光源的关系而定影的 大小；第六、七、八条，分别叙述了平面镜、凹球面 镜和凸球面镜中物和像的关系。欧几里德在《光学》 中，研究了平面镜成像问题，指出反射角等于入射角 的反射定律，但也同时反映了对光的错误认识——从 人眼向被看见的物体伸展着某种触须似的东西。
光的干涉和衍射
λ
α
r1
P
r2
（3）光源不动，上下平移双缝时，结 ）光源不动，上下平移双缝时， 果如何？ 果如何？
d
δ2
α
x O
θ
δ1
D
例题： 的两种光正入射于双缝， 例题：用λ1＝450nm和λ2＝600nm的两种光正入射于双缝， 和 的两种光正入射于双缝 已知， 。（不含中 若D、d已知，求屏上这两种光第二次重叠的位置。（不含中 、 已知 求屏上这两种光第二次重叠的位置。（ 央明纹） 央明纹） 为第n 则有： 解：设重叠处λ1为第 1级，λ2为第 2级，则有： 设重叠处 为第n
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
相邻两明纹间的距离为： 相邻两明纹间的距离为：
D ∆x = xn +1 − xn = λ d
结论：斜入射时，各级条纹沿某方向平移， 结论：斜入射时，各级条纹沿某方向平移，但相邻条纹 间距不变。 间距不变。
10
思考：（ ）中央明纹位于何处？ 思考：（1）中央明纹位于何处？ ：（ （2）斜向上入射时，结果如何？ ）斜向上入射时，结果如何？
9
单色光斜入射时， 、 、 不变 对条纹有何影响？ 不变， 单色光斜入射时，若λ、d、D不变，对条纹有何影响？ 设以α角入射，则 P
α
r1
P
r2
（3）光源不动，上下平移双缝时，结 ）光源不动，上下平移双缝时， 果如何？ 果如何？
d
δ2
α
x O
θ
δ1
D
例题： 的两种光正入射于双缝， 例题：用λ1＝450nm和λ2＝600nm的两种光正入射于双缝， 和 的两种光正入射于双缝 已知， 。（不含中 若D、d已知，求屏上这两种光第二次重叠的位置。（不含中 、 已知 求屏上这两种光第二次重叠的位置。（ 央明纹） 央明纹） 为第n 则有： 解：设重叠处λ1为第 1级，λ2为第 2级，则有： 设重叠处 为第n
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
相邻两明纹间的距离为： 相邻两明纹间的距离为：
D ∆x = xn +1 − xn = λ d
结论：斜入射时，各级条纹沿某方向平移， 结论：斜入射时，各级条纹沿某方向平移，但相邻条纹 间距不变。 间距不变。
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思考：（ ）中央明纹位于何处？ 思考：（1）中央明纹位于何处？ ：（ （2）斜向上入射时，结果如何？ ）斜向上入射时，结果如何？
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单色光斜入射时， 、 、 不变 对条纹有何影响？ 不变， 单色光斜入射时，若λ、d、D不变，对条纹有何影响？ 设以α角入射，则 P
第四章光的衍射-PPT课件
0
1
七、干涉和衍射的联系与区别
干涉和衍射都是波的相干叠加， 但干涉是 有限多个分立光束的相干叠加， 衍射是波阵面
上无限多个子波的相干叠加。 二者又常出现在 同一现象中。 双缝干涉是干涉和衍射的共同效果。
§3 光栅衍射
一、光栅
大量等宽等间距的平行狭缝(或反射面) 构成的光学元件。 从工作原理分
衍射光栅 (透射光栅)
1 I / I0
相对光强曲线
0.017 0.047
2 a
0.047 0.017 0
a
a
2 a
sin
•波长对衍射条纹的影响
•缝宽对衍射条纹的影响
•单缝位置对衍射条纹的影响
•光源位置对衍射条纹的影响
条纹在屏幕上的位置与波长成正比，如果用白 光做光源，中央为白色明条纹，其两侧各级都 为彩色条纹。该衍射图样称为衍射光谱。 3 -2 -1 2 3
A C a
f
o
x
P
B
L
分割成偶数个半波带， P 点为暗纹。
分割成奇数个半波带， P 点为明纹。
二、加强减弱条件
A C a
f
o
x
P
B
L
( k 1 , 2 )减弱 2k 2 a sin k 1 , 2 )加强 （ 2k 1 ） ( 2
B
1 2 3
I
2. 明纹位置
A C a
f
o
3 2 1
2 1
x
P
B
L
x （ 2 k 1 ） k 1 , 2 ) 2 a ( 3f x1 两条，对称分布屏幕中央两侧。 2a 其它各级明纹也两条，对称分布。
光的干涉和衍射ppt课件
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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。
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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：
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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
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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。
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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：
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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
光的干涉.ppt
2.光的偏振
偏振现象
只有沿偏振片的“透振”方向“振动的光波才能通过偏振片”
结论
偏振现象表明,光是一种横波
偏振光的形成
(1)自然光通过偏振片后,得到偏振光 (2)自然光在介质表面反射时,反射光和折射光都是偏振光
偏振现象 的应用
(1)照相机镜头前装一片偏振滤光片 (2)电子表的液晶显示
检
检
如图甲所示,用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的 平滑情况,观察到的图像如图乙所示的条纹中的P和Q的情况,这说
要求： ①明确光的干涉的条件，明暗条纹的判断方法 ②明确△x=lλ/d物理量含义，并应用其求解物理量 ③区分干涉和衍射图样 ④了解薄膜干涉的应用
议
①上图为蓝光和红光分别通过双缝和单缝形成的图样，其中 蓝光经过双缝形成的图样是？
②右图两衍射图样分 别对应什么衍射？
③用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm ，在距离双缝为1.2 m处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5 mm （1）求这种单色光的波长。 （2）若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折 射率为1.3，则增透膜的厚度应取多少?
展
半径为R的圆形偏振片P的透振方向为竖直方向,一束横截面半径 略小于R的平行自然光正对着偏振片P照射后射到屏上,现以光的 传播方向为轴将偏振片P旋转,则在偏振片P旋转的过程中( ) 屏上出现圆形亮斑,亮度不变
偏振片是让特定方向的光透过只是相 对于光源亮度减弱； 偏振方向不是狭缝!
展
用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离d， 双缝到屏的距离l，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是△x，氦 氖激光器发出的红光的波长λ 是多少？假如把整个装置放入折 射率是4/3的水中，这时屏上的条纹间距是多少？
光的衍射(共27张PPT)
例题1
在一次观察光的衍射的实验中，观察到如图所示 的清晰的明暗相间的图样，那么障碍物应是（黑 线为暗线）（ D ） A．很小的不透明的圆板 B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板 C．很大的不透明的圆板 D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板
二、双缝干涉与单缝衍射的比较
观察右图，并讨论单缝衍射与双缝干涉有何 不同点与相同点？讨论后完成下表：
思考与讨论
1.白光的单缝衍射条纹（形状、颜色分布）
有何特点？
2.由以上的几个实验，能否总结出光的衍
射条纹的宽度、亮度以及条纹间距与单缝 的宽度、光的波长的定性关系？ 3.为何缝越窄，条纹的亮度越低？
单缝衍射图样特征
1.白光单缝衍射条纹为中央为白色亮纹，两侧 为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近中央的内 侧为紫色。
障碍物时，光没有沿直线传播，而是绕
到障碍物后面去，形成明暗相间的条纹 的现象就叫做光的衍射现象。
思考与讨论
d=1.0 mm
d=0.6 mm
1.单色光圆孔衍射图样的条纹(形状、宽度、 亮度、间距）有何特征？ 2.圆孔衍射图样的条纹（宽度、亮度、间距） 与圆孔的大小有何关系？
圆孔衍射图样特征
d=1.0 mm
d=0.6 mm
1．条纹为圆形，中心亮纹大而亮，旁边 亮纹迅速的减弱减小。 2．圆孔越小，条纹越宽，间距越大，衍 射现象越明显，但亮度变低。
2.单缝衍射
【实验探究二】 利用单缝衍射观察片观察讲台桌上的红 光灯与蓝光灯的衍射现象，并讨论以下问题： 1.单色光的单缝衍射条纹（形状、宽度、亮 度、间距）有何特点？ 2.同一单缝的红光衍射条纹与蓝光衍射条纹 有何区别？ 3.同一种色光，单缝宽度不同衍射条纹（宽 度、亮度、间距）有何区别？
第11章_7光的干涉和衍射__光的偏振
出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光 叠加后相加强，设温度从t1升至t2过程中，A的高度 增加h，则2h=λ，故 h . 2
如图12-2-2所示的是一竖立的肥皂 液薄膜的横截面，关于竖立肥皂液薄膜上产 生光的干涉现象的说法中正确的是( ) A.干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两 表面反射形成的两列光波的叠加 B.干涉条纹的暗纹是由于上述两列反射波的 波谷与波谷叠加而成 C.用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比 黄光照射时小 D.薄膜上干涉条纹基本上是竖立的 图12-2-2
只有频率相同，相差恒定的两列光波 相遇，才会产生稳定的干涉图样，红、绿
点评：正确解答本题，要了解杨氏干涉的成 因及杨氏巧妙地获得相干光的方法，同时准确把 握干涉条件．另外，本题所给四个选项，互不相 容，因此本题答案具有唯一性，这一类选择题在 物理学科中十分常见，可以考虑采用排除法．
（2008· 上海）在杨氏双缝干涉实验中，如果( ) A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 BD B.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 C.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝， 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
薄膜干涉的形成是薄膜前后表面分别反射出 来的两列光波的叠加.选项A正确.干涉条纹的暗纹是 由于这两列反射波的波谷与波峰叠加而成，选项B 不对.绿光的波长比黄光的短，干涉条纹间距比黄光 照射时小，选项C正确.由于同一水平线上的薄膜厚 度近似相同，所以干涉后能产生水平的明暗相间的 条纹，选项D不对.
2．衍射图样和干涉图样 在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗 相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图 样的是( ) A．a、c B．b、c C．a、d D．b、d
光的衍射ppt课件
衍射光栅的原理与应用
详细阐述了衍射光栅的工作原理、制作方法和应 用领域，如光谱分析、光学测量等。
3
光的干涉与衍射的联系与区别
分析了光的干涉和衍射之间的内在联系和本质区 别，帮助学生更好地理解这两种光学现象。
学生自我评价报告分享
学习成果展示
学生们通过制作ppt、报告等形式，展示了自己在光的衍射课程学 习中所取得的成果，包括对基本概念的掌握、实验技能的提升等。
波动理论与衍射原理
波动理论
光是一种电磁波，具有波动性质，如 干涉、衍射等。
衍射原理
光波遇到障碍物或小孔时，会绕过障 碍物继续传播，形成新的波前，使光 偏离直线传播。
光源、波长与衍射关系
01
02
03
光源
点光源发出的球面波经障 碍物衍射后形成新的波前 。
波长
波长越长，衍射现象越明 显。对于同一障碍物，不 同波长的光产生的衍射程 度不同。
加强实验技能训练
鼓励学生们加强实验技能的训练，提高实验操作的准确性 和熟练度，培养自己的实践能力和创新精神。
拓展相关应用领域
引导学生们关注光学在各个领域的应用和发展动态，如光 通信、光计算、生物医学光学等，拓展自己的视野和知识 面。
THANKS
感谢观看
光的衍射ppt课件
• 光的衍射现象与原理 • 典型衍射实验及观察 • 衍射在生活中的应用 • 衍射在科学研究领域应用 • 现代技术中利用和控制衍射 • 总结与展望
01
光的衍射现象与原理
衍射现象及其分类
衍射现象
光在传播过程中遇到障碍物或小 孔时，偏离直线传播的现象。
分类
根据衍射程度的不同，可分为明 显衍射和菲涅尔衍射。
衍射后的光线被光检测器接收并转换成电信号，经过处理还原成声音或图像信息。
详细阐述了衍射光栅的工作原理、制作方法和应 用领域，如光谱分析、光学测量等。
3
光的干涉与衍射的联系与区别
分析了光的干涉和衍射之间的内在联系和本质区 别，帮助学生更好地理解这两种光学现象。
学生自我评价报告分享
学习成果展示
学生们通过制作ppt、报告等形式，展示了自己在光的衍射课程学 习中所取得的成果，包括对基本概念的掌握、实验技能的提升等。
波动理论与衍射原理
波动理论
光是一种电磁波，具有波动性质，如 干涉、衍射等。
衍射原理
光波遇到障碍物或小孔时，会绕过障 碍物继续传播，形成新的波前，使光 偏离直线传播。
光源、波长与衍射关系
01
02
03
光源
点光源发出的球面波经障 碍物衍射后形成新的波前 。
波长
波长越长，衍射现象越明 显。对于同一障碍物，不 同波长的光产生的衍射程 度不同。
加强实验技能训练
鼓励学生们加强实验技能的训练，提高实验操作的准确性 和熟练度，培养自己的实践能力和创新精神。
拓展相关应用领域
引导学生们关注光学在各个领域的应用和发展动态，如光 通信、光计算、生物医学光学等，拓展自己的视野和知识 面。
THANKS
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• 光的衍射现象与原理 • 典型衍射实验及观察 • 衍射在生活中的应用 • 衍射在科学研究领域应用 • 现代技术中利用和控制衍射 • 总结与展望
01
光的衍射现象与原理
衍射现象及其分类
衍射现象
光在传播过程中遇到障碍物或小 孔时，偏离直线传播的现象。
分类
根据衍射程度的不同，可分为明 显衍射和菲涅尔衍射。
衍射后的光线被光检测器接收并转换成电信号，经过处理还原成声音或图像信息。
光的衍射ppt课件完整版
详细阐述了光的衍射现象，包括衍射的定义、产 生条件、分类等，并通过公式和图示深入解释了 衍射的原理。
衍射实验演示与分析
通过实验演示了光的衍射过程，让学员直观感受 衍射现象，同时结合理论知识进行分析，加深学 员对衍射现象的理解。
衍射在光学领域的应用
介绍了衍射在光学领域的广泛应用，如光谱分析 、光学仪器制造等，让学员了解衍射在实际应用 中的重要性。
光的波动模型
光波是一种电磁波，具有振幅、频率 、波长等特性。光波的传播遵循波动 方程。
波动性与衍射关系解析
衍射现象
光波在传播过程中遇到障碍物或 孔径时，会偏离直线传播路径， 产生衍射现象。衍射是波动性的
重要表现。
衍射条件
衍射现象的发生与光的波长、障 碍物或孔径的尺寸以及光波的传 播方向有关。当波长较长、障碍 物或孔径尺寸较小时，衍射现象
预备工作要求
明确下一讲前需要完成的预习任务、实验操作等预备工作，确保学员能够顺利进入下一阶段的学习。
THANK YOU
该公式描述了光波在自由空间中传播时，遇到障碍物后的衍射光场分布。它是基于波动方 程的解，并引入了基尔霍夫的边界条件。
公式推导过程
从波动方程出发，利用格林函数和基尔霍夫的边界条件，可以推导出菲涅尔-基尔霍夫衍 射公式。具体过程涉及复杂的数学运算和物理概念的深入理解。
夫琅禾费衍射近似条件讨论
01
夫琅禾费衍射的定义
光的衍射ppt课件完整版
目 录
• 光的衍射概述 • 光的波动性与衍射关系 • 典型衍射实验介绍 • 衍射理论计算方法 • 现代光学中衍射技术应用举例 • 总结与展望
01
光的衍射概述
衍射现象及定义
衍射现象
光在传播过程中，遇到障碍物或 小孔时，光将偏离直线传播的途 径而绕到障碍物后面传播的现象 ，叫光的衍射。
衍射实验演示与分析
通过实验演示了光的衍射过程，让学员直观感受 衍射现象，同时结合理论知识进行分析，加深学 员对衍射现象的理解。
衍射在光学领域的应用
介绍了衍射在光学领域的广泛应用，如光谱分析 、光学仪器制造等，让学员了解衍射在实际应用 中的重要性。
光的波动模型
光波是一种电磁波，具有振幅、频率 、波长等特性。光波的传播遵循波动 方程。
波动性与衍射关系解析
衍射现象
光波在传播过程中遇到障碍物或 孔径时，会偏离直线传播路径， 产生衍射现象。衍射是波动性的
重要表现。
衍射条件
衍射现象的发生与光的波长、障 碍物或孔径的尺寸以及光波的传 播方向有关。当波长较长、障碍 物或孔径尺寸较小时，衍射现象
预备工作要求
明确下一讲前需要完成的预习任务、实验操作等预备工作，确保学员能够顺利进入下一阶段的学习。
THANK YOU
该公式描述了光波在自由空间中传播时，遇到障碍物后的衍射光场分布。它是基于波动方 程的解，并引入了基尔霍夫的边界条件。
公式推导过程
从波动方程出发，利用格林函数和基尔霍夫的边界条件，可以推导出菲涅尔-基尔霍夫衍 射公式。具体过程涉及复杂的数学运算和物理概念的深入理解。
夫琅禾费衍射近似条件讨论
01
夫琅禾费衍射的定义
光的衍射ppt课件完整版
目 录
• 光的衍射概述 • 光的波动性与衍射关系 • 典型衍射实验介绍 • 衍射理论计算方法 • 现代光学中衍射技术应用举例 • 总结与展望
01
光的衍射概述
衍射现象及定义
衍射现象
光在传播过程中，遇到障碍物或 小孔时，光将偏离直线传播的途 径而绕到障碍物后面传播的现象 ，叫光的衍射。
光的干涉和衍射
2
B A
S1
K
P M
[例20-1] 一射电望远镜的天线设在湖岸上，距湖面高度为h，
对岸地平线上方有一恒星正在升起，恒星发出波长为的电磁
波。求：当天线测得第1级干涉极大时恒星所在的角位置。
解： 由几何关系，并考虑 到在水面反射时存在 着半波损失
AC BC
2
B
C
2
A
h
AC BC h (1 cos2) 2h sin s in
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
，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
x
xk 1
xk
D
d
若已知x，D，d，可求单色光波长
5x ，条纹间隔与波长有关：
当白光（复色光）照射时，中央为白色 明条纹，两侧对称排列由紫到红的彩色光 谱，高级次光谱将重叠。
6x 1 ，当d 时，x 。
d
举例：人眼对钠光（λ= 589.3 nm ）最 敏感，能够分辨到 Δx =0.065 mm ，若屏幕 距双缝的距离为 D = 800 mm，则
B A
S1
K
P M
[例20-1] 一射电望远镜的天线设在湖岸上，距湖面高度为h，
对岸地平线上方有一恒星正在升起，恒星发出波长为的电磁
波。求：当天线测得第1级干涉极大时恒星所在的角位置。
解： 由几何关系，并考虑 到在水面反射时存在 着半波损失
AC BC
2
B
C
2
A
h
AC BC h (1 cos2) 2h sin s in
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
，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
x
xk 1
xk
D
d
若已知x，D，d，可求单色光波长
5x ，条纹间隔与波长有关：
当白光（复色光）照射时，中央为白色 明条纹，两侧对称排列由紫到红的彩色光 谱，高级次光谱将重叠。
6x 1 ，当d 时，x 。
d
举例：人眼对钠光（λ= 589.3 nm ）最 敏感，能够分辨到 Δx =0.065 mm ，若屏幕 距双缝的距离为 D = 800 mm，则
光的干涉和衍射
成像清晰
清晰度高，显示细节丰富
分辨率高
能够分辨小尺寸目标
无畸变
图像不会有形变或扭曲
器件制作要求高
制作精度要求高，对工艺 要求严格
衍射光学成像应用
01 医学成像
用于疾病诊断和治疗
02 生物学研究
研究生物细胞结构和功能
03 微电子制造
用于芯片检测和制造
衍射光学成像
衍射光学成像技术对于提升成像设备的性能和功 能具有重要意义。其高分辨率、无畸变的特点使 得其在各个领域都有广泛的应用。制作衍射成像 器件的工艺要求高，需要精密的加工和光学设计。 衍射成像方法的不断研究和应用，将为光学成像 领域带来更多的创新和发展。
光的干涉和衍射
汇报人：XX
2024年X月
第1章 光的干涉和衍射 第2章 薄膜干涉 第3章 衍射光栅 第4章 波的干涉 第5章 衍射光学成像 第6章 总结与展望
目录
● 01
第1章 光的干涉和衍射
光的干涉和衍射 介绍
光的干涉和衍射是光 学中重要的现象，揭 示了光的波动性质和 波动光学的规律。这 些现象在物理学和工 程学中有着广泛的应 用。
感谢观看
THANKS
颜色丰富
干涉条纹呈现出丰富的彩 色
易于观察
观察薄膜干涉时，效果明 显易于观察
调节性强
通过调节薄膜的厚度和折 射率可控制干涉效果
总结
薄膜干涉是一种重要的光学现象，不仅在理论上 具有深远的意义，在实际应用中也有着广泛的用 途。通过研究薄膜干涉，我们可以更好地理解光 的干涉和衍射现象，推动光学仪器和光电器件的 发展。
干涉现象
薄膜干涉
通过薄膜的干涉 产生的明暗条纹
波动性质
干涉现象由光的 波动特性决定
大学物理-光的干涉和衍射
(k = 0,1,2,......) 1 ± (k + )λ 暗纹 2
± kλ
明纹
12
r1
s1 s
x p
K=2 K=1 K=0 K=-1
x
*
d s2
r2
L
o
图20-4
K=-2
建立坐标系,将条纹位置用坐标x来表达最方便. 来表达最方便. 建立坐标系,将条纹位置用坐标 来表达最方便 r12=L2+(x-d/2)2, r22=L2+(x+d/2)2 考虑到Ld, r1+r2≈2L,于是明暗纹条件可写为 考虑到 于是明暗纹条件可写为
例题20-1 双缝间的距离 双缝间的距离d=0.25mm,双缝到屏幕的 例题 双缝到屏幕的 距离L=50cm,用波长 用波长4000~7000的白光照射双缝, 的白光照射双缝, 距离 用波长 的白光照射双缝 求第2级明纹彩色带 级明纹彩色带(第 级光谱 的宽度. 级光谱)的宽度 求第 级明纹彩色带 第2级光谱 的宽度. 所求第2级明纹彩色带 级明纹彩色带(光 解 所求第 级明纹彩色带 光 k=2 x 的宽度实际上是7000的第 级 的第2级 谱)的宽度实际上是 的宽度实际上是 的第 亮纹和4000的的第 级亮纹之间 的的第2级亮纹之间 亮纹和 的的第 k=1 的距离d. 的距离 . k=0 Lλ Lλ 明纹坐标为 x = k k=-1 d 代入:d=0.25mm, L=500mm, λ2=7×10-4mm , 代入: × 得 λ1= 4 ×10-4mm得: x =1.2mm
光程差
δ=
± kλ
1 ± (k + )λ 2
明纹 暗纹
(k = 0,1,2,......)
9
4.薄透镜不产生附加程差
《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。
精品物理光学PPT课件(完整版)
实验装置
激光源、双缝、屏幕。
实验现象
在屏幕上观察到明暗相间的干涉条纹。
理论分析
通过双缝的光波在屏幕上叠加，形成干涉图样。根据干涉条件，可推 导出条纹间距与光源波长、双缝间距及屏幕距离的关系。
薄膜干涉原理及应用
01
薄膜干涉
光波在薄膜前后表面反射后叠加形成的干涉现象。
02 03
原理分析
光波在薄膜前后表面反射时，相位发生变化，当光程差为半波长的奇数 倍时，反射光相互加强，形成亮纹；当光程差为半波长的偶数倍时，反 射光相互减弱，形成暗纹。
光的偏振现象
光波是横波，其振动方向 垂直于传播方向。通过偏 振片可以观察到光的偏振 现象。
几何光学基本概念
光线和光束
光线表示光传播的路径和 方向，光束是由无数条光 线组成的集合。
光的反射和折射
光在两种不同介质的交界 面上会发生反射和折射现 象，遵循反射定律和折射 定律。
透镜成像
透镜是一种光学元件，可 以改变光线的传播方向。 通过透镜可以形成实像或 虚像。
光的色散
色散是指复色光分解为单色光的现象 。牛顿的棱镜实验揭示了光的色散现 象。
02
光的干涉现象
干涉现象及其条件
干涉现象
干涉图样
两列或多列光波在空间某些区域相遇 时，光强在空间重新分布的现象。
明暗相间的条纹，反映了光波的振幅 和相位信息。
干涉条件
两列光波的频率相同、振动方向相同 、相位差恒定。
双缝干涉实验分析
量子光学应用与前景
列举量子光学在量子通信、量子计算、量子精密测量等领域的应 用，以及未来可能的发展趋势和挑战。
06
实验方法与技巧指导
基本实验仪器使用说明
分光计
激光源、双缝、屏幕。
实验现象
在屏幕上观察到明暗相间的干涉条纹。
理论分析
通过双缝的光波在屏幕上叠加，形成干涉图样。根据干涉条件，可推 导出条纹间距与光源波长、双缝间距及屏幕距离的关系。
薄膜干涉原理及应用
01
薄膜干涉
光波在薄膜前后表面反射后叠加形成的干涉现象。
02 03
原理分析
光波在薄膜前后表面反射时，相位发生变化，当光程差为半波长的奇数 倍时，反射光相互加强，形成亮纹；当光程差为半波长的偶数倍时，反 射光相互减弱，形成暗纹。
光的偏振现象
光波是横波，其振动方向 垂直于传播方向。通过偏 振片可以观察到光的偏振 现象。
几何光学基本概念
光线和光束
光线表示光传播的路径和 方向，光束是由无数条光 线组成的集合。
光的反射和折射
光在两种不同介质的交界 面上会发生反射和折射现 象，遵循反射定律和折射 定律。
透镜成像
透镜是一种光学元件，可 以改变光线的传播方向。 通过透镜可以形成实像或 虚像。
光的色散
色散是指复色光分解为单色光的现象 。牛顿的棱镜实验揭示了光的色散现 象。
02
光的干涉现象
干涉现象及其条件
干涉现象
干涉图样
两列或多列光波在空间某些区域相遇 时，光强在空间重新分布的现象。
明暗相间的条纹，反映了光波的振幅 和相位信息。
干涉条件
两列光波的频率相同、振动方向相同 、相位差恒定。
双缝干涉实验分析
量子光学应用与前景
列举量子光学在量子通信、量子计算、量子精密测量等领域的应 用，以及未来可能的发展趋势和挑战。
06
实验方法与技巧指导
基本实验仪器使用说明
分光计
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波的干涉条件:两列波的频率必顷相同
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？
2020年10月2日
4
光的干涉 1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）
（双缝）干涉图样
（单缝）衍射图样
双缝间距越小，条纹间距越大 单缝宽度越小，条纹间距越大
（单色光）波长越小，条纹间 距越小
单色光形成明暗条纹，白光形 成彩色条纹
2020年10月2日
（单色光）波长越小，条纹间 距越小
单色光形成明暗条纹，白光形 成彩色条纹
20
演讲完毕，谢谢观看！
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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
2020年10月2日
19
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。
衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗 相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。
在实验室里成功的观察到了光的干涉．
2020年10月2日
5
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
2020年10月2日
6
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
2020年10月2日
7
光的干涉
双缝干涉
请问（1）什么情况下出现明条纹？
A、只有红色和绿色的干涉条纹，其他颜色的条纹 消失
B、红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的 干涉条纹依然存在
C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍 有光亮
D、屏上无任何光亮
2020年10月2日
17
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
2020年10月2日
14
波的衍射
波绕过障碍物传帮带播的现象,叫做波的衍射 现象
波的衍射条件:障碍物或缝的尺寸比波长小, 至少跟波长差不多
光既然是一种波,但是在生活中我很少 观察到光得衍射现象呢???
原因:可见光的波长只有十分之几微米,因此
通常的物体都比其大得多
2020年10月2日
15
下面就让我们一起来观察光的衍射现象
波动说
2020年10月2日这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒” 2
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?
2020年10月2日
3
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
11
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
2020年10月2日
12
干涉法检查表面的平整程度：
2020年10月2日
13
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。
实验演示
注意：“光的直线传播”只是一种
特殊的情况。即光在没有障碍物的
均匀介质中是沿直线传播的或在障
碍物的尺寸比光的波长大得多的情
况下，衍射现象不明显也可认为光
是沿直线传播
2020年10月2日
16
巩固练习
1、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上 观察到彩色的干涉条纹，若在双缝中的一缝前放 一红色滤光片，另一缝前入一绿色滤光片，这时 (C )
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
ห้องสมุดไป่ตู้C、a的下表面和b的上表面
D、 a的下表面和b的下表面
2020年10月2日
18
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
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 路程差（光程差）为半波 长的奇数倍时，该点出现 暗 条 纹 D=(2n+1)λ/2（n=1、 3、5……）
P1
S1 P
S2 d
2020年10月2日
8
第二十章 光的本性
————光的干涉和光的衍射
2020年10月2日
1
光到底是什么？……………
17世纪明确形成 了两大对立学说
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
牛顿
19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
微粒说
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
光的干涉
双缝干涉
请问：如果改用白光做双缝干涉实验， 能看到白色的明暗相间的条纹吗？
白光
原因：由于白光内各种单色光的干涉条 纹间距不同，在屏上会出现彩色条纹．
2020年10月2日
10
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
2020年10月2日
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
P1
（2）屏到光源距离改 变，条纹宽度会改变 吗？
S1
(p 1)
P
S2 l
随屏到光源的距离的 增大而增大
（Δx=L/d·λ）注：L>>d
2020年10月2日
9
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？
2020年10月2日
4
光的干涉 1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）
（双缝）干涉图样
（单缝）衍射图样
双缝间距越小，条纹间距越大 单缝宽度越小，条纹间距越大
（单色光）波长越小，条纹间 距越小
单色光形成明暗条纹，白光形 成彩色条纹
2020年10月2日
（单色光）波长越小，条纹间 距越小
单色光形成明暗条纹，白光形 成彩色条纹
20
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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
2020年10月2日
19
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。
衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗 相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。
在实验室里成功的观察到了光的干涉．
2020年10月2日
5
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
2020年10月2日
6
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
2020年10月2日
7
光的干涉
双缝干涉
请问（1）什么情况下出现明条纹？
A、只有红色和绿色的干涉条纹，其他颜色的条纹 消失
B、红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的 干涉条纹依然存在
C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍 有光亮
D、屏上无任何光亮
2020年10月2日
17
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
2020年10月2日
14
波的衍射
波绕过障碍物传帮带播的现象,叫做波的衍射 现象
波的衍射条件:障碍物或缝的尺寸比波长小, 至少跟波长差不多
光既然是一种波,但是在生活中我很少 观察到光得衍射现象呢???
原因:可见光的波长只有十分之几微米,因此
通常的物体都比其大得多
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下面就让我们一起来观察光的衍射现象
波动说
2020年10月2日这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒” 2
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?
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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
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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
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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。
实验演示
注意：“光的直线传播”只是一种
特殊的情况。即光在没有障碍物的
均匀介质中是沿直线传播的或在障
碍物的尺寸比光的波长大得多的情
况下，衍射现象不明显也可认为光
是沿直线传播
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巩固练习
1、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上 观察到彩色的干涉条纹，若在双缝中的一缝前放 一红色滤光片，另一缝前入一绿色滤光片，这时 (C )
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
ห้องสมุดไป่ตู้C、a的下表面和b的上表面
D、 a的下表面和b的下表面
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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
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 路程差（光程差）为半波 长的奇数倍时，该点出现 暗 条 纹 D=(2n+1)λ/2（n=1、 3、5……）
P1
S1 P
S2 d
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第二十章 光的本性
————光的干涉和光的衍射
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光到底是什么？……………
17世纪明确形成 了两大对立学说
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
牛顿
19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
微粒说
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
光的干涉
双缝干涉
请问：如果改用白光做双缝干涉实验， 能看到白色的明暗相间的条纹吗？
白光
原因：由于白光内各种单色光的干涉条 纹间距不同，在屏上会出现彩色条纹．
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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
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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
P1
（2）屏到光源距离改 变，条纹宽度会改变 吗？
S1
(p 1)
P
S2 l
随屏到光源的距离的 增大而增大
（Δx=L/d·λ）注：L>>d
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