单缝衍射条纹与杨氏双缝条纹的不同
利用光的衍射现象测量波长
利用光的衍射现象测量波长光的衍射现象是光学中的重要现象之一，它可以帮助我们精确测量光的波长。
本文将介绍如何利用光的衍射现象来测量波长，并探讨其在实际应用中的意义。
一、光的衍射现象简介光的衍射是指光通过一个或多个孔径或物体的边缘时，会出现干涉和弯曲现象。
当光线通过一个缝隙时，会出现衍射现象，形成一系列分明的明暗条纹，称为衍射条纹。
衍射现象是光的波动性质的重要体现，与光的波长和孔径尺寸密切相关。
二、测量波长的方法利用光的衍射现象测量波长有多种方法，下面将介绍其中两种常用的方法。
1. 杨氏双缝干涉实验法杨氏双缝干涉实验是利用光的衍射和干涉现象来测量波长的经典实验之一。
该实验使用一个光源、一块具有双缝的屏幕和一个观察屏幕。
通过调节光源到观察屏幕的距离、双缝间隔和光源的波长等参数，可以得到一系列明暗相间的干涉条纹。
通过测量干涉条纹的间距和角度，可以计算出光的波长。
2. 单缝衍射实验法单缝衍射实验是利用光的衍射现象测量波长的另一种常用方法。
该实验使用一个缝隙和一个观察屏幕，通过调整观察屏幕上的明暗条纹间距、缝隙宽度和观察角度等参数，可以计算出光的波长。
与杨氏双缝干涉实验相比，单缝衍射实验更加简便易行。
三、光的衍射测量波长的意义光的波长是光学中的重要参量，它与光的颜色、频率和能量等密切相关。
利用光的衍射现象测量波长可以帮助我们研究光的性质和行为，深入理解光的波动性质。
此外，测量波长还可以用于校准光谱仪和其他光学测量设备，提高测量的准确性和精度。
在实际应用中，测量波长有广泛的应用。
例如，在光学通信中，测量波长可以帮助我们确定不同光信号的频率和速度，以保证信号的传输质量。
在物质分析中，利用特定波长的光照射样品，可以观察到特定的衍射和干涉现象，进而得到物质的结构和组成信息。
这些应用都依赖于精确测量光的波长。
四、结论利用光的衍射现象测量波长是一个重要的实验方法，它通过观察光在缝隙或物体边缘处的干涉和衍射现象，精确测量光的波长。
大学物理第6章-光的衍射
E
(4)
6.5 夫琅禾费单缝衍射 (Diffraction by single slit ) 6.5.1 夫琅禾费单缝衍射装置 1.衍射光线: 平行光线 P点明暗取决于单缝处波 阵面上所有子波发出的 平行光线到达 P点的振动 的相干叠加。 2.衍射角 : 衍射光线与单 缝平面法线方向的夹角。
d
光栅衍射光强分布 缺 级
-5 -4 -2 -1 0 1
d
sin
sin
2
4
5
(30)
2.明纹条件
缝平面 透镜L
x
P
x
P点的光强分布主要由 相邻二单缝产生的衍射 光的光程差决定。
d
o
f
相邻二单缝衍射光的光程差:
d sin
观察屏
(a b) sin
d si n 2k
光的衍射(绕射) (Diffraction of Light)
光在传播过程中能绕过 障碍物边缘,偏离直线传 播的现象称为衍射。
6.4 光的衍射 ( diffraction of light ) 6.4.1 光的衍射现象
透镜 观察屏 P 透镜
观察屏
P
o
圆孔
f 观察屏
o
单狭缝
f
观察屏
* s
小圆孔
o 小圆板
B
四个半波带
C
AC 4
A
AC 3 2
2
2
2
2.衍射条纹分析
a sin 2k k=1,2,...暗 2 a sin (2k 1) k=1,2,...明 2
光的干涉与衍射实验杨氏双缝实验单缝衍射和干涉条纹的观察
光的干涉与衍射实验杨氏双缝实验单缝衍射和干涉条纹的观察光的干涉与衍射实验在光学领域中，光的干涉与衍射实验是一项重要的实验，它揭示了光的波动性质以及光的干涉和衍射现象。
其中，杨氏双缝实验、单缝衍射和干涉条纹的观察是最经典的实验之一。
一、杨氏双缝实验杨氏双缝实验是由英国科学家杨振宁在1801年首次进行的，这个实验旨在观察光的干涉现象。
实验的设备包括一个发光源、两个紧密并列的细缝（即双缝）和一个屏幕。
通过调整光源的位置和缝隙的宽度，可以改变实验中的干涉条纹。
当光通过双缝时，每个缝都成为一个次级光源，二者发出的光波会在屏幕上干涉。
在干涉现象中，如果两条光波的相位相差一些整数倍的波长，它们将会相长干涉；如果相位相差一些半整数倍的波长，它们将会相消干涉。
这种干涉会在屏幕上形成一系列亮暗相间的干涉条纹。
通过观察这些干涉条纹，可以确定光波的波长以及光的波动性质。
二、单缝衍射单缝衍射是另一个经典的光学实验，它揭示了光波通过一个缝隙后发生的衍射。
在单缝衍射实验中，有一个单个细缝和一个屏幕。
光源发出的光波经过单缝后，将在屏幕上形成衍射图样。
与杨氏双缝实验相比，单缝衍射形成的图样通常比较宽且中央明亮。
这是因为光波通过单缝后，会以圆形波前扩展出去，形成中央亮度较高的主衍射峰。
同时，还会形成两侧的辅助衍射峰，它们随着距离主峰的增大而逐渐减弱。
通过观察这些衍射图样，我们可以了解光波的传播特性以及缝隙的尺寸等信息。
三、干涉条纹的观察无论是杨氏双缝实验还是单缝衍射实验，干涉条纹的观察都是实验的重点之一。
干涉条纹是指在干涉现象中，光的亮暗交替的条纹状分布。
通过调整实验装置，使得光波的相位差能够明确地控制，可以观察到干涉条纹的变化。
当两个光波的相位差为零时，即相长干涉时，观察到的条纹最为明亮；当相位差为半波长时，即相消干涉时，观察到的条纹最暗。
通过观察干涉条纹的变化，可以推断出光的波长和相位差等信息。
在实际应用中，干涉和衍射的原理广泛应用于光学仪器、光学信息处理以及光学成像等领域。
波动光学 光学习题课2(课后问题)
观察它是否移动，向哪个方向移动。（2）条纹间距是否
变化。
x 0 2n2
劈尖上表面向上平移，角不变，所以干涉条纹间距不变
（3）寻常光和非常光 一束光线进入各向异性的晶体后分解为两束折射光的现象 叫做双折射。遵循折射定律的叫做寻常光或o光不遵循折 射定律的叫做非常光或e光。寻常光在晶体内各方向上的 传播速度相同；而非常光的传播速度随传播方向的变化而 变化。
（4）光轴 在双折射晶体内有一确定方向，光沿这一方向传播时， 寻常光和非常光的传播速度（或折射率）相同，不产生 双折射现象，这个方向叫做光轴。
答：光照射到薄肥皂膜泡上，会发生反射和折射，各
条反射光或各条折射光互为相干光，又由于白光是复
色光，它含有各个波长的光，各条光线发生干涉，干
涉图样是彩色的，所以我们看到膜泡出现颜色。
当膜即将破裂时，膜的厚度约等于波长的1/4，即使发 生干涉的透射光的光程差为/2，发生干涉相消，所以 从透射方向看膜上出现黑色。当膜厚度远小于波长时， 反射光的光程差约等于/2，所以从反射方向看薄膜程 黑色。
但等厚度的位置向左移动，因此干涉条纹向左移动。如果
玻璃片向上移动太多，使劈尖厚度增大太多，则相干光的
条件得不到满足，干涉条纹消失。
劈尖上表面向右平移， 角不变，条纹间距不变，等厚度
位置向右移动，所以条纹向右移动。
当增大时，条纹间距减小；等厚度的位置向左移动，所 以干涉条纹向左方密集。
x 0 2n2
17-2、如本题图所示，由相干光源 S1和S2发出波长为 的单色光，分别通过两种介质（折射率分别为n1和 n2，且n1>n2），射到这两种介质分界面上一点P。已 知两光源到P的距离均为r。问这两条光的几何路程是
光的干涉与衍射干涉条纹杨氏实验单缝与双缝衍射等
光的干涉与衍射干涉条纹杨氏实验单缝与双缝衍射等光的干涉与衍射是光学领域中的基本现象，通过干涉与衍射实验可以观察到干涉条纹和衍射图样。
本文将介绍干涉与衍射的基本原理和杨氏实验、单缝与双缝衍射等相关内容。
一、光的干涉现象干涉是指两束或多束光波相遇时，产生波的叠加现象。
根据在某一点处的光强度的相对大小，可以将干涉分为增强干涉和减弱干涉。
1. 干涉条纹当两束光波相遇时，波峰与波峰相遇时会叠加，增强光强；波峰与波谷相遇时会互相抵消，减弱光强。
这样，在屏幕上就会出现一系列明暗相间、周期性重复的条纹，称为干涉条纹。
2. 干涉条件干涉需要满足一定的条件，其中最为重要的是相干性。
相干性是指两个波源或两个发出的波要有一定的相位关系，才能产生干涉现象。
二、光的衍射现象衍射是指光通过一个小孔或通过物体的边缘时，发生弯曲传播和波阻挡现象，形成衍射图样。
1. 衍射现象的解释光的衍射可以通过赛曼公式进行解释，即衍射角的正弦值与入射光的波长和衍射开口的尺寸有关。
较大的波长和较小的开口尺寸会产生较大的衍射角，从而形成明暗相间的衍射图样。
2. 单缝衍射当光通过一个细缝时，会出现中央亮度较高而两侧逐渐暗淡的衍射图样。
这是因为细缝较窄，波的传播会受到限制，形成多个次级波峰和波谷，从而产生干涉条纹。
3. 双缝衍射双缝衍射是指当光通过两个细缝时，会在屏幕上产生一系列交替明暗的干涉条纹。
这是因为两个缝隔离产生了两个相干的次级波源，导致干涉现象发生。
三、杨氏实验杨氏实验是干涉实验的一种经典方法，可通过此实验观察到干涉环或干涉条纹。
1. 杨氏双缝干涉杨氏实验中最经典的是双缝干涉。
在杨氏双缝实验中，通过屏幕上的两个孔，光会通过这两个孔并在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。
通过调整缝宽、缝距以及光源的波长等参数，可以观察到不同的干涉条纹图样。
2. 杨氏单缝衍射杨氏实验还包括了单缝衍射。
在杨氏单缝衍射实验中，光通过一个小孔，形成衍射图样。
与双缝干涉实验相比，单缝衍射实验的衍射角度较大，形成的衍射图样也有所不同。
探索光的衍射和干涉现象：单缝和双缝实验
衍射原理：光在传播过程中 遇到障碍物时，会绕过障碍 物继续传播，形成衍射现象
单缝衍射公式：描述衍射现 象的数学公式，可以计算衍
射条纹的强度和位置
单缝衍射的定量分析
单缝衍射公式： I=I0*sin^2(π
a/λ)
单缝衍射图样： 中央亮条纹，
两侧暗条纹
单缝衍射实验： 使用单缝，观
06 实 验 注 意 事 项 和 安 全防范措施
Part One
单击添加章节标题
Part Two
光的衍射和干涉现 象概述
光的波动性
光的衍射：光通 过狭缝或小孔时 发生的弯曲现象
光的干涉：两束 或两束以上的光 相遇时产生的明 暗条纹
光的波长：光的 波动性的重要参 数，决定了光的 颜色和频率
光的相位：光的波 动性的另一个重要 参数，决定了光的 干涉和衍射效果
双缝干涉的定量分析
双缝干涉条纹 的间距：与波 长和缝间距有
关
双缝干涉条纹 的亮度：与缝 间距和光强有
关
双缝干涉条纹 的宽度：与缝 间距和波长有
关
双缝干涉条纹 的对称性：与 缝间距和光强
有关
双缝干涉的应用
光学仪器：如显微镜、望远镜等，利用双缝干涉原理提高成像质量 光通信：利用双缝干涉原理实现高速、大容量的光纤通信 量子力学：双缝干涉实验是量子力学的重要实验之一，用于验证量子力学的基本原理 光学测量：利用双缝干涉原理进行精密测量，如厚度、折射率等参数的测量
结果展示：使用图 表、图形等方式直 观展示实验结果和 分析结果
THANKS
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光的衍射和干涉现象： 单缝和双缝实验
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光的衍射
�
(A) )
(B) )
(C) )
(1)试指出这三个孔的可能形状. )试指出这三个孔的可能形状. (2)试根据以上三图说明衍射图象与障碍物(或孔)的形 )试根据以上三图说明衍射图象与障碍物(或孔) 状有无关系. 状有无关系. 的双螺旋结构, (3)DNA的双螺旋结构,是物理化学家弗兰克林通过拍摄 ) 的双螺旋结构 不同温度下DNA晶体的 射线衍射照片,并对比研究获得 晶体的X射线衍射照片 不同温度下 晶体的 射线衍射照片, 这一事实给认识微观世界提供了什么样的启示? 的.这一事实给认识微观世界提供了什么样的启示?
光的干涉条纹和衍射条纹的比较
光的干涉和衍射的比较
光的干涉和衍射都是说明光有波动性的主要特征,两者都是 光束的叠加形成的,它们的主要不同是: (1)形成条件不同 在杨氏双缝干涉中,在屏上观察区域内可以认为穿过狭缝时 所有的光彼此都相同,就像穿过狭缝时只有两条光线一样, 因此,杨氏双缝干涉可以认为只有两束光线的叠加形成的. 在单缝衍射中,由于必须考虑到穿过缝的不同部位的光线之 间的相位差才能解释实验现象,因此,它是由缝中各点发出 的无数束光线的叠加形成的. (2)分布规律不同 在杨氏双缝干涉中,条纹图样是中央明条纹,两边等间距排 列亮度相同的明暗相间条纹. 在单缝衍射中的条纹图样,中央是一条最亮最宽的明条纹, 两边不等距排列着亮度比中央明条弱得多的明条纹,并且离 中央明条纹越远,条纹亮度越弱.
二,光的衍射
光的衍射现象: 光的衍射现象:
狭缝 单 色 光 像 屏
当光通过狭缝(或障 碍物)的时候,光会 偏离直线路径绕到狭 缝(或障碍物)的阴 影里去的现象,叫做 光的衍射现象.
衍射时形成的明暗相间的条纹,叫做衍射 图样.
光的衍射的条件: 光的衍射的条件:
光学干涉与衍射分析
光学干涉与衍射分析光学干涉与衍射是光学领域中重要的现象，它们揭示了光的波动性和粒子性。
通过对干涉和衍射现象进行分析，我们能够深入了解光的传播特性和波动规律。
本文将对光学干涉与衍射进行详细分析，并探讨其在实际应用中的重要性。
一、光学干涉分析光学干涉是指两束或多束光波相互叠加产生的干涉现象。
其基本原理是光波的相位差导致干涉条纹的形成。
常见的光学干涉现象有杨氏双缝干涉、等厚干涉等。
1. 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉是一种经典的光学干涉现象，由杨振宁在1801年首次观察到。
在杨氏双缝干涉实验中，一束单色光通过两个相邻且尺寸相同的缝隙照射在屏幕上，观察到交替出现的明暗条纹。
这些干涉条纹的形成是由于光的波动性。
当两束光波经过双缝时，在屏幕上形成交叠的衍射图样。
在某些位置，两束光波的相位差为整数倍的波长，使得它们相互增强，形成明条纹；而在其他位置，相位差为半整数倍的波长，使得它们相互抵消，形成暗条纹。
通过对杨氏双缝干涉的实验观测和理论分析，人们能够推导出干涉条纹的间距与波长、双缝间距之间的关系，并得到光的波动性的定量描述，如杨氏干涉公式。
2. 等厚干涉等厚干涉是另一种重要的光学干涉现象，它是由等厚玻璃片或空气薄膜等均匀介质引起的干涉。
在这种干涉现象中，光波在通过介质时会发生相位差，从而产生明暗干涉条纹。
等厚干涉实验中最典型的案例是纳赛尔棱镜实验。
当光线通过一块等厚玻璃片时，由于玻璃的厚度不同，光波在玻璃上发生相位差。
这些相位差取决于入射光线的角度和玻璃片的厚度，使得光波在空间中叠加形成明暗条纹。
通过等厚干涉的研究和分析，人们可以得到光波在均匀介质中传播的规律，并通过控制介质厚度来实现光的调制和分光。
这在光学器件设计和光学通信等领域具有广泛的应用。
二、光学衍射分析光学衍射是指光在通过孔隙、边缘或物体表面时产生偏离直线传播的现象。
衍射是光的波动性的直接表现，它的发生是由光的波动特性所决定的。
1. 单缝衍射单缝衍射是一种常见的光学现象，广泛应用于光学实验和科学研究。
物理学光的干涉与衍射现象
物理学光的干涉与衍射现象光是一种电磁波，具有波动性质。
当光通过某些物体或孔径时，会出现干涉和衍射现象。
干涉是指两束或多束光波叠加产生的明暗交替的条纹现象，衍射是指光波通过物体或孔径时发生偏离直线传播方向和弯曲的现象。
这两种现象在物理学中具有重要的意义，并在实际应用中得到广泛的应用。
一、干涉现象干涉现象是由于光的波动性质而产生的，它涉及到两束或多束光波的相互作用。
根据干涉现象产生的条件分为两类：相干光的干涉和非相干光的干涉。
1. 相干光的干涉相干光是指两束或多束光波的相位差恒定、方向相同、波长相同的光波，它们经过叠加后产生明暗交替的干涉条纹。
相干性的保持对于干涉现象的产生至关重要。
常见的相干光干涉现象有：（1）杨氏双缝干涉：当单色光通过两个非常接近的狭缝时，光波将以球面波的形式传播，并在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。
（2）牛顿环干涉：当凸透镜与平行气泡状玻璃接触时，从凸透镜中反射出的光与气泡表面的光发生干涉，形成一系列从中心向外的环状明暗条纹。
2. 非相干光的干涉非相干光是指两束或多束光波的相位差随机变化的情况下产生的干涉现象。
由于相位差的随机性，非相干光干涉中的条纹呈现出粗暗、杂乱的特点。
常见的非相干光干涉现象有：（1）自发光源的互助干涉：当两个并排的亮线源或者两个狭缝发出的光经过叠加后在屏幕上形成干涉条纹。
（2）薄膜干涉：当光射向薄膜表面时，反射和折射光波发生干涉现象，形成明暗相间的干涉条纹。
二、衍射现象衍射是光波在通过物体或孔径时发生偏离直线传播方向和弯曲的现象，与干涉相比，衍射不需要两束或多束光波的相互叠加。
常见的衍射现象有：（1）单缝衍射：当光通过一个狭缝时，光波会弯曲并在屏幕上形成中央亮条和两侧暗条交替的衍射条纹。
（2）双缝衍射：当光通过两个狭缝时，光波会在屏幕上出现一系列亮暗相间的干涉条纹。
三、应用光的干涉与衍射现象不仅在物理研究中具有重要作用，还在实际应用中得到广泛使用。
（1）干涉仪器：如干涉仪、干涉计、干涉显微镜等，用于测量光的干涉现象，实现精密测量和质量控制。
《大学物理》-光的干涉
光的干涉
针孔的衍射
二、光的衍射现象的分类
单缝衍射
不同波长光的单缝衍射条纹照片
白光， a = 0.4 mm
方孔衍射
等厚干涉
双缝干涉
增透膜
网格衍射
一、光的本性
1、微粒说与波动说之争
牛顿的微粒说： 光是由光源发出的微粒流。
惠更斯的波动说： 光是一种波动。
2、 光的电磁本性
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
解： P 点为七级明纹位置
r2 r1 7
插入云母后，P点为零级明纹
r2 r1 d nd 0
d r1
s1
r2
s2
P 0
7 dn 1
d 7 7 55001010 6.6 106 m
n 1 1.58 1
三 薄膜干涉
1 等倾干涉
一、倾斜入射*
光程差：
n2 ( AB BC ) n1 AD n1
: :
c : 2
(b c)
(a d
2
b) :a
x1 x2
0.495cm 10mm
4.95mm
明纹的位置 d sin k
2
s1
s 2*
a
Mb
d xk k
abc 2
K=3, K=4, K=5,
x3=5.05mm x4=7.07mm x5=9.09mm
物理光学光的衍射与衍射的现象
物理光学光的衍射与衍射的现象光的衍射是指光线通过一个孔或者绕过一个物体后，经过一定的传播距离后，出现明暗交替的现象。
这种现象是由于光的波动性导致的。
本文将介绍光的衍射的原理、衍射的现象以及一些典型的衍射实验。
一、光的衍射原理衍射现象是由于光的波动性而产生的，根据赛涅尔衍射原理，当光线通过一个孔或者绕过一个物体时，波前会发生弯曲，从而产生了衍射。
根据惠更斯-菲涅尔原理，任何一个波前上的每一个点都可以看成是次波的发射源，通过各个波源发射出来的次波在波前上相互叠加形成新的波前。
光的衍射与光的波长有关，波长越小，衍射现象越明显。
此外，衍射还与衍射孔的尺寸有关，如果衍射孔的尺寸小于光的波长，衍射现象也会比较明显。
二、光的衍射现象1. 单缝衍射当光通过一个细缝时，光线会向前方呈圆形扩散，并形成一系列明暗的交替带。
这种现象被称为单缝衍射。
单缝衍射的衍射角度与光的波长和衍射孔的尺寸有关。
一般情况下，衍射角度越大，衍射强度越弱，衍射带的亮度也会减弱。
2. 双缝干涉双缝干涉是指光线通过两个并排的细缝后，形成一系列明暗的条纹。
这些条纹是由光的干涉现象导致的。
双缝干涉的条纹间距与衍射角度有关，当衍射角度小于一定范围时，条纹间距较大；而当衍射角度超过一定范围时，条纹间距变小。
3. 衍射光栅光栅是由一系列平行而等间距的缝或透明光栅构成的，当光通过光栅后，会形成一系列具有规则间距的亮暗条纹。
光栅的条纹间距与光的波长和光栅的缝尺寸有关，通过调节光栅的缝宽和缝距可以改变衍射带的间距和亮度。
三、典型的光的衍射实验1. 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是一个经典的衍射实验，在实验中，光线通过两个并排的细缝后，实验者可以观察到一系列明暗的条纹。
这个实验验证了光的波动性以及光的干涉现象，同时也揭示了光的波动性与粒子性的共存。
2. 单缝衍射实验单缝衍射实验是利用一个细缝来观察光的衍射现象，实验者可以通过调节缝的尺寸和光源的波长来观察不同条件下的衍射带。
光的干涉
单色光
标准样板 薄片
被检测平面
(a)
(b)
(c)
注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度
薄膜干涉的应用 干涉法检查平面
原理：在被检平面与透明样板间垫一个薄片，使其间 形成一个楔形的空气薄层．当用单色光从上面照射时， 入射光从空气层的上、下表面反射出两列光波，于是 从反射光中看到干涉条纹．
衍射现象来说，小孔处的光源可以看成无数个子波源， 它们在空间也会叠加，振动加强的点产生明条纹，振动 减弱的点产生暗条纹。
干涉现象中每一个小孔（缝）也能发生衍射，衍射现 象中各子光源也能发生干涉，即“干中有衍，衍中有 干”。我们称双缝为干涉，单缝或多缝为衍射。 2.二者区别 （1）产生条件不同 光的干涉要求频率相同的两列相干光相遇叠加。只要狭 缝或孔足够小，任何光都能发生衍射。
5、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1所示。将一块平板
玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在
两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从
上往下看到的干涉条纹如图2所示。干涉条纹有如下特点：⑴
任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任
意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图1
3 、用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实 验时，在光屏上得到衍射图形，它们的
特征是（ B ）
A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔 时中央是亮的
B．中央均为亮点的同心圆形条纹 C．中央均为暗点的同心圆形条纹 D．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔
时中央是暗的
三、光的偏振 1．偏振：光波只沿某个特定的方向振动。 2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直 于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的 光波的强度都相同，这种光叫做自然光。 3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向 振动的光。光的偏振现象说明光是一种横波。 4．偏振光的形成 (1)自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。 (2)自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光 就是部分偏振光或完全偏振光。 5．偏振光的理论意义及应用 (1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能 确定光波是横波还是纵波，光的偏振现象说明了光波是横波。 (2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等。
光的干涉与衍射双缝干涉与单缝衍射
光的干涉与衍射双缝干涉与单缝衍射光的干涉与衍射是光学中重要的现象，涉及到光波的波动特性和光的波粒二象性。
其中，双缝干涉和单缝衍射是光的干涉与衍射中最基本和常见的现象。
本文将探讨双缝干涉和单缝衍射的原理、实验现象以及它们在实际应用中的重要性。
1. 双缝干涉双缝干涉是指光波通过两个狭缝后的干涉现象。
当光波传播到两个缝之前，可以看作是两个点光源发出的相干波，这两个点光源可以是一个光源经过适当的装置分割而成。
光波通过两个缝射出后，由于不同波源的光波存在相位差，当它们再次相遇时就会发生干涉现象。
双缝干涉产生的干涉图样是一组明暗相间的条纹，称为干涉条纹。
这些干涉条纹反映了光波的干涉效应，根据干涉条纹的分布情况可以得出有关光波的信息。
在实验中，可以通过调节两个缝的间距、光源的波长等参数来观察干涉条纹的变化。
双缝干涉不仅验证了光的波动性，还被广泛应用于测量、干涉仪器等领域。
例如，利用双缝干涉可以测量光波的波长、测量光的相干性等。
干涉仪器如迈克尔逊干涉仪、扫描电子显微镜等也是基于双缝干涉原理设计的。
2. 单缝衍射单缝衍射是指光波通过一个狭缝产生的衍射现象。
当光波传播到狭缝前，狭缝作用于光波，使得光波在狭缝附近产生弯曲和散射。
这种弯曲和散射会导致光波在辐射出狭缝后发生折射、反射、干涉等现象，从而形成一系列的光波衍射。
单缝衍射的干涉图样是一组中央明亮、逐渐变暗的环形形状，称为衍射环。
这些衍射环的分布情况与光波的波长、狭缝的宽度等参数密切相关。
实验中可以通过改变光源的波长、改变狭缝的宽度等来观察衍射环的变化。
单缝衍射揭示了光波的波动性质，也在实际应用中具有重要意义。
例如，单缝衍射可以用于光谱仪的设计，通过单缝衍射的原理可以将光波分解为不同波长的光谱成分。
此外，单缝衍射还可以用于测量光源的宽度和光波的波长等参数。
综上所述，光的干涉与衍射中的双缝干涉和单缝衍射是光学中重要的现象。
双缝干涉通过观察干涉条纹的分布情况，验证了光的波动性，并在实际应用中具有测量光波波长、相干性等重要作用。
光的干涉与衍射现象解析探究双缝干涉和单缝衍射的规律
光的干涉与衍射现象解析探究双缝干涉和单缝衍射的规律光的干涉与衍射现象解析：探究双缝干涉和单缝衍射的规律光是一种波动现象，在传播过程中会产生干涉和衍射现象。
而光的干涉现象是由于波的叠加造成的，当两个或多个波在相遇时，形成了增强或抵消的效果。
光的衍射则涉及到光波遇到障碍物或小孔时的传播特性。
本文将详细探讨双缝干涉和单缝衍射的规律。
一、双缝干涉双缝干涉是指当一束光通过两个非常靠近、并且相距足够小的缝隙时，产生的干涉现象。
这两个缝隙可以是实物缝隙，也可以是光通过的虚拟缝隙。
双缝干涉的规律可以通过杨氏双缝实验来研究。
杨氏双缝实验是由杨振宁首先提出的。
实验装置由一束单色光源、一块屏幕、两个非常细小且相邻的缝隙组成。
当单色光通过双缝后，在屏幕上会形成一系列的明暗相间的条纹，这些条纹被称为干涉条纹。
双缝干涉的规律可以由干涉条纹的位置和间距来解释。
根据实验观察，我们可以得出以下结论：1. 干涉条纹的亮度：当两个缝隙中的光程差为波长的整数倍时，光波在屏幕上的相干叠加会增强，这时产生明条纹。
而当光程差为波长的奇数倍加上半个波长时，光波在屏幕上的相干叠加会抵消，这时产生暗条纹。
2. 干涉条纹的间距：干涉条纹的间距与光的波长和缝隙之间的距离有关。
间距越大，条纹越稀疏，间距越小，条纹越密集。
可以用以下公式计算干涉条纹的间距：d·sinθ = m·λ，其中d为缝隙的间距，θ为入射光线与屏幕法线的夹角，m为干涉条纹的次序，λ为入射光的波长。
3. 干涉条纹的宽度：干涉条纹的宽度与光的波长和缝隙的宽度有关。
缝隙越宽，干涉条纹越宽，波长越大，干涉条纹越宽。
干涉条纹的宽度可以用以下公式计算：Δy = λL / d，其中Δy为干涉条纹的宽度，λ为入射光的波长，L为屏幕到缝隙的距离，d为缝隙的宽度。
二、单缝衍射单缝衍射是指光通过一个非常窄的单一缝隙时产生的衍射现象。
与双缝干涉相比，单缝衍射是一维的衍射现象。
通过实验观察，我们可以得出以下规律：1. 衍射图样：当单色光通过单缝后，在屏幕上形成衍射图样，图样中央为明亮的主极大，两侧为逐渐变暗的次级极大。
物理干涉衍射知识点总结
物理干涉衍射知识点总结一、光的波动性及双缝干涉1. 光的波动性：光是一种电磁波，具有波动性。
光的波动性可以通过一系列干涉、衍射现象来证实。
光的波动性在夫琅禾费衍射和光的双缝干涉中得到了充分的体现。
2. 双缝干涉原理：双缝干涉是指当一束光照射到一组间距相等的狭缝或光栅上时，由于光波的干涉作用，会在远处形成一系列明暗条纹。
这是由于光波的波峰和波谷相遇时发生干涉而形成的。
3. 双缝干涉条件：双缝干涉要求两个狭缝之间的距离不大于光波长的几倍，并且光波在两个狭缝处的入射角相同，才能产生明显的干涉条纹。
4. 双缝干涉公式：双缝干涉实验中，两个狭缝的间距为d，入射光的波长为λ，干涉条纹的角度为θ，则干涉条纹的间距为：d sinθ = mλ其中，m为干涉级数，可以为正整数、负整数或零。
这个公式可以用来确定干涉条纹的位置。
5. 双缝干涉的应用：双缝干涉可以用来测量光的波长，也可以用来研究光的性质，例如光的偏振性等。
双缝干涉也为制造光栅等光学仪器提供了理论基础。
二、夫琅禾费衍射1. 夫琅禾费衍射原理：夫琅禾费衍射是指当光波通过一个狭缝或者一个不规则的障碍物时，会出现衍射现象，即光波会沿着各个方向散射，形成夫琅禾费图样。
夫琅禾费衍射也是光波的波动性的体现之一。
2. 夫琅禾费衍射公式：夫琅禾费衍射的公式为：a sinθ = mλ这个公式描述了夫琅禾费衍射的条件，其中a为狭缝或者障碍物的宽度，θ为衍射角，m 为衍射级数。
夫琅禾费衍射的角度与干涉条纹的角度有所不同，但都是通过波长和衍射结构的特性来描述的。
3. 夫琅禾费衍射的应用：夫琅禾费衍射可以用来测量光的波长，也可以用来研究光的偏振性和衍射结构的特性。
夫琅禾费衍射在光学成像、激光技术等领域有着广泛的应用。
三、单缝衍射1. 单缝衍射原理：单缝衍射是指当光波通过一个宽度较大的狭缝时，会出现衍射现象，即光波会以波纹的形式散射出去。
单缝衍射也是光波的波动性的体现之一。
2. 单缝衍射公式：对于单缝衍射，衍射角θ的计算公式为：a sinθ = mλ其中，a为狭缝的宽度，θ为衍射角，m为衍射级数，λ为光波的波长。
双缝干涉和杨氏实验
双缝干涉和杨氏实验双缝干涉和杨氏实验是光学领域中重要的实验现象，它们揭示了光的波动性质和波动光学现象。
双缝干涉实验是通过两个非常接近的狭缝让光通过后产生明暗相间的干涉条纹，而杨氏实验则是通过单缝产生的光线在屏幕上形成一系列明暗相间的干涉条纹。
这两个实验都展示了光的波动特性以及波动光学理论的应用。
双缝干涉实验首先由托马斯·杨提出，并于1801年被扬内/弗雷诺等学者首次实验确定。
双缝干涉现象是光的波动性的重要表现之一，在实验中，通过一个光源照射到两个非常接近且相距适当的狭缝处，产生出的光经过两个狭缝后在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。
这种干涉现象的出现是由于光的波动性质导致的，光波在通过狭缝后会形成一系列光明和暗淡的波峰和波谷，通过叠加产生出条纹。
在双缝干涉实验中，当两个狭缝之间的距离足够小，光的波动效应就会在屏幕上形成清晰的明暗条纹。
这些条纹的间距与波长有关，根据双缝干涉实验的公式，可以通过测量条纹间距来计算出光的波长。
这项实验证明了光的波动性质，也成为光学研究中的重要实验之一。
与双缝干涉实验相类似的是杨氏实验，它也是一种光的波动性实现。
杨氏实验是由杨振宁提出的，它是利用单缝来产生干涉现象的实验。
在杨氏实验中，通过单缝让光通过后，在屏幕上产生一系列明暗相间的干涉条纹。
这些条纹的出现是由单缝的波动性质导致的，光波通过单缝后会发生弯曲、衍射和干涉等现象，从而形成条纹。
杨氏实验的原理和双缝干涉实验类似，通过测量条纹间距可以计算出光的波长，进而研究光的波动性质。
杨氏实验的出现也丰富了光学研究的实验手段，为研究光的波动性提供了重要的实验依据。
总的来说，双缝干涉和杨氏实验都是光学领域中重要的实验现象，它们揭示了光的波动性质和波动光学现象。
通过这两个实验的研究，人们对光的本质有了更深入的了解，也为光学领域的研究和发展提供了重要的实验基础。
光的干涉与衍射实验双缝干涉与单缝衍射
光的干涉与衍射实验双缝干涉与单缝衍射光的干涉与衍射实验：双缝干涉与单缝衍射光的干涉与衍射是光学中的重要现象，通过实验可以观察到光波的特性和行为。
本文将介绍两种常见的实验现象：双缝干涉和单缝衍射。
同时，我们也将讨论它们在科学和技术领域中的应用。
双缝干涉是一种光的干涉实验，它展示了两个紧密排列的缝隙对光波的干涉效应。
实验装置由一束单色光照射到一个屏幕上，屏幕上有两个狭缝，称为双缝。
当光通过双缝时，在背后的屏幕上会出现一系列明暗交替的条纹，这被称为干涉条纹。
干涉条纹的形成是由于光波传播过程中的相位差引起的。
根据干涉理论，当两束光波相遇时，它们的相位差将决定干涉效应的结果。
在双缝干涉实验中，当两束光波从两个缝隙中出射并在屏幕上相遇时，它们的相位差会导致一些地方的波峰与波谷相遇，从而增强光的强度；而在其他地方，波峰与波峰或波谷与波谷相遇，则会导致互相抵消，使光的强度减弱甚至完全消失。
这种干涉现象形成了明暗相间的条纹。
与双缝干涉相比，单缝衍射实验中只有一个缝隙。
当光通过单缝时，会发生衍射现象，也就是光波沿着缝隙弯曲并进一步扩散。
在屏幕上观察到的衍射图样表现为中央亮度最高，向两侧逐渐减弱。
这种衍射图样的形成是由于光波通过缝隙之后，会扩散为一系列的圆弧形波前，波前之间的干涉叠加导致形成衍射图样。
双缝干涉和单缝衍射实验的结果都是通过观察干涉条纹和衍射图样来验证光波的波动性质。
这些实验进一步证实了光是一种波动现象，而不仅仅是粒子的表现。
光的干涉与衍射实验不仅仅是理论研究的基础，也在科学和技术领域中有着广泛的应用。
在物理学中，干涉和衍射实验对于研究光的性质和传播行为非常重要。
同时，这些实验也在光学领域中的各个领域中起着重要的作用，比如光学显微镜、激光技术、光纤通信等。
在光学显微镜中，通过使用光的干涉和衍射现象，可以提高显微镜的分辨率和观察的精度。
激光技术中，光的干涉和衍射被广泛用于激光干涉仪和激光衍射仪等设备中，用于精确测量和检测。
光的干涉
激光
人类在实验室里激发出的一种自然界中没有的光 ①频率单一 ②相干性好 ③平行度好（方向性好） 平行度好（方向性好）
激光的特点 激光的应用
④亮度高（能在很小的空间、很短的时间内集中很大的能量） 亮度高（能在很小的空间、很短的时间内集中很大的能量）
①利用激光通过光导纤维实现通讯 唱机、 ③VCD、CD唱机、电脑光驱 、 唱机 ⑤受控核聚变
薄膜干涉
1、薄膜干涉形成原因： 、薄膜干涉形成原因： 竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用而下面厚、上面薄， 竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用而下面厚、上面薄，因此在 薄膜上不同的地方，来自前后两个面的反射光所走的路程差不同。 薄膜上不同的地方，来自前后两个面的反射光所走的路程差不同。在一些 地方，这两列波叠加后互相加强，出现亮条纹；在另一些地方， 地方，这两列波叠加后互相加强，出现亮条纹；在另一些地方，叠加后互 相减弱，出现暗条纹。故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹； 相减弱，出现暗条纹。故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹； 在白光照射下， 在白光照射下，则出现彩色条纹 2、薄膜干涉的应用： 、薄膜干涉的应用： 用来检查各种镜面或其他精密部件的表面是否水平。 ① 用来检查各种镜面或其他精密部件的表面是否水平。 测量精度可达10 测量精度可达 －6 cm 用做光学元件镜头的增透膜（呈淡紫色）。 ② 用做光学元件镜头的增透膜（呈淡紫色）。 当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的1/4时 当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的 时，在薄膜的两个面上反 射的光，路程差恰好等于半个波长，因而互相抵消。 射的光，路程差恰好等于半个波长，因而互相抵消。这就大大减少了光的 反射损失，增强了透射光的强度。 反射损失，增强了透射光的强度。
双缝干涉 光的干涉 薄膜干涉
光的衍射现象的实验研究与解释
光的衍射现象的实验研究与解释光的衍射现象是光通过较小的孔或者窄缝后发生的一种现象，它使光波沿直线传播的特性变得复杂起来，产生了明暗条纹和光的弯曲效应。
衍射现象的实验研究是通过设计一系列实验来观察和解释光的衍射现象的具体原理和规律。
第一个光的衍射实验是由英国科学家托马斯·杨德尔（Thomas Young）于1801年进行的。
他使用了一道单色光源，通过一个狭缝照射到一个屏上。
他观察到，在屏上形成了一系列明暗相间的条纹，这被称为杨氏双缝干涉实验。
这个实验结果表明，在一个狭缝后面，光波会发生衍射，并形成干涉的明暗条纹。
为了探究光的衍射现象的更多特性，后来的科学家进行了一系列的实验研究。
其中之一是弗朗索瓦·菲涅耳 (François Arago)和奥古斯丁·菲涅耳 (Augustin-Jean Fresnel) 进行的菲涅耳衍射实验。
在这个实验中，菲涅耳使用了一个小孔来代替杨德尔的狭缝，观察到了当光通过小孔后，会在周围的屏上形成明暗相间的环状条纹。
这个实验结果证明了光的衍射现象不仅发生在狭缝上，也同样发生在小孔上。
解释光的衍射现象背后的原理，需要使用波动理论。
根据波动理论，光被认为是一种电磁波，它的传播是通过波动进行的。
当光波通过一个较小的孔或者窄缝时，波动被限制在一个较小的区域内传播，这样就会发生衍射现象。
衍射现象可以通过对波动的叠加效应来解释，当波峰和波谷相遇时，会产生干涉，形成明暗相间的条纹。
实验中观察到的明暗相间的条纹，可以用光的波动性质来解释。
在某些区域，波峰和波谷的叠加会增强光的亮度，形成明亮的条纹；而在其他区域，波峰和波谷的叠加会减弱光的亮度，形成暗淡的条纹。
这些明暗相间的条纹是由于光波的波动特性和干涉效应所导致的。
通过实验研究和解释光的衍射现象，我们更深入地了解了光的波动性质和传播规律。
这对于光学领域的进一步研究和应用有着重要的意义。
例如，在现代技术中，利用光的衍射现象可以实现产生光的干涉图样，用于衍射光栅、激光的形成等领域。
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单缝衍射条纹与杨氏双缝条纹的不同
单缝衍射条纹
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，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色．
单缝衍射的明暗位置实际上是由缝面上子光源发出光线
的衍射角φ来表示的，同一衍射角的光线通过透镜汇聚在屏幕同一位置，并进行相干迭加而形成光的明暗分布，可以通过衍射的明暗条件来确定某级衍射明纹中心或暗纹中心的φ角。
对于明纹宽度，我们定义是相邻的两个暗纹中心所对应的衍射角之差为明纹角宽度。
因此第k级明纹的角宽度
若φ角很小，则有：；
对中央明纹，k=1对应的两级暗纹中心的衍射角分别为：
，；
这样中央明纹的宽度就为：。
由上面的公式可知，条纹的角宽度与单缝宽a成反比，也就是单缝越窄，条纹越宽，衍射现象越显著。
当然单缝过窄，会使入射光太弱。
A通常取0.1-1mm。
同时，我们还看到，若a》λ，则φ与Δφ 趋近于零，那么可以得知，明纹与暗纹皆向中央明纹收缩，以致分辨不清，形成单一明纹，于是衍射消失了，光呈现直线传播。
杨氏双缝条纹
杨氏干涉的现象出现的是明暗条纹，并且条纹之间的间距是相等的，各个条纹的亮度是基本相同的。
但是，光通过不同的虑光片，条纹的颜色就有所不同。
如果虑光片是红色虑光片，那么投射的是红光。
观察到的是红色明暗相间的条纹。
如果虑光片是绿色虑光片，那么投射的是绿光。
观察到的是绿色明暗相间的条纹。
如果不用虑光片，那么投射的是白色合成光，在观察头那边观察到的将是彩色条纹。
在杨氏干涉实验，其中央条纹肯定是加强的，也就是亮条纹。
两列光波到达某一点后发生干涉，到底是加强的还是减弱的，遵循着一定的规律。
它跟两列光波到达这一点的路程的差值和光波的波长有一定的联系。
如果路程差值是光波半波长的偶数倍，则这两列光波在这一点是相互加强的，出现亮条纹。
如果路程差值是光波半波长的奇数倍，则这两列光波在这一点是相互削弱的，出现暗条纹。
在杨氏干涉实验的现象中，明暗条纹是相间的，宽度是相等的，亮度是基本相同的。
但每一条条纹的宽度跟光波的波长、双缝片的两条缝之间的间距、双缝片到达接收屏的距离有一定的关系。
当双缝片的两条缝之间的间距和双缝片到达接收屏的距离一定时，则条纹的宽度与光波的波长成正比。
光波的波长越大，则条纹的宽度就越大。
计算机1班
154020122
夏浩昌。