高二物理课件《光的干涉》课件
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高二物理课件光的干涉课件
最先在实验室里观察到光的干涉现象 的是英国物理学家托马斯·杨
杨氏双缝干涉实验
杨氏双缝干涉实验妙何处？
巧妙的获得两列振动情况完全相同的光源——相干光源
明暗条纹产生的原因
分析：
（1）△S=nλ时出现的是亮条纹
（2） △S=（2n+1)λ/2时出现的是暗条纹 (n=0,1,2‥ ‥ ‥)
条纹间距和哪些因素有关:
（1）△S=nλ时出现的是亮条纹 巧妙的获得两列振动情况完全相同的光源——相干光源
１、解释干涉现象 色的双缝干涉条纹消失．
杨氏双缝干涉实验妙何处？
小结：双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L越大，光波长λ越大 则相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距△x越大。 例题:在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏上观察到彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光用(只能透过红光）,另一缝前放一
（1）△S=nλ时出现的是亮条纹 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
（2） △S=（2n+1)λ/2时出现的是暗条纹 色的双缝干涉条纹消失．
巧妙的获得两列振动情况完全相同的光源——相干光源 C、任何颜色的干涉条纹都不存在,但屏 B、红色和绿色的干涉条纹消失,其它颜 (n=0,1,2‥ ‥ ‥) C、任何颜色的干涉条纹都不存在,但屏 17世纪明确形成了两大对立学说 例题:在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏上观察到彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光用(只能透过红光）,另一缝前放一 绿色滤光片(只能透过绿光),这时: B、红色和绿色的干涉条纹消失,其它颜 上仍有亮光．
dr1ຫໍສະໝຸດ xr2亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
条纹间距:
L
x
L
d
L:两缝到屏的距离 d:两缝之间的距离
光的干涉ppt课件
振幅A＝A1+A2为最大，P点总是振动加强的地方，故出现亮纹。
（2）第一暗纹形成原因
S1
P1
S1
S2
P1
d
P
S2
d =λ/2
S1
P1
P1S1
S2
P1S2
d
P1
光程差d= λ/2 ，S1、S2在P1处步调相反，该点振动减弱。(暗）
（4）双缝干涉规律
P1
光程差： s
亮纹：
暗纹：
S1
L1 L2
减弱(波峰与波谷叠加);且振动加强的
区域与振动减弱的区域相互间隔.这种
现象叫波的干涉。
光是一种电磁波，那么光也应该发生干涉现象，怎样才能观察光的干涉现象呢？
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：光要发生干涉现象需要满足什么条件？
相干光源（频率相同,振动方向相同,相位差恒定）
L越大，相邻的亮纹间距越大
2、白光的干涉图样特点：
（1）明暗相间的彩色条纹；
（2）中央为白色亮条纹；
（3）干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；
（4）在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。
三、薄膜干涉
1、原理
水面上的油膜呈彩色
2、应用
平滑度检测
镀了增透膜的镜片
增透膜厚度：
薄膜厚度
d
在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入
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
巧妙解决了相干光问题
单缝
光
束
s0
双缝
屏幕
s1
s2
托马斯·杨
（2）第一暗纹形成原因
S1
P1
S1
S2
P1
d
P
S2
d =λ/2
S1
P1
P1S1
S2
P1S2
d
P1
光程差d= λ/2 ，S1、S2在P1处步调相反，该点振动减弱。(暗）
（4）双缝干涉规律
P1
光程差： s
亮纹：
暗纹：
S1
L1 L2
减弱(波峰与波谷叠加);且振动加强的
区域与振动减弱的区域相互间隔.这种
现象叫波的干涉。
光是一种电磁波，那么光也应该发生干涉现象，怎样才能观察光的干涉现象呢？
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：光要发生干涉现象需要满足什么条件？
相干光源（频率相同,振动方向相同,相位差恒定）
L越大，相邻的亮纹间距越大
2、白光的干涉图样特点：
（1）明暗相间的彩色条纹；
（2）中央为白色亮条纹；
（3）干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；
（4）在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。
三、薄膜干涉
1、原理
水面上的油膜呈彩色
2、应用
平滑度检测
镀了增透膜的镜片
增透膜厚度：
薄膜厚度
d
在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入
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
巧妙解决了相干光问题
单缝
光
束
s0
双缝
屏幕
s1
s2
托马斯·杨
高中物理-光的干涉课件
距离L越大，光的波长λ越大则相邻两条亮 条纹(或暗条纹)的间距△x越大。
单
色
S1
P1
激
光
S2 ΔS
束
理论上可以 证明：
13
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，两列波要产生敢， 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。
17
干涉法检测表面平整度
18
增透膜
19
20
13.3光的干涉
1
2
一.光的干涉
由两束振动情况完全相同的光在 空间相互叠加，在一些地方相互加强， 在另一些地方相互削弱的现象，叫做 光的干涉。
3
假设光真的是一种波
我们必然能看到波 的特有现象
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 ．
托马斯 ·杨
1773~1829
( n=0 ，1 ，2 ，3…)
9
探究： 相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间 距Δx与什么有关？
亮条纹的 中心线
探究1:d减小，其他条件不变,ΔX如何变化？
10
探究2：L增大，其他条件不变,ΔX如何变化？
L
1
L2
屏A 屏B
d
11
探究3：波长增大，其他条件不变,ΔX如何变化？
亮亮 L
亮
亮
L
12
结论： 双缝的间距d越小，屏到挡板间的
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。
14
单
色
S1
P1
激
光
S2 ΔS
束
理论上可以 证明：
13
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，两列波要产生敢， 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。
17
干涉法检测表面平整度
18
增透膜
19
20
13.3光的干涉
1
2
一.光的干涉
由两束振动情况完全相同的光在 空间相互叠加，在一些地方相互加强， 在另一些地方相互削弱的现象，叫做 光的干涉。
3
假设光真的是一种波
我们必然能看到波 的特有现象
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 ．
托马斯 ·杨
1773~1829
( n=0 ，1 ，2 ，3…)
9
探究： 相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间 距Δx与什么有关？
亮条纹的 中心线
探究1:d减小，其他条件不变,ΔX如何变化？
10
探究2：L增大，其他条件不变,ΔX如何变化？
L
1
L2
屏A 屏B
d
11
探究3：波长增大，其他条件不变,ΔX如何变化？
亮亮 L
亮
亮
L
12
结论： 双缝的间距d越小，屏到挡板间的
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。
14
高二物理选修3-4 光的干涉 ppt
双缝
屏幕
P2
S1
第二亮纹
S2
2λ
屏上P1点的上方还 可以找到 δ= S1－S2＝2λ的 P2点，出现第二条亮 纹。
屏幕 双缝
P3
第三亮纹
S1 S2
3λ
屏上 P3 点的上方还可以找 到 δ= S1 － S2 ＝ 4λ 的 P4 点， δ= S1 － S2 ＝ 5λ 的 P5 点 …… 等处的 第四条、第五条……亮纹；在 中央明纹P的下方可找到δ= S1 －S2＝λ的P1/点，δ= S1－S2＝ 2λ 的 P2/ 点， δ= S1 － S2 ＝ 3λ 的 P3/ 点等处与中央明纹为对称 的第一、第二、第三 … ，第 n 条亮纹。
δ=5λ/2
δ=2λ δ=λ δ=3λ/2 δ=λ/2 δ=λ/2
S1 S2
Q 1 第一暗纹 P 中央亮纹 δ=0
Q1 / 第一暗纹 P3 / 第一亮纹 δ=λ Q2 / 第二暗纹 P3 / 第二亮纹 δ=2λ Q3 / 第三暗纹 P3 / 第三亮纹 δ=3λ
δ=3λ/2 δ=5λ/2
出现亮条纹和暗条纹的条件
3、薄膜于涉在技术上可以检查镜面和精密部件表面 形状；精密光学透镜上的增透膜．
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
亮条纹
S1
亮条纹
S2
S1、S2 P1S2－P1S1= d P2S2－P2S1＞ d
相干波源 光程差
距离屏幕的中心越远路程差越大
光的干涉
P2 P1 S1
双缝干涉
P
P1 P2
S2
d
P
S1、S2 P1S2－P1S1= d P2S2－P2S1＞ d
相干波源 光程差
距离屏幕的中心越远路程差越大
《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。
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杨氏双缝干涉实验妙何处？
巧妙的获得两列振动情况完全相同的光源——相干光源
明暗条纹产生的原因
分析：
（1）△S=nλ时出现的是亮条纹
（2） △S=（2n+1)λ/2时出现的是暗条纹 (n=0,1,2‥ ‥ ‥)
条纹间距和哪些因素有关:
d
r1
r2
x
亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
L 条纹间距:
L:两缝到屏的距离 d:两缝之间的距离 λ:光的波长 小结：双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L越大，光波
光的干涉
光到底是什么？
对光学的研究
从很早就开始了… …
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Байду номын сангаас
？？？
微粒说
惠更斯
波动说
１、解释干涉现象 2、产生干涉的条件 3、重叠区内一质点振动是加强还是减弱，取决于什么？
最先在实验室里观察到光的干涉现象 的是英国物理学家托马斯· 杨 杨氏双缝干涉实验
L x d
长λ 越大 则相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距△x越大。
例题:在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏 上观察到彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝 前放一红色滤光用(只能透过红光）,另一缝 前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时: A、只有红色和绿色的干涉条纹,其它颜 色的双缝干涉条纹消失． B、红色和绿色的干涉条纹消失,其它颜 色的干涉条纹仍然存在． C、任何颜色的干涉条纹都不存在,但屏 上仍有亮光． D、屏上无任何亮光．
分析与解： 在双缝干涉实验中，白光通过单缝成 为线光源，从单缝时出的光通过双缝分成 两束光，它们在光屏上形成彩色的干涉条 纹，现在两个缝前分别放上红色和绿色滤 光片，红光和绿光的频率不同，不是相干 光，所以屏上没有干涉条纹，只有亮光， 选择项C正确．