光的干涉案例
光的干涉与衍射现象的应用举例
光的干涉与衍射现象的应用举例光的干涉与衍射是光学中重要的现象和原理，它们在我们日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
下面将为您列举几个光的干涉与衍射现象的应用实例。
1. 显微镜显微镜是一种能够放大微小物体的光学仪器。
其中一个关键部件便是光的干涉现象。
在显微镜的物镜和目镜之间，通过激光光源照射样本，光线通过样本之后遇到物镜的光圈，由于物镜光圈的小孔，只有发散角较小的光线能够通过并干涉形成清晰的像。
这种干涉现象使得我们能够观察到更加清晰的显微图像，进而研究微小物体的结构。
2. 多普勒雷达多普勒雷达是一种利用光的衍射现象来测量目标的速度的仪器。
雷达发射的脉冲光经过被测目标的反射后，由于目标的运动速度与光源之间产生了相对运动，导致反射光的频率发生了变化。
根据多普勒效应原理，我们可以通过测量反射光的频率变化来计算目标的速度。
3. 光栅光栅是一种特殊的光学元件，利用光的干涉与衍射现象可以实现光波的分光、分色和频谱分析。
光栅由许多均匀排列的透明或不透明刻线组成，当入射光波经过光栅时，会发生干涉和衍射现象，将光波分成不同的波长（颜色）。
这使得我们能够分析光波的频谱成分，例如在光谱分析、光学仪器中的波长选择器等应用中起到重要作用。
4. 光学显影技术光学显影技术是一种利用光的干涉与衍射现象来实现图像增强的技术。
我们常见的光学显影技术有全息照相、光波干涉显影等。
通过利用光的相干性和干涉的原理，可以将物体的微小细节信息记录下来并重建成图像，从而实现对原始图像的增强和复原。
综上所述，光的干涉与衍射现象在各个领域都有重要的应用。
无论是在显微观察、雷达测速、光谱分析还是图像增强等方面，都离不开光的干涉与衍射的原理。
这些应用举例不仅展示了光学原理的实际意义，也为我们深入理解光学现象提供了实践的基础。
光学的应用还在不断发展，相信未来会有更多新颖而令人惊叹的应用涌现出来。
高中物理 13.3 光的干涉 新人教版选修3-4
2.在杨氏双缝干涉实验中，如果不用激光光源而用一 般的单色光源，为了完成实验可在双缝前边加一单缝 获得线光源，如图所示，在用单色光做双缝干涉实验 时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向 上移动，则 ( )
A.不再产生干涉条纹 B.仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变 C.仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置向上移 D.仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移
将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上 方的干涉条纹情况，下列叙述正确的是 ( )
A.O点出现红光的亮条纹 B.红光的第一条亮条纹在P点的上方 C.O点不出现蓝光的亮条纹 D.蓝光的第一条亮条纹在P点的上方
【解析】选A、B。中央O点到S1、S2的路程差为零，所 以换不同颜色的光时，O点始终为亮条纹，选项A正确， C错误；波长越长，条纹间距越宽，所以红光的第一条 亮条纹在P点上方，蓝光的第一条亮条纹在P点下方， 选项B正确，D错误。
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。
4.产生亮、暗条纹的条件:频率相同的两列波在同一点 引起的振动的叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个 振动步调总是一致，即振动方向总是相同；暗条纹处 振动步调总是相反。具体产生亮、暗条纹的条件为
【解析】选D。双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹， 所有条纹宽度相同且等间距，故A、C是红光、蓝光各 自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样；单缝衍 射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗， 而波长越长，中央亮条纹越粗，故B、D是衍射图样， 紫光波长较短，则中央亮条纹较细，故B是紫光的衍射 条纹，D是黄光的衍射条纹。故选D。
2
【解析】选B、D。在双缝干涉实验中，当某处距双缝
光的干涉与衍射现象解析
光的干涉与衍射现象解析在我们生活的这个多彩世界中，光扮演着至关重要的角色。
它不仅让我们能够看见周围的一切，还蕴含着许多神奇而有趣的现象，其中光的干涉和衍射就是两个令人着迷的光学现象。
让我们先来聊聊光的干涉。
干涉现象就好像是光在进行一场精心编排的“舞蹈”。
想象一下，有两列光波，它们就像是两条平行的“队伍”，在空间中相遇。
当这两列光波的频率相同、振动方向相同，并且具有恒定的相位差时，它们就会相互作用，产生干涉现象。
干涉现象在日常生活中也有不少有趣的例子。
比如，我们在一些肥皂泡或者水面上的油膜上看到的彩色条纹，这就是光的干涉造成的。
这些薄膜的上下表面会分别反射光线，反射的光线就像是两列光波，当它们相遇时，如果满足干涉条件，就会产生彩色的条纹。
还有一种非常著名的干涉实验，叫做杨氏双缝干涉实验。
在这个实验中，通过一个有两条狭缝的挡板，让一束光通过这两条狭缝，在后面的屏幕上就会出现明暗相间的条纹。
那么，为什么会出现这样的明暗条纹呢？这是因为当两列光波在某些地方相互加强，就会形成亮条纹，也就是光的强度增强；而在另一些地方，两列光波相互削弱，就形成了暗条纹，光的强度减弱。
接下来，我们再看看光的衍射。
衍射现象可以理解为光在遇到障碍物或者小孔时，不再沿着直线传播，而是“绕开”障碍物或者从小孔“扩散”出去。
比如，当一束光通过一个很小的狭缝时，在屏幕上不再是一个清晰的狭缝的像，而是出现了明暗相间的条纹，而且条纹的宽度和间距都与狭缝的大小有关。
这就是光的衍射现象。
衍射现象在很多情况下都会发生。
比如，我们用放大镜观察物体时，边缘会显得模糊，这就是因为光发生了衍射。
还有，当我们在夜晚看远处的灯光时，灯光看起来会有些发散，而不是一个清晰的点，这也是光的衍射导致的。
从本质上来说，光的干涉和衍射都是光的波动性的表现。
它们都说明了光不是简单的直线传播，而是具有波动的特性。
光的干涉和衍射在现代科技中有着广泛的应用。
在光学仪器的设计和制造中，比如显微镜、望远镜等，都需要充分考虑光的干涉和衍射现象，以提高仪器的分辨率和成像质量。
1.10 光的干涉应用举例 牛顿环
解： i1 i2 0, 0.6 um, n2 1.0 d0 150nm
（1）在中央接触处，空气膜厚度为d0的光程差为：
2d 0
2
600 2 150 0 2
光学
1.10 光的干涉应用举例 牛顿环
即由空气膜上、下两表面反射光的光程相等，故产 生干涉相长，所以是中心处应为亮斑。 （2）第6个亮环的干涉级次为j=6 （中心亮斑j=0）
光学
1.10 光的干涉应用举例 牛顿环
一 劈尖干涉的应用
(1)干涉膨胀仪 (2)测膜厚
l
n1
SiO2 d
l0
2
Si
n2
l N
dN
2n1
（3）检查平面
被检体
被检体
被检体
被检体
光学
1.10 光的干涉应用举例 牛顿环 空气 n 1
l 2n sin 2n
d tg L
透射光的牛顿环，与反射光干涉的情形相反。
当透镜与玻璃板的间距变化时
d 环由外向中心缩进 d 环由中心外向冒出
光学
1.10 光的干涉应用举例 牛顿环
牛顿环的应用
测透镜球面的半径R 测波长λ 检验透镜球表面质量
测量透镜的曲率半径
R
r
rk2 kR
r
2 k m
(k m) R
j ( j 0,1,2,)
(2 j 1) ( j 0,1,) 暗纹 2
r
d
r 2 R 2 ( R d ) 2 2dR d 2 R d d 0
2
R r 2dR ( ) 2 n
明环半径 暗环半径
光的干涉经典例题
第六章 光的干涉6.1 在空气中做杨氏双缝干涉实验，缝间距为d = 0.6mm ，观察屏至双缝间距为D =2.5m ，今测得第3级明纹与零级明纹对双缝中心的张角为2.724×10-3rad ，求入射光波长及相邻明纹间距．[解答]根据双缝干涉公式sin θ = δ/d ，其中sin θ≈θ，d = kλ = 3λ，可得波长为λ = d sin θ/k = 5.448×10-4(mm) = 544.8(nm)．再用公式sin θ = λ/d = Δx/D ，得相邻明纹的间距为Δx = λD/d = 2.27(mm)．[注意]当θ是第一级明纹的张角时，结合干涉图形，用公式sin θ = λ/d = Δx/D 很容易记忆和推导条纹间隔公式．6.2 如图所示，平行单色光垂直照射到某薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，设薄膜厚度为e ，n 1>n 2，n 2<n 3，入射光在折射率为n 1的媒质中波长为λ，试计算两反射光在上表面相遇时的位相差． [解答]光在真空中的波长为λ0 = n 1λ．由于n 1>n 2，所以光从薄膜上表面反射时没有半波损失；由于n 1>n 2，所以光从薄膜下表面反射时会产生半波损失，所以两束光的光程差为 δ = 2n 2e +λ0/2， 位相差为：21012/222n e n n λδϕππλλ+∆==．6.3用某透明介质盖在双缝干涉装置中的一条缝，此时，屏上零级明纹移至原来的第5条明纹处，若入射光波长为589.3nm ，介质折射率n = 1.58，求此透明介质膜的厚度．[解答]加上介质膜之后，就有附加的光程差δ = (n – 1)e ，当δ = 5λ时，膜的厚度为：e = 5λ/(n – 1) = 5080(nm) = 5.08(μm)．6.4 为测量在硅表面的保护层SiO 2的厚度，可将SiO 2的表面磨成劈尖状，如图所示，现用波长λ = 644.0nm 的镉灯垂直照射，一共观察到8根明纹，求SiO 2的厚度． [解答]由于SiO 2的折射率比空气的大，比Si 的小，所以半波损失抵消了，光程差为：δ = 2ne ． 第一条明纹在劈尖的棱上，8根明纹只有7个间隔，所以光程差为：δ =7λ． SiO 2的厚度为：e = 7λ/2n = 1503(nm) = 1.503(μm)．6.5 折射率为1.50的两块标准平板玻璃间形成一个劈尖，用波长λ = 5004nm 的单色光垂直入射，产生等厚干涉条纹．当劈尖内充满n = 1.40的液体时，相邻明纹间距比劈尖内是空气时的间距缩小Δl = 0.1mm ，求劈尖角θ应是多少？[解答]空气的折射率用n 0表示，相邻明纹之间的空气的厚度差为Δe 0 = λ/2n 0；明纹之间的距离用ΔL 0表示，则：Δe 0 = θΔL 0，因此：λ/2n 0 = θΔL 0．当劈尖内充满液体时，相邻明纹之间的液体的厚度差为：Δe = λ/2n ；明纹之间的距离用ΔL 表示，则：Δe = θΔL ，因此：λ/2n = θΔL ．由题意得Δl = ΔL 0 – ΔL ，所以劈尖角为3图6.2图6.4000()11()22n n l n n lnn λλθ-=-=∆∆= 7.14×10-4(rad)． 6.6 某平凹柱面镜和平面镜之间构成一空气隙，用单色光垂直照射，可得何种形状的的干涉条纹，条纹级次高低的大致分布如何？ [解答]这种情况可得平行的干涉条纹，两边条纹级次低，越往中间条纹级次越高，空气厚度增加越慢，条纹越来越稀．6.7设牛顿环实验中平凸透镜和平板玻璃间有一小间隙e 0，充以折射率n 为1.33的某种透明液体，设平凸透镜曲率半径为R ，用波长为λ0的单色光垂直照射，求第k 级明纹的半径．[解答] 第k 级明纹的半径用r k 表示，则r k 2 = R 2 – (R – e )2 = 2eR ．光程差为δ = 2n (e + e 0) + λ0/2 = kλ0， 解得0012()22e k e n λ=--， 半径为：k r =6.8 白光照射到折射率为1.33的肥皂上（肥皂膜置于空气中，若从正面垂直方向观察，皂膜呈黄色（波长λ = 590.5nm ），问膜的最小厚度是多少？[解答]等倾干涉光程差为：δ = 2nd cos γ + δ`，从下面垂直方向观察时，入射角和折射角都为零，即γ = 0；由于肥皂膜上下两面都是空气，所以附加光程差δ` = λ/2．对于黄色的明条纹，有δ = kλ， 所以膜的厚度为：(1/2)2k d n λ-=．当k = 1时得最小厚度d = 111(nm)．6.9光源发出波长可继续变化的单色光，垂直射入玻璃板的油膜上（油膜n = 1.30），观察到λ1 = 400nm 和λ2 = 560nm 的光在反射中消失，中间无其他波长的光消失，求油膜的厚度．[解答]等倾干涉光程差为;δ = 2nd cos γ + δ`，其中γ = 0，由于油膜的折射率比空气的大、比玻璃的小，所以附加光程差δ` = 0．对于暗条纹，有δ = (2k + 1)λ/2，即 2nd = (2k 1 + 1)λ1/2 = (2k 2 + 1)λ2/2．由于λ2 > λ1，所以k 2 < k 1，又因为两暗纹中间没有其他波长的光消失，因此k 2 = k 1 – 1．光程差方程为两个：2nd /λ1 = k 1 + 1/2，2nd /λ2 = k 2 + 1/2，左式减右式得：2nd /λ1 - 2nd /λ2 = 1， 解得：12212()d n λλλλ=-= 535.8(nm)．6.10 牛顿环实验装置和各部分折射率如图所示，试大致画出反射光干涉条纹的分布．[解答]右边介质的折射率比上下两种介质的折射率大，垂直入射的光会有半波损失，中间出现暗环；左边介质的折射率介于上下两种介质的折射率之间，没有半图6.6图6.10波损失，中间出现明环．因此左右两边的明环和暗是交错的，越往外，条纹级数越高，条纹也越密．6.11用迈克尔逊干涉仪可测量长度的微小变化，设入射光波长为534.9nm，等倾干涉条纹中心冒出了1204条条纹，求反射镜移动的微小距离．[解答]反射镜移动的距离为Δd = mλ/2 = 3.22×105nm = 0.322(mm)．6.17在迈克尔逊干涉仪一支光路中，放入一折射率为n的透明膜片，今测得两束光光程差改变为一个波长λ，求介质膜的厚度．[解答]因为δ = 2(n – 1)d = λ，所以d = λ/2(n – 1)．。
发现光的波动特性：以干涉实验为例的高中物理教学案例
案例采撷发现光的波动特性：以干涉实验为例的高中物理教学案例文|王吉利在万千宇宙现象中，光以其独特的魅力一直吸引着人类不断探索。
历史上，关于光的本质，科学家进行了漫长而深入的探讨。
从牛顿的粒子说到惠更斯光的波动说，光的双重性逐渐揭开了其神秘的面纱。
围绕高中物理课程干涉实验这一经典实例，深入探究光的波动特性，以此激发学生对物理学习的兴趣，增强学生的创新思维与探究能力。
一、光的波动性质概述光是一种电磁波，具有波动性质，它能够高速传播，并在空间中展示出一系列特征。
光的波动性质在物理学中扮演着重要的角色，帮助人们理解光的行为和相互作用。
首先，光的波动性质表现在它的传播方式上。
光以电磁波的形式传播，这意味着它在空中传播并传递能量。
光波的传播速度是极快的，约为每秒30万公里，这使得光成为能够观察宇宙中远离物体的重要工具。
其次，光的波动性质还可以通过光的干涉现象来展示。
干涉是指当两个或多个光波相遇时，它们会产生交叠和干涉效应，这种干涉现象可以产生明暗相间的干涉条纹，帮助研究光的波长和相位差等性质。
二、干涉实验的设备与操作（一）介绍干涉实验所需的基本设备干涉实验是研究光的波动特性的重要实验之一。
在这个实验中，我们需要准备一些基本设备来观察干涉现象的产生。
1.需要一个光源。
光源可以是一束强度稳定、波长单一的激光器，也可以是一束白光通过特殊的滤光片获得的单色光。
光源的选择取决于实验的需求和可用资源。
2.需要一个分束器。
分束器是用来将光源的光线分成两束的装置。
常用的分束器包括光栅、半透镜和分光棱镜等。
分束器的作用是产生两束具有相干性的光线，以便进行干涉实验。
3.需要一个干涉条纹观察屏。
这个观察屏通常是一个平滑而均匀的表面，可以是一个白色屏幕或者一张照相纸。
在实验中，将两束光线重新合并在这个观察屏上，通过观察屏上出现的干涉条纹来研究光的干涉现象。
当光源发出的光线通过分束器分成两束后，这两束光线将会在观察屏上发生干涉。
干涉条纹的出现是由于两束光线的相位差引起的。
4.3光的干涉课件高二上学期物理人教版选择性
实验现象
目标一： 光的双缝
相干光源 干涉条件 频率相同、振动方向相同、相位差恒定
光 的 干 涉
干涉
亮暗条纹条件
目标二： 干涉条纹和光的
路程差为半波长偶数倍 步
——亮条纹
调
路程差为半波长奇数倍 ——暗条纹
托马斯·杨 （1773~1829）
杨氏双缝干涉实验被评为十大最美丽的物理实验之一
演示实验：观察光的干涉现象 在暗室中用氦氖激光器发出的红色激光照射金属挡板上的两条平行的 狭缝，在后面的屏上观察光的干涉情况。
实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。 证明光是一种波
实验过程及现象分析 一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近。 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，这两个 光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加。振动加强的地方出现亮条纹， 振动减弱的地方出现暗条纹。
S2
纹
P2 P2S1
P2S2
2λ P2
S1、S2在P2处步调一致，P2点振动加强。(亮)
暗条纹形成的原因
S1
双缝
屏幕 S2
第
S1
一 Q1 暗
纹 S2
Q1 Q1S1
Q1 Q1S2
S1、S2在Q1处步调相反，Q1点振动减弱。(暗)
双缝
S1 S2
S1 屏幕
S2 Q2 第二暗纹
Q2 Q2S1
Q2 Q2S2
如果观察到的干涉条纹不平行，则表示被检测表面微有凸起或凹下，这些 凸起或凹下的地方的干涉条纹就弯曲。
思考 ①乙图为从上方看到的明暗相间的条纹，则P处对应的被检查平 面_凹__下__，Q处对应的被检查平面_凸__起__(均选填“凹下”或“凸起”)。
大学物理典型例题分析
大学物理典型例题分析 第13章 光的干涉例13-1如图将一厚度为l ，折射率为n 的薄玻璃片放在一狭缝和屏幕之间，设入射光波长为λ，测量中点C 处的光强与片厚l 的函数关系。
如果l =0时，该点的强度为0I ，试问：(1)点C 的光强与片厚l 的函数关系是什么； (2)l 取什么值时，点C 的光强最小。
解 (1)在C 点来自两狭缝光线的光程差为nl l δ=- 相应的相位差为22(1)n lππϕδλλ∆==-点C 的光强为：214cos 2I I ϕ∆= 其中：I 1为通过单个狭缝在点C 的光强。
014I I =(2)当1(1)()2n l k δλ=-=-时点C 的光强最小。
所以1()1,2,3,21l k k n λ=-=-例13-2如图所示是一种利用干涉方法测量气体折射率的干涉示意图。
其中T 1，T 2为一对完全相同的玻璃管，长为l ，实验开始时，两管中为空气，在 P 0处出现零级明纹。
然后在T 2管中注入待测气体而将空气排除，在这过程中，干涉条纹就会移动，通过测定干涉条纹的移动数可以推知气体的折射率。
设l =20cm,光波波长589.3nm λ=，空气的折射率1.000276,充一某种气体后，条纹移动200条，求这种气体的折射率。
解 当两管同为空气时，零级明纹出现在P 0处，则从 S 1和S 2 射出的光在此处相遇时，光程差为零。
T 2管充以某种气体后，从S 2射出的光到达屏处的光程就要增加，零级明纹将要向下移动，出S 1L 1L 2T 2T 1S 2SEP 0P 0 '例13-2图例13-1图现在o P '处。
如干涉条纹移动N 条明纹，这样P 0处将成为第N 级明纹，因此，充气后两光线在 P 0 处的光程差为21n l n l δ=-所以 21n l n l N δλ=-= 即 21N n n l λ=+代入数据得32200589.310 1.000276 1.0008650.2n ⨯⨯=+=例13-3. 在双缝干涉实验中，波长λ=5500Å 的单色平行光垂直入射到缝间距a =2⨯10-4m 的双缝上，屏到双缝的距离 D = 2m ． 求：（1）中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距;(2)用一厚度为 e =6.6⨯10-6m 、折射率为 n =1.58 的玻璃片覆盖一缝后,零级明纹将移到原来的第几级明纹处 ?解:(1) 因为相邻明（暗）条纹的间距为D a λ，共20个间距所以200.11m D x a λ∆==（2）覆盖玻璃后,零级明纹应满足:[]21()0r r e ne --+=设不盖玻璃片时,此点为第 k 级明纹，则应有21r r k λ-=所以 (1)n e k λ-=(1) 6.967n ek λ-==≈零级明纹移到原第 7 级明纹处.例13-4薄钢片上有两条紧靠的平行细缝，用波长 λ=5461Å 的平面光波正入射到钢片上。
光的干涉在实际生活中的应用
光的干涉在实际生活中的应用在实际生活当中，有许多应用都是来源于物理学中的光学分支，其中，光的干涉在日常生活中的应用更是占据了重要的位置。
本文主要目的是介绍一些光的干涉在日常生活中运用的几个典型的例子，如测量表面的平整度、测量微位移的大小和测量透明介质的折射率等。
通过对这几类光的干涉的运用事例的介绍，引出利用科学解决实际问题的方法和思路。
标签：光干涉实际应用引言当频率相同、振动方向相同、相位差恒定的两束简谐光波相遇时，就会发生干涉现象。
[1]在光波重叠区域，某些地方的合成光强极大，有些地方合成光强极小，合成光波的光强在空间形成强弱相间的稳定分布，这种现象称为光的干涉。
[2]光的干涉现象在我们的生活当中运用是非常广泛的，因此也为我们日常生产和生活提供了诸多的便利。
并且由于大多数场合下的应用都以波长为单位，我们知道，光的波长都在纳米级别，因此在这些场合中的测量精密程度也非常高。
下面就着重介绍光的干涉现象在生活中运用的几个典型案例。
一、检测工件的平整度在如今的生产和生活当中，检测一些部件表面的平整程度越来越受到重视，尤其是对精密程度要求较高的零件，知悉其表面质量显得尤为重要。
以玻璃块为例，有些领域对玻璃表面的平整度要求是比较高的，有些瑕疵是肉眼看不出来的，因此需要用光的干涉的方法。
我们可以将待测的玻璃水平放置，再用另一块已知表面非常平整的玻璃放在待测玻璃上方，并且二者之间形成一个楔形的空气域。
使一束单色光从上方入射，那么入射光将会从这个楔形空气域的上下两个面同时反射，反射回来的光在上表面发生干涉现象。
假如待测的玻璃上表面是完美的，那么对于空气域来说，厚度相同的位置的连线应该是位于同一条直线上的，此时，我们可以看到互相平行且很直的干涉条纹；反之，如果待测玻璃表面某处有瑕疵，那么该位置所对应的空气层的厚度就发生了变化，这时候我们会看到干涉条纹出现弯曲现象，因此可以通过看干涉条纹是否有弯曲来判断表面是否平整，此外，我们还可以通过弯曲的方向来判定瑕疵是凹陷还是凸起。
光的干涉和衍射的实例
光的干涉和衍射的实例干涉和衍射是光学中两个重要的现象，它们揭示了光的波动特性，并在实际应用中有着广泛而深远的影响。
本文将通过几个实例来说明光的干涉和衍射现象，并探讨它们在科学研究和技术应用中的意义。
一、双缝干涉实例双缝干涉实验是研究光的干涉现象的经典实例。
它通过在一块屏幕上开两个非常接近的小孔（双缝），将一束光照射到屏幕上，观察在屏幕上形成的干涉条纹。
这些条纹的出现是由于光波通过两个小孔传播形成的相干光波在屏幕上相互干涉而产生的。
双缝干涉实验展示了光的波动性质，并通过观察干涉条纹的分布情况，可以推断出光的波长。
在实践中，双缝干涉还被用于研究波动现象和光学仪器的校准。
二、杨氏双缝干涉仪杨氏双缝干涉仪是另一个重要的光学实验装置，它利用了双缝干涉的原理。
杨氏干涉仪通常由一个光源、一个狭缝发射光线和一个屏幕组成。
狭缝前有两个非常接近的小孔，使得经过狭缝透过的光形成了相干光波，这些相干光波在屏幕上产生干涉。
杨氏干涉仪的实验结果既可以用来研究光的干涉现象，也可以用来测量光的波长和光学元件的特性。
该实验装置在科学研究、光学测量和光学教学中都有广泛应用。
三、单缝衍射实例除了干涉现象外，衍射现象也是光学中的重要内容。
单缝衍射是研究光的衍射现象的常见实例。
通过将光线通过一个狭缝，然后在屏幕上观察到呈现出中央明亮、周围暗的衍射图样。
单缝衍射实验提供了光的波动性的直接证据，同时也展示了光的衍射特性。
这个实例在光学仪器校准、宽缝成像系统设计和大气光学中的研究中非常重要。
四、霍尔效应除了上述实例外，光的干涉和衍射现象还在许多其他领域中得到应用。
其中一个重要的应用是光电领域中的霍尔效应。
霍尔效应利用了细小的光干涉和衍射现象，通过在半导体中施加外加电场和磁场，使光束出现光学干涉现象。
通过测量光束在半导体中的明暗变化，可以得到有关半导体材料的光学特性和电子特性的重要信息。
霍尔效应的实际应用包括传感器技术、半导体器件的设计和光学仪器的校准等。
光的干涉现象在生活中的例子
光的干涉现象在生活中的例子
1. 你知道吗，肥皂泡那五彩斑斓的颜色就是光的干涉现象的一个超有趣例子呀！当阳光照在肥皂泡上，那绚丽的色彩不就像是一场神奇的魔法表演吗？
2. 哎呀，水面上那层薄薄的油膜在阳光下闪耀着奇特的色彩，这不也是光的干涉在搞怪嘛！就好像大自然给我们变了个奇幻魔术呢！
3. 你有没有注意过，CD 表面反射的光会有特别的彩色条纹？哈哈，这就是光的干涉在悄悄发挥作用呢，是不是很奇妙呀？
4. 蝴蝶翅膀上那美丽的花纹，其实也有光的干涉的功劳哟！是不是感觉光的干涉就像个高明的画家，给蝴蝶翅膀绘上了这么漂亮的图案？
5. 有时候，我们透过两页书之间的缝隙看灯光，会看到彩色的条纹呢，这也是光的干涉现象呀！真的好神奇呢！
6. 妈妈的眼镜片有时候在阳光下也能看到一些彩色的现象，原来也是光的干涉在捣蛋呀！这生活中还真是到处都有它的影子呢！
总之，光的干涉现象真的是无处不在呀，为我们的生活增添了许多奇妙的色彩和乐趣。
光的干涉 课件
(2)暗条纹产生的条件:屏上某点 P 到两条缝 S1 和 S2 的路程差正好是半
2
波长的奇数倍。即|PS1-PS2|=(2k-1)·(k=1,2,3,…),k 为暗条纹的级次,从第 1
级暗条纹开始向两侧展开。
警示:双缝干涉的条件必须是相干光源,且双缝间的间距必须很小。
向总是相同;暗条纹处振动步调总是相反。
具体产生亮、暗条纹的条件:
(1)亮条纹产生的条件:屏上某点 P 到两条缝 S1 和 S2 的路程差正好是波
长的整数倍或半波长的偶数倍。即
2
|PS1-PS2|=kλ=2k·(k=0,1,2,3,…)
k=0 时,PS1=PS2,此时 P 点位于屏上的 O 处,为亮条纹,此处的条纹叫中
C.P 处为暗条纹,P1 处为亮条纹
D.P、P1 处均为暗条纹
解析:从单缝 S 射出的光波被 S1、S2 两缝分成的两束光为相干光,由题
意,屏中央 P 到 S1、S2 距离相等,即由 S1、S2 分别射出的光到 P 的路程差为
零,因此 P 处是亮纹中心,因而,无论入射光是什么颜色的光,波长多大,P 处
种色光都在中央条纹处形成亮条纹,从而复合成白色条纹。
(2)两侧条纹间距与各色光的波长成正比,即红光的亮条纹间距宽度最
大,紫光的亮条纹间距宽度最小,即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重
合,这样便形成了彩色干涉条纹。
例题 2
关于光的干涉,下列说法中正确的是(
)
A.在双缝干涉现象中,相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的
件是有相干波源——频率相等且振动情况相同
的两列波,干涉图样中的“明”“暗”条纹就是相干
光的干涉与衍射现象的实际应用实验案例
光的干涉与衍射现象的实际应用实验案例光的干涉与衍射现象是光学中的重要现象，不仅在科学研究中起着关键作用，还有许多实际应用。
本文将介绍几个实际应用光的干涉与衍射现象的实验案例。
一、双缝干涉实验双缝干涉实验是展示光的干涉现象的经典实验之一。
实验中，在一个光源的前方放置两个狭缝，然后让光线通过这两个狭缝，形成一条干涉条纹。
这个实验可以通过光的干涉现象来说明光的波动性质以及波动理论。
双缝干涉实验的应用非常广泛。
在实际生活中，双缝干涉实验可以用于测量波长，例如在光学仪器中测量红外线和紫外线的波长，还可以用于测量细小物体的尺寸，例如在显微镜中测量细菌的大小等。
二、杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是用来观察干涉现象的经典实验之一。
实验中，一束单色光通过一个小孔照射到墙上的两个狭缝上，再通过狭缝后的屏幕上形成干涉图案。
这个实验可以通过观察和分析干涉条纹来研究光的干涉现象。
杨氏双缝干涉实验的应用非常广泛。
在科学研究中，杨氏双缝干涉实验可以用来研究光的干涉现象的规律和特性，也可以用来研究材料的光学性质，例如研究薄膜的厚度、折射率等。
此外，杨氏双缝干涉实验还可以应用于光学器件的设计和制造，例如光栅、衍射光栅等。
三、菲涅尔透镜实验菲涅尔透镜是一种利用光的衍射现象来聚焦光线的透镜。
在菲涅尔透镜实验中，透镜的中央部分被刻上圆形环状的薄膜，当光经过透镜时，薄膜上的衍射效应会使光线聚焦成一个点。
这个实验可以通过观察衍射光斑的形状和大小来研究光的衍射现象。
菲涅尔透镜实验的应用非常广泛。
在实际生活中，菲涅尔透镜可以应用于光学仪器，例如显微镜、望远镜等。
此外，菲涅尔透镜还可以应用于激光器、光纤通信等领域。
四、光栅衍射实验光栅是一种通过周期性结构来产生衍射的光学元件。
在光栅衍射实验中，光线通过光栅后，会在屏幕上形成一系列明暗交替的条纹。
通过观察和分析这些条纹，可以研究光的衍射现象以及光栅的衍射特性。
光栅衍射实验有许多应用。
在科学研究中，光栅衍射实验可以用来研究光的衍射现象的规律和特性，还可以用来研究物质的晶体结构和性质。
物理光学3光的干涉30课件1
x m D
d
I
-4
e- 2
m-1
0
e2
4
m
mm++12
在杨氏实验中： d D
y
条纹的间隔： e
S1
e 是一个具有普遍意义
S
O
S2
d
的公式，适合于任何干涉系统。
会聚角 x
r1
r2
D
y P(x,y,D) x
z
5、干涉条纹间隔与波长
条纹的间隔：e
条纹间隔 e , e 1 。
S线光源，G是一个遮光屏，其上有两条与S平行的狭缝S1、 S2，且与S等距离，因此S1、S2 是相干光源，且相位相同；S1、 S2 之间的距离是d ，到屏的距离是D。
G
r1
P
S1 SS d
r2
x O
S2
D
纹干 涉
I
光
条
强
分
布
同方向、同频率、有恒定初位相差的两个单色光源所 发出的两列光波的叠加。
1、干涉条纹代表着光程差的等值线。 意一点到两个光源
的光程差是恒定的。
2、相邻两个干涉条纹之间其光程差变化
量为一个波长，位相差变化2。
4、干涉条纹的间隔
1 .0
条纹间隔：
0 .8
0 .6
D
DD
0 .4
e (m 1) m
d
dd
0 .2
0 .0
定义：两条相干光线的夹角为相 干光束的会聚角，用表示。
两个频率相同的钠光灯不能产生干涉现象，即使是同一 个单色光源的两部分发出的光，也不能产生干涉。
无干涉现象
两个完全独立的没有关联的光波无论如何不会产生干涉，而 只有当两个光波有紧密关联或当两个光波是由同一光波分离出 来时，才会发生干涉。（从光源本身的发光特性来解释）
光的干涉例子
光的干涉例子
1. 你看那水面上的油膜，在阳光下五彩斑斓的，这就是光的干涉呀！就好像是大自然给我们变的一个神奇魔术呢！
2. 咱平时用的光盘，那上面闪烁的绚丽色彩，不也是光的干涉的例子嘛！难道你从来没惊叹过这神奇的现象？
3. 再想想肥皂泡，阳光下呈现出那么多美丽的颜色，光的干涉在这小泡泡上体现得淋漓尽致呀！你说这是不是很奇妙呢？
4. 还有那牛顿环，不就是光的干涉的经典例子吗？真的太有意思啦，就像光在和我们玩游戏一样！
5. 防伪标志知道吧，用特定角度看会有特别的光效，这也是利用光的干涉呀！这是不是很神奇呀！
6. 两束激光相遇时产生的明暗条纹，也是光的干涉哦！这不就像是光在互相较量，留下的独特印记嘛！
光的干涉真的无处不在，给我们的生活带来了这么多有趣的现象，真的太神奇啦！。
光的干涉(PPT)4-4
着不放手。④动看守；把守：～大门｜～住关口。⑤〈口〉动紧靠：～墙角儿站着｜～着胡同口儿有个小饭馆。⑥动约束住使不裂开：用铁叶子～住裂缝。 ⑦〈方〉动给（）?。⑧名车把：那辆车的～折（）了。⑨（～儿）名把东西扎在一起的捆子：草～｜秫秸～。⑩量a）用于有把手的器具：一～刀｜一～茶 壶｜一～扇子｜一～椅子。）（～儿）一手抓起的数量：一～米｜一～儿花儿｜抓了一～韭菜。）用于某些抽象的事物：一～年纪｜他可真有～力气｜为了 提前完成任务，咱们还得加～劲。）用于手的动作：拉他一～｜帮他一～。○（）名姓。 【把】介①宾语是后面动词的受事者，整个格式大多有处置的意
使薄膜前后两面的反射光的光程差为λ名一般写在书籍、文章、金石拓片等后面的短文，内容大多属于评介、鉴定、考释之类：～语｜题～｜本书的～写得很精彩。 【跋扈】形专横暴戾，
欺上压下：飞扬～｜他做事一向非常～。 【跋前疐后】比喻进退两难（疐：跌倒）。也作跋前踬后。 【跋前踬后】同“跋前疐后”。 【跋山涉水】翻越山
岭，蹚水过河，形容旅途艰苦。 【跋涉】动爬山蹚水，形容旅途艰苦：长途～。 【跋文】名跋。 【跋语】名跋。 【魃】见页〖旱魃〗。 【鼥】见页［鼧
一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象
二、光的干涉现象——杨氏双缝干涉实验
1、实验装置：单缝：一个线光源
双缝：两个光源
2、干涉现象：
（f相同，振动情况相同）
单色光：中央明条纹，两边是明暗相间的等
间距的单色条纹 白 光：中央白色明条纹，
两边彩色条纹
杨氏双缝干涉
也叫拔火筒。 【拔火筒】名拔火罐儿。 【拔尖儿】∥①形出众；超出一般：他们种的花生，产量高，质量好，在我们县里算是～的。②动突出个人；出风头： 他好逞强，遇事爱～。 【拔脚】∥动拔腿。 【拔节】∥动指水稻、小麦、高粱、玉米等作物生长到一定阶段时，茎的各节自下而上依次迅速伸长。 【拔锚】 ∥动起锚。 【拔苗助长】见； 快三 https:// 快三 ； 页〖揠苗助长〗。 【拔取】动选择录用：～人才。 【拔丝】∥ī动烹调方法，把油炸过 的山、苹果之类的食物放在熬滚的糖锅里，吃时用筷子夹起来，糖遇冷就拉成丝状：～山。 【拔俗】〈书〉动脱俗；超出凡俗。 【拔腿】∥动①迈步：他答 应了一声，～就跑了。②抽身；脱身：他事情太多，拔不开腿。 【拔营】∥动指军队从驻地出发转移：部队在这里住了一宿就～了。 【拔擢】〈书〉动提拔。 【胈】〈书〉人腿上的毛。 【菝】［菝葜］（）名落叶攀缘状灌木，茎有刺，叶子卵圆形，花黄绿色，浆果球形。根茎可入。 【跋】在山上行走：～山涉水。
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高中物理新课程教学设计案例
《光的干涉》
【教材分析】
本节课是本章的第一节课，本章是以光的波动性为主线，以光的干涉为重点进行编排的，所以这节课是本章的重点。
光的干涉是光具有波动性的主要实验现象，本节内容的成功教学，将对学生关于光的本性的认知结构起到重要作用，在教学中介绍光的微粒说和波动说之争，以便引起学生对本节课的关注，同时在教学中体现新课程学习的理念：“自主学习、合作学习、探究学习”。
【学生分析】
学生已经学过机械波的干涉现象，光的干涉比起机械波来说要深奥得多，机械波得干涉是以水波为例，形象具体可见，而光波就比较抽象，见到是亮暗相间条纹，不易理解其中的缘故，在教学安排上，要通过实验的对比展示和学生的自主探究，合作学习，使学生逐步认识到光的干涉条纹中所蕴涵的波动信息。
【教学目标】
1、知识与技能：
（1）在学生已有几何光学知识的基础上引导学生回顾人类对光的本性的认识发展过程（2）在复习机械波干涉的基础上使学生了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理。
（3）使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件，并了解其有关计算，明确可以利用双缝干涉的关系测定光波的波长。
（4）通过干涉实验使学生对光的干涉现象加深认识。
2、过程与方法
在教学的主要设置了两个探究的问题
（1）在复习水波干涉的基础上，学生通过自主学习掌握光的干涉条件，在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。
（2）小组合作学习探究相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距与什么因素有关。
3、情感态度价值观
培养学生合作的精神、团队的意识和集体的观念，培养学生循着科学家足迹自主探究科学知识的能力，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标。
【教学过程】
课题引入：
师：在日常生活中，我们见到许多光学的现象，如彩虹：彩虹是如何形成？
生：由于光的色散形成的。
师：又如“海市蜃楼”是如何形成？
生：光的全反射形成。
师：如雨后地上油膜的彩色纹路又是如何形成？
以及肥皂泡的彩色条纹又是如何形成？
生：可能是光的折射形成的。
师：可以明确的说不是光的折射形成的，要知道形成的原因是什么，必须要知道光的本质是什么？
新课教学：
师：这个问题一直以来都是物理学家争论的问题，
在17世纪以牛顿为代表的一派认为：
“光是一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播”
以惠更斯为代表的一派认为：“光是在空间传播的某种波”
你赞同谁的观点？
学生：有赞成微粒说，也有赞成波动说的。
请学生说一说，赞同的原因。
师：干涉现象是波所特有的，假设光是一种波，则必然会观察到光的干涉现象。
我们在哪里还学过波的干涉？
生：机械波的干涉
复习机械波的知识：
观察水波干涉的视频：
师：两列水波相遇时发生什么现象？
学生：两列水波发生干涉现象。
师：什么是干涉现象？
引导学生回答：频率相同的两列波叠加，是某些区域的振动加强，
某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开，这种现象叫做波的干涉。
师：干涉所形成的图样叫做干涉图样
多媒体展示：请在图中标出两列波相遇时振动加强的区域和振动的减弱的区域
利用电脑在图中标出两列波相遇时振动加强的区域和振动的减弱的区域
师：过去我们曾经定量研究波的干涉，
M点到两个波源的路程差满足什么条件时，该点的振动加强？
M点到两个波源的路程差满足什么条件时，该点的振动减弱？
生：21S S 023......λλλ路程差－等于、、 、 该点振动加强
(012S n n λ==、、...)
2135S S (222)
λλλ路程差－等于、 、 该点振动减弱 (21)(0122S n n λ
=+=、、...)
师：产生稳定的干涉图样的条件是什么？
生：两列波的波源频率相同，且振动情况完全相同。
师：如果要观察到光的干涉现象需要什么条件？
生：首先要两个完全相同的光源。
师：实际上很能找到两个完全相同的光源，所以很难观察到光的干涉现象。
时间就这样过了一百多年，一直到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。
展示：托马斯·杨双缝干涉示意图
师：介绍实验装置，在挡板上开两条很窄的狭缝，当一束单色光投射到挡板时，两条狭缝 相当于两个完全相同的光源。
下面我们就来做一做这个实验。
演示实验：双缝干涉实验
实验现象：亮暗相间等距的条纹
师：等距的含义是什么？
师：相邻两条亮条纹（暗条纹）的中心线之间的距离相等，
不是指亮条纹（或暗条纹）的宽度。
师：如果你是托马斯·杨，你该如何解释光屏上出现的亮条纹（暗条纹）？
光屏上出现亮条纹（或暗条纹）的条件是什么？
小组讨论：形成共识，派代表阐述原因。
生：S 1、S 2相当与频率相同的波源，亮条纹是由于两列光波的波峰与波峰（或波谷与波谷）相遇的地方，暗条纹是由于两列光波的波峰与波谷相遇的地方。
S 1和S 2到光屏上某一点P 1的光程差ΔS= P 1S 2－P 1S 1
当(0123......)S n n λ==、
、、时，该点则出现亮条纹，
当(21)(0123......)2S n n λ
=+=、、、时，该点则出现暗条纹
分组探究：相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距Δx 与什么有关？
师：大家先来猜测一下，相邻的两条亮条纹间距△X 与什么有关？
生：可能与挡板跟光屏之间距离L 有关，L 越大，△X 越大，
师：哪我们如何证明这种猜测？首先我们可以用实验来证明。
演示实验：将挡板与光屏之间的距离L 减小
师：的确△X 较小，除此之外我们还可以用什么方法证明？
多媒体演示：用干涉图样可以定性说明L 与△X 的关系
师：现在我们大家一起用同样方法探究△X 还跟什么有关？
探究工具：几张干涉图样、直尺、两种颜色的记号笔。
探究方法：控制变量法、归纳法找出规律
小组探究的结果：双缝的间距d 越小，屏到挡板间的距离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Δx 越大。
教师：理论上可以证明L x d
λ=。
你能否根据所学的知识，设计一测量某种可见光波长的方案？
小组讨论：介绍一种方案。
生：由L x d λ=可知：xd L
λ= 只要测出：
（1）双缝的间距d ，
（1）屏到挡板间的距离L ，
（3）相邻两条亮条纹（或明条纹）的间距Δx 就能知道这种可见光的波长
生：xd L
λ=，7710m λ-=⨯ 师：光的波长单位往往用纳米，700nm λ=
师：物理学家用这种方法就可以知道各色光在真空里的传播的波长及频率
师：红光波长最大，紫光波长最小
因此红光的干涉条纹间距最大，紫光最小
师：如果用白光做双缝干涉实验，在屏上会出现什么现象？
生：会出现亮暗相间的彩色条纹
师：展示示意图。
【板书设计】
一、双缝干涉实验：
当(0123......)S n n λ==、
、、时，该点则出现亮条纹，
当(21)(0123......)2S n n λ
=+=、、、时，该点则出现暗条纹
二、相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距Δx L x d
λ= 三、白光双缝干涉：亮暗相间的彩色条纹
【教学反思】
本节课是一堂典型的探究式课堂教学，教学中设置两个探究点，学生在自主学习，合作学习，探究学习的过程掌握了知识和方法，在学习的过程中兴趣盎然，积极主动地参与到教学中，而且还培养了学习物理的兴趣。
唯一有遗憾的是：由于上课时间的限制，未能完成白光的干涉条纹教学。