最新s20.1光的干涉(2)
合集下载
光的干涉(二)
光的干涉（二）回顾：上节课重点放在杨氏双缝实验和薄膜的干涉（等倾干涉）。
杨氏双缝实验的干涉条纹是用x坐标来定位的：；。
其中0级明纹的位置是两相干光到干涉点光程差为0的位置。
光的干涉（一）第4题中由于s的下移，使得，到原点时就有了位相差，要保证从S发出的光一分为二后再到达0点处时光程差为0，必须满足：，所以，条纹上移。
薄膜的干涉与杨氏双缝不同处有两点：1、杨氏双缝实验是利用分波阵面法获得相干光的，而薄膜的干涉是分振幅法获得相干光。
2、杨氏双缝实验中两相干光是在同一介质中传播后相遇的；而薄膜的干涉中，两相干光是在不同的介质中传播后再相遇的，因此要用到光程的概念。
在分析薄膜的干涉结果时，半波损失的概念十分重要，无论是反射光干涉还是透射光干涉情形，若相干的两束光在相遇前，其中有一束光经历了半波损失（无论是在薄膜的上表面还是下表面）相遇时的光程差用（5）式：；若两相干光在相遇前都经历了半波损失或都没经历半波损失，应用（6）式：。
五、等厚干涉等厚干涉包括两部分内容，劈尖干涉和牛顿环。
1、劈尖干涉——上面讨论的是光波在厚度均匀的薄膜上的干涉，现讨论它的一种特殊情况，光波垂直照射（）在劈尖形状的薄膜上的干涉。
两块平面玻璃板，一端相叠合，另一端夹一薄纸片，之间形成空气劈尖。
空气薄膜厚度相等的等厚线是垂直于纸面向里的平行平面（见图）。
当平行单色光垂直入射于两玻璃片时，在空气劈尖的上、下两表面所引起的反射光线将形成相干光。
光在下表面反射有半波损失，光在上表面反射无半波损失。
将代入（5）式：。
若干涉相长；若干涉相消。
对劈尖干涉的讨论：1）、劈尖顶处的干涉情况：当时，，意为两光相遇时位相正好相反，所以在劈尖顶处，即两玻璃片接触处，应看到暗纹。
且为对应于k=0的零级暗纹。
2）、等厚干涉的意义：由式知，当一定时，劈尖形状薄膜中厚度相等的各点两反射光相遇时具有相同的光程差。
所以应对应同一条明或暗条纹。
由于等厚线是垂直于纸面向里的平行平面，所以，劈尖的干涉条纹应该是平行于棱边的明、暗相间的等间隔直条纹。
第四章光的干涉(2)
s4
s1
· · ·
※
在h小、入瞳小时，较大的扩展光源并不影 响条纹的可见度，反而扩大了观察视场。
·
s2 s3
di
di
P1
P2
n
三．干涉条纹的形状
等光程点的轨迹 2nh cos i 2
2
一般采用正入射 i = 0
i = 常量时 , n 、一定，只有h是变量 等厚干涉：等光程点的轨迹取决与膜上 厚度相同点的轨迹。
di 1 2n0 n ( m 0 m )h
dr
f' 2n0
n ( m 0 m )h
分 析: 由 di、dr表达式可见 1）di∝m，条纹中心疏，边缘密。 2）di ∝1/h, h↑→ 条纹越密，
h↓ → 条 纹越疏。
薄膜较厚时,条纹太密,无法看清条纹
薄膜较厚时,要考虑光波的相干长度
m
im
'2
(2)
用 (1) - (2) 并有 im 1
第m级亮纹的角半径
im
1 n0
( m0 m )
n h
第m级亮纹的半径
rm = f ’tg im≈ f ’ im
rm
f n0
( m0 m )
n h
4．干涉环的角间距和间距 角间距:相邻两亮环对透镜中心的张角差di
3．干涉环的角半径和半径
角半径 im——干涉环对透镜中心的张角
第m级条纹所对应的入射角
rm
im
m级亮纹
m0
i
im = ？
m0级亮纹 i0 i' 0 2nh
rm = ？
2 m0
( 1)
m 级亮纹 i im i' i
s1
· · ·
※
在h小、入瞳小时，较大的扩展光源并不影 响条纹的可见度，反而扩大了观察视场。
·
s2 s3
di
di
P1
P2
n
三．干涉条纹的形状
等光程点的轨迹 2nh cos i 2
2
一般采用正入射 i = 0
i = 常量时 , n 、一定，只有h是变量 等厚干涉：等光程点的轨迹取决与膜上 厚度相同点的轨迹。
di 1 2n0 n ( m 0 m )h
dr
f' 2n0
n ( m 0 m )h
分 析: 由 di、dr表达式可见 1）di∝m，条纹中心疏，边缘密。 2）di ∝1/h, h↑→ 条纹越密，
h↓ → 条 纹越疏。
薄膜较厚时,条纹太密,无法看清条纹
薄膜较厚时,要考虑光波的相干长度
m
im
'2
(2)
用 (1) - (2) 并有 im 1
第m级亮纹的角半径
im
1 n0
( m0 m )
n h
第m级亮纹的半径
rm = f ’tg im≈ f ’ im
rm
f n0
( m0 m )
n h
4．干涉环的角间距和间距 角间距:相邻两亮环对透镜中心的张角差di
3．干涉环的角半径和半径
角半径 im——干涉环对透镜中心的张角
第m级条纹所对应的入射角
rm
im
m级亮纹
m0
i
im = ？
m0级亮纹 i0 i' 0 2nh
rm = ？
2 m0
( 1)
m 级亮纹 i im i' i
第四章 光的干涉(2)
S'的条纹
缝S1和S2后在O点引起的两光振动的光程差Δ=0，O 点的光强为极大值。因为S'发出的光通过S1和S2后 在O点的干涉光强为极小，所以S'发出的光通过S1和 S2到达O点的光程差为
由 几 何R2 R，R1+R2 2R，且R2–R1='
λ Δ R2 R1 S1 R 2 S' 1 2 d h 2 2 d R1 R h S0 R2 2 2 S2 d 2 2 R R2 R h 2 2 R2 R12 ( R2 R1 )( R2 R1 ) 2hd
I I1 I 2 2 I1 I 2 cos δ
当 δ 2mπ , ( m 0,1, 2, ) 时 I max ( I1 I 2 )2 当 δ 2( m 1)π , ( m 0,1, 2, ) 时 I min ( I1 I 2 )2
2( A1 / A2 ) 2 I1 I 2 2 A1 A2 I I max min 由定义 V 2 2 2 A A 1 ( A / A ) I max I min I1 I 2 1 2 1 2
但不是最清晰。可见度越小，条纹就越不清晰。 当V很小时，条纹就模糊不清，无法辨认了。 影响干涉条纹可见度的三个主要因素： ① 两相干光的振幅不相等(I1I2)。
② 实际中不存在严格的点光源，任何光源都 有一定的宽度。 ③ 实际光源不是理想单色光，它的波列长度 有限，或说它们有一定的光谱宽度(非单色性)。 先讨论I1I2对条纹可见度的影响 对于两个理想单色点光源，两相干光束叠加 后的总光强分布为
当 A1 A2 ( I1 I 2 ) 时V 1;
而A1、A2相差越大，则V值越小。
光的干涉与干涉条纹 (2)
光的波动性原理： 光波具有波动性， 可以相互叠加和干 涉
光的干涉实验：杨 氏双缝实验、菲涅 耳双棱镜实验等
光的干涉应用：光 学仪器、光纤通信 、激光技术等
干涉现象的定义
光的干涉：两束或两束以上的光波在空间相遇时，会发生叠加，形成干涉现象。
干涉条纹：当光波叠加时，会在某些区域形成明亮的条纹，这些条纹被称为干涉条纹。
THANK YOU
汇报人：
水滴：水滴表面的 彩色条纹也是由于 薄膜干涉产生的
PART 06 光的相干性
光的相干性概念
光的相干性：光波在传播过程中，频率、相位、振动方向等特性保持不变的性质
相干光的产生：两束或多束光波在空间相遇，形成干涉条纹 相干性的应用：干涉测量、光学成像、光纤通信等领域 相干性的影响因素：光源的稳定性、环境的温度、湿度等
双缝干涉实验的结果
产生明暗相间的 条纹
条纹间距与双缝 间距、波长有关
条纹亮度与双缝 间距、波长、观 察角度有关
实验结果验证了 光的波动性
双缝干涉实验的意义
证明了光的波动性
揭示了光的干涉现象
为量子力学的发展奠定 了基础
推动了光学研究的进步 和发展
PART 05 薄膜干涉现象
薄膜干涉的原理
薄膜干涉：当光线照射到透明薄膜上时，会在薄膜的两侧产生反射和折射，形 成干涉现象。
干涉原理：干涉现象的发生是由于光波的相干性，即光波的频率、相位和振动方向相同。 干涉类型：干涉现象可以分为两种类型：相干干涉和非相干干涉。相干干涉是指两束光波的频率、 相位和振动方向完全相同，非相干干涉是指两束光波的频率、相位和振动方向不完全相同。
产生干涉现象的条件
两列光波的频率相同
两列光波的相位差恒定
光的多棱镜干涉与分光 (2)
THANKS
汇报人：
存在
实验结论：通 过实验结果， 可以得出光的 多棱镜干涉、 分光和偏振现
象的结论。
实验结论与建议
实验结果：观察到光的多棱镜干涉现象，验证了光的波动性
实验方法：使用单色光源、多棱镜和观察屏进行实验
实验建议：在实验过程中需要注意光源的稳定性和观察屏的清晰度 实验改进：可以考虑使用更先进的仪器和设备，以提高实验结果的准确性 和可靠性
分析实验结果：根据观察到的干涉条纹，分析光的多棱镜干涉与分光的原理和规 律。 实验总结与讨论：总结实验结果，讨论实验中遇到的问题和解决方案，提出改进 措施。
实验结果与分析
干涉条纹：观 察到清晰的干 涉条纹，说明 光的多棱镜干
涉现象存在
颜色分布：干 涉条纹呈现出 不同的颜色， 说明光的分光
现象存在
亮度变化：干 涉条纹的亮度 随着角度变化 而变化，说明 光的偏振现象
多棱镜干涉在分光技术中的应用
多棱镜干涉原理： 利用光的干涉现 象，通过调整多 棱镜的角度和间 距，实现光的分 光
分光技术：利用 多棱镜干涉原理， 将一束光分解为 不同颜色的光
应用领域：多棱 镜干涉在分光技 术中广泛应用于 光谱分析、光学 测量、激光技术 等领域
发展趋势：随着 科技的发展，多 棱镜干涉在分光 技术中的应用将 更加广泛和深入
Part Four
分光原理与技术
分光的定义与分类
01
分光的定义：利用光的折射、反射、干涉等 现象，将光分解为不同颜色的光
03
折射分光：利用光的折射现象，通过棱镜、 透镜等光学元件将光分解为不同颜色的光
05
干涉分光：利用光的干涉现象，通过光栅、 干涉仪等光学元件将光分解为不同颜色的光
光的干涉 课件
图 4－4－5
b．被测平面凹陷或凸起的判断方法 由于同一空气层厚度的地方路程差相同，故出现在同一条纹上，若条纹发 生了弯曲，我们只要抓住弯曲处的空气层厚度4－6，条纹向左弯曲，说明弯曲处的空气层厚度与右 侧的相同，即该处有凹陷．
图 4－4－6
4．屏上某处出现亮、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，如明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，总是同时过最高点、最低点、 平衡位置；暗条纹处振动步调总相反，具体产生亮、暗条纹的条件为： (1)明条纹的条件： 屏上某点 P 到两缝 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|PS1－PS2|＝kλ＝2k·2λ(k＝0．．,1,2,3…)
四、薄膜干涉 1．形成原因 如图 4－4－4 所示，照射到液膜上的光线从前、后两个表面反射回来，形 成两列光波．由于这两列光波是由同一入射光波产生的，因此频率相同、相差 恒定，满足干涉条件．
图 4－4－4
【特别提醒】 因为薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的光 在光源这一侧发生干涉形成的，所以应在与光源同一侧才能观看到干涉条纹.
L Δx＝__d_λ___
3．薄膜干涉 (1)形成原因：从薄膜的_前__、_后___表面反射出两列相干光波发生干涉． (2)应用：检查光学平面的平整度，增透膜．
一、对双缝干涉实验及现象的理解，实验操作时常在双缝前加一条单缝 1．双缝干涉的示意图(如图 4－4－3)
图 4－4－3
2．单缝屏的作用 获得一个线光源，有唯一的频率和振动情况． 3．双缝屏的作用 平行光照射到单缝 S 上后，又照到双缝 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．
三、用白光做双缝干涉实验时，中央出现白色条纹，两侧出现彩色条纹的 形成原因
光的干涉2
B
若薄膜很薄，且两个表面的夹角很小，则光程差可近 似地用平行介质膜的光程差表示
2n 2 d 0 cos i 2
2
25
由上式可见，当入射角一定时，则i2固定，薄膜厚度 相同的点光程差相等，将形成同一级条纹，干涉条 纹的形状与厚度相同的点的轨迹相同，因此称为等 厚干涉，形成的条纹称为等厚条纹。
16
求第N个亮环半径、角半径
亮圆环满足：d 0 n2 cos i2 2
由光程差判据可知：
2
j ；
1 暗圆环满足：d 0 n2 cos i2 j ） ， (1) 2 （ 2 2 2 当i2 位零时j值最大，即中心点的干涉级数最高边缘条纹干涉级数较小， 假定中心点正好位亮点，级数为j0，根据（ ）式，有： 1 2 d 0 n2
L1 b a
L2
P
a1 a2 a3
b1 b2 b3
c1 c2 c3 d1 d 2 d 3
多束反射相干光a1,a2,a3,…或b1,b2,b3,…可近似简化 为等幅双光束a1与a2 或b1与b2之间的干涉。(? 见姚 书P49)
8
等倾干涉条纹
9
由于面光源上每一点发出的光都可以不同的入射角 照射到介质膜上，入射角相同的光线，光程差相等， 将形成同一级干涉条纹。
（3）若薄膜厚度远小于波长， 则光程差永远等于 ，永远发 2 生相消干涉。 （4）发光面形成的条纹有弯曲
例1.3 姚书P57 现有两块折射率分别为1.45和1.62的玻璃板， 使其一端相接触，形成夹角为=6′的尖劈，如图， 将波长为550nm的单色光垂直投射在劈上，并在 上方观察劈的干涉条纹。
因此在透镜的焦平面上，将 可以看到明暗相间的同心圆 环，这些干涉圆环称为等倾 干涉条纹（或圆环）。等倾 条纹只有在透镜焦平面上出 现，若不用透镜时，产生的 干涉条纹应在无限远处。
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(2)
θ
空气劈尖
θ e
平行单色光垂直照射空气劈尖上, 平行单色光垂直照射空气劈尖上,上,下表 垂直照射空气劈尖上 面的反射光将产生干涉,厚度为e 面的反射光将产生干涉,厚度为 处,两相干光的 光程差为
δ = 2e +
λ
2
干涉条件
k = 1,2,3 明条纹 kλ δ = 2e + = 2 ( 2k + 1) λ 2 k = 0,1,2 暗条纹
C
r 2 = R 2 ( R e ) 2 = 2 Re e 2 略去e R >> e 略去 2 r2 e= 2R
各级明,暗干涉条纹的半径: 各级明,暗干涉条纹的半径:
R
O′
r
o
e
r=
( 2k 1) Rλ 2
k = 1, 2, 3 明条纹
r = kRλ
k = 0,1, 2 暗条纹
r=
( 2k 1) Rλ 2
对同样的入射光来说, 对同样的入射光来说,当反 射方向干涉加强时, 射方向干涉加强时,在透射 方向就干涉减弱. 方向就干涉减弱.
厚度均匀( 恒定) 厚度均匀 (e恒定 ) 对应等倾干涉
增透膜和增反膜 在某些光学玻璃上, 在某些光学玻璃上,常常镀上一层或若干层 介质薄膜,用来增强或减弱反射光的强度. 介质薄膜,用来增强或减弱反射光的强度. 增透膜----- 利用薄膜上,下表面反射光的光程差 利用薄膜上, 增透膜 符合相消干涉条件来减少反射,从而使透射增强. 符合相消干涉条件来减少反射,从而使透射增强. 增反膜----- 利用薄膜上,下表面反射光的光程差 利用薄膜上, 增反膜 满足相长干涉,因此反射光因干涉而加强. 满足相长干涉,因此反射光因干涉而加强. 一般情况下,入射光是垂直于玻璃表面入射, 一般情况下,入射光是垂直于玻璃表面入射,此时
光的干涉与干涉条纹观察实验 (2)
光的干涉与干涉条纹 观察实验
汇报人：
目录
添加目录标题
光的干涉原理
实验装置与操作
干涉条纹的观察与 分析
实验结果处理与结 论
实验中的问题与解 决策略
添加章节标题
光的干涉原理
光的波动性：光 具有波动性，可 以发生干涉和衍 射现象
干涉原理：两列 或两列以上的光 波在空间相遇时， 会发生干涉现象
干涉条纹：当光 波发生干涉时， 会在某些区域形 成明暗相间的条 纹，即干涉条纹
观察干涉条纹：通过观察 屏观察干涉条纹，记录条 纹特征
分析数据：根据观察到的 干涉条纹，分析光的干涉 特性
整理实验结果：整理实验 数据，撰写实验报告
确保激光器的稳定性和准 确性
调整干涉条纹的亮度和对 比度，以便于观察
保持实验环境的清洁和安 静，避免外界干扰
操作过程中注意安全，避 免直视激光束和反射光
两列光波的频率 必须相同
两列光波的相位 差必须恒定
两列光波的振动 方向必须相同
两列光波的强度必 须足够大，以便观 察到干涉条纹
光的干涉：当两列或两列以上的光波相遇时，会发生干涉现象 干涉条纹：干涉现象产生的明暗相间的条纹 干涉条件：两列光波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同 干涉图样：明暗相间的条纹，条纹间距与光波波长、相位差有关
干涉条纹的形态和分布 干涉条纹的亮度和颜色 干涉条纹的宽度和间距
干涉条纹的对称性和周期性
干涉条纹的稳定性和变化规律
干涉条纹与光源、透镜、滤光片等实验条件 的关系
干涉条纹的观察与 分析
干涉条纹的形状：明暗相间，平行 排列
干涉条纹的宽度：与光源的波长和 光程差有关
添加标题
添加标题
添加标题
汇报人：
目录
添加目录标题
光的干涉原理
实验装置与操作
干涉条纹的观察与 分析
实验结果处理与结 论
实验中的问题与解 决策略
添加章节标题
光的干涉原理
光的波动性：光 具有波动性，可 以发生干涉和衍 射现象
干涉原理：两列 或两列以上的光 波在空间相遇时， 会发生干涉现象
干涉条纹：当光 波发生干涉时， 会在某些区域形 成明暗相间的条 纹，即干涉条纹
观察干涉条纹：通过观察 屏观察干涉条纹，记录条 纹特征
分析数据：根据观察到的 干涉条纹，分析光的干涉 特性
整理实验结果：整理实验 数据，撰写实验报告
确保激光器的稳定性和准 确性
调整干涉条纹的亮度和对 比度，以便于观察
保持实验环境的清洁和安 静，避免外界干扰
操作过程中注意安全，避 免直视激光束和反射光
两列光波的频率 必须相同
两列光波的相位 差必须恒定
两列光波的振动 方向必须相同
两列光波的强度必 须足够大，以便观 察到干涉条纹
光的干涉：当两列或两列以上的光波相遇时，会发生干涉现象 干涉条纹：干涉现象产生的明暗相间的条纹 干涉条件：两列光波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同 干涉图样：明暗相间的条纹，条纹间距与光波波长、相位差有关
干涉条纹的形态和分布 干涉条纹的亮度和颜色 干涉条纹的宽度和间距
干涉条纹的对称性和周期性
干涉条纹的稳定性和变化规律
干涉条纹与光源、透镜、滤光片等实验条件 的关系
干涉条纹的观察与 分析
干涉条纹的形状：明暗相间，平行 排列
干涉条纹的宽度：与光源的波长和 光程差有关
添加标题
添加标题
添加标题
第十四章 第2讲 光的干涉、衍射、偏振-2025高三总复习 物理(新高考)
第2讲光的干涉、衍射、偏振[课标要求]1．观察光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用，知道光是横波。
2．通过实验，了解激光的特性，能举例说明激光技术在生产生活中的应用。
考点一光的干涉现象1．光的干涉(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹；某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。
(2)条件：①两束光的频率相同；②相位差恒定。
2．双缝干涉(1)图样特点①单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹；②白光照射时，中央为白色条纹，其余为彩色条纹。
(2)条纹间距Δx公式：Δx＝ldλ。
λ为照射光的波长、d为双缝间距、l为屏到双缝间距离。
3．薄膜干涉利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。
图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜的厚度相同。
【高考情境链接】(2023·江苏高考·改编)用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。
判断下列说法的正误：(1)条纹间距Δx乙＝2Δx甲。
(√)(2)双缝间距d 乙＝12d 甲。
(√)(3)单缝到双缝间距变大，条纹间距变大。
(×)1．双缝干涉(1)条纹间距公式：Δx ＝ld λ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大。
(2)明暗条纹的判断方法学生用书第305页如图甲所示，相干光源S 1、S 2发出的光到屏上P ′点的路程差为Δr ＝r 2－r 1。
当Δr ＝nλ(n ＝0，1，2，…)时，光屏上P ′处出现明条纹。
当Δr ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0，1，2，…)时，光屏上P ′处出现暗条纹。
2．薄膜干涉(1)形成如图乙所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。
光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA ′和后表面BB ′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。
光的干涉(教学课件)(完整版)
双缝干涉亮（暗）纹间距的公式
l
d
X x
d
L
P1
S1
d
S2
l
1.相邻明（暗）纹间的距离大小的影响因素：
（1）波长λ: 波长越大，相邻的亮纹间距越大
（2）双缝之间的距离d: d越小，相邻的亮纹间距越大
（3）双缝与屏间的距离 l : L越大，相邻的亮纹间距越大
x
P
学习任务二、干涉条纹和光的波长之间的关系
后表面
学习任务三：薄 膜 干 涉
光程差为波长的整数倍，形成亮条纹。
光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。
白光照射时是彩色条纹
学习任务三：薄 膜 干 涉
薄膜干涉的应用（一）——检查表面的平整程度
如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的,如图（b）
所示；如果观察到的干涉条纹如图（c）所示，则表示被检测表面微
恰好是10号亮条纹。设直线S1P1的长度为r1,S2P1的长度为r2,则r2-r1等于 (
)
A.9.5λ B.10λ
C.10.5λ
D.20λ
答案:B
解析:由题设可知,P1点处是第10号亮条纹的位置,表明缝S1、S2到P1处的距离差r2-r1
为波长的整数倍,且刚好是10个波长,所以选项B正确。
考点三：薄膜干涉
亮（暗）纹间距的公式推导
如图所示，双缝间距为d，双缝到屏的距离为l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P 。
对屏上与P距离为x的一点 P1，两缝与P1的距离P1 S1＝r1， P1 S2＝r2。
在线段P1 S2上作P1 M＝ P1 S1，则S2M＝r2－r1，
因d≪l，三角形S1S2M可看做直角三角形。
)
l
d
X x
d
L
P1
S1
d
S2
l
1.相邻明（暗）纹间的距离大小的影响因素：
（1）波长λ: 波长越大，相邻的亮纹间距越大
（2）双缝之间的距离d: d越小，相邻的亮纹间距越大
（3）双缝与屏间的距离 l : L越大，相邻的亮纹间距越大
x
P
学习任务二、干涉条纹和光的波长之间的关系
后表面
学习任务三：薄 膜 干 涉
光程差为波长的整数倍，形成亮条纹。
光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。
白光照射时是彩色条纹
学习任务三：薄 膜 干 涉
薄膜干涉的应用（一）——检查表面的平整程度
如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的,如图（b）
所示；如果观察到的干涉条纹如图（c）所示，则表示被检测表面微
恰好是10号亮条纹。设直线S1P1的长度为r1,S2P1的长度为r2,则r2-r1等于 (
)
A.9.5λ B.10λ
C.10.5λ
D.20λ
答案:B
解析:由题设可知,P1点处是第10号亮条纹的位置,表明缝S1、S2到P1处的距离差r2-r1
为波长的整数倍,且刚好是10个波长,所以选项B正确。
考点三：薄膜干涉
亮（暗）纹间距的公式推导
如图所示，双缝间距为d，双缝到屏的距离为l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P 。
对屏上与P距离为x的一点 P1，两缝与P1的距离P1 S1＝r1， P1 S2＝r2。
在线段P1 S2上作P1 M＝ P1 S1，则S2M＝r2－r1，
因d≪l，三角形S1S2M可看做直角三角形。
)
大学物理 光的干涉2 (薄膜干涉)
照像机对此波长反射小，可在照像机镜头上镀一层氟化镁MgF2 薄膜，已知氟化镁的折射率 n=1.38 ，玻璃的折射率n=1.55.
求:氟化镁薄膜的最小厚度. 解:两条反射光干涉减弱条件
r1
r2
2nd (2k 1) 2
增透膜的最小厚度
k 1,2,
d
550 d 100nm 4n 4 1.38
光线垂直入射
i 0
入射光
反射光1 反射光2
d
2k 2 2n2 d 2 （2k 1 ） 2
k 1,2, 相长干涉 k 1,2, 相消干涉
2
2k k 1,2, 相长干涉 2 2 2d n2 n12 sin 2 i 2 （2k 1 ） k 1,2, 相消干涉 2
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
例1(教材P19
例22.5)为测量一细金属丝的直径d，按
图办法形成空气劈尖，用单色光照射形成等厚干涉条纹， 用读数显微镜测出干涉明条纹的间距，就可以算出d。
已知单色光波长为589.3 nm，测量结果是：金属丝与劈
解:设空气的折射率为 n1 1.00 油膜和玻璃的折射率分别为 n2 1.30 和 n3 1.50
在油膜上下表面的反射光都有相位突变,所以, 0
反射光光程差干涉极小时,应有:
1 2en2 2k 1 k 2 2
7
设 1 500 nm 对应 k 级干涉极小,
《光的干涉现象及其应用》课件 2024-2025学年高中物理人教版(2020)选择性必修第一册
小角度移动。
（1）求当光源S向y轴负方向移动∆
到达 ’ 时，中心条纹P0移动的距离∆。
（2）要使条纹0’ 回到0 0’ 时， ’ 需要
水平向左还是向右移动，移动的距离
0
0
条纹间距
=
1
=
2
明（暗）条纹间距为
2+1
明暗条纹间距为
2
【拓展1】某兴趣小组成员做光的干涉实验，如图所示。将两块平面
镜边缘对齐，之后分别倾斜微小的角度θ，在右侧有一竖直光屏，单
色光源S刚好位于两平面镜夹角的角平分线上，D为半圆形遮光板，
使光源S发出的光不能直接照射到光屏上。用光源S照射平面镜，在光
现第2级亮纹，仅改变双缝间距后，1 处出现第2级暗纹，则改变后双
缝间距是原来的（
4
A. 倍
3
C.
2
倍
3
B.
）
3
倍
4
3
D. 倍
2
0
0
双缝干涉
2级暗条纹
条纹间距：∆ =
1级暗条纹
0
0
0级明条纹
1级明条纹
∆
2级明条纹
【例题1】某兴趣小组成员做双缝干涉实验，用某单色光照射单缝，如
图所示单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，在屏上1 处出
课堂小结
人教版选必一
感谢各位的聆听
T H A N K
Y O U
F O R
L I S T E N I N G
光
处
处
可
见
光
的
干
涉
【2023.山东】如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英
光的干涉ppt课件
L
结论: 1.λ、θ一定时,相邻条纹等间距 2.λ一定时，劈尖θ角越小,ΔL越大,条纹越稀疏
3.θ一定时,λ越大,ΔL越大,条纹越稀疏
2、薄膜干涉的应用
①检验平面平整度
取一个透明的标准样板，放在待 检查的部件表面并在一端垫一薄 片，使样板的平面与被检查的平 面间形成一个楔形空气膜，用单 色光从上面照射，入射光从空气 层的上下表面反射出两列光形成 相干光，从反射光中就会看到干 涉条纹。
1.某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双
缝屏，C为光屏。当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹,
移走B后,C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是( )
B
A.单缝S太窄
B.单缝S太宽
C.S到S1和S2距离不相等
D.阳光不能作为光源
2.如图是双缝干涉实验装置示意图，使用波长为600 nm的橙色光照射
3.光的干涉
【复习回顾】 1.两列波发生干涉的条件？
①频率相同；②相位差恒定；③振动方向相同
2.两列波(步调相同）干涉时，振动加强的点和振动减弱的点如何判断？
振动始终加强点： 振动始终减弱点：
3.光能不能够发生干涉呢？为什么？
能，干涉是波特有的现象。
4.如果光波发生干涉，你可能看到一幅什么样的图景呢？
思考：条纹弯曲的地 方是凸起还是凹下？
检测面不平整
标准样板 劈尖空气薄层
待检部件
检测面平整
亮亮 亮
θ
d1 d2 d2
ab
检测面凹下
若检测面某处凹下，则对应的明条纹提前出现。
同理可推： 若检测面某处凸起，则对应的明条纹延后出现。
检测面凸起
生活中我们经常见到光的干涉现象:
光的干涉与光栅条纹 (2)
光的干涉强度和光栅条 纹的亮度成正比
光的干涉角度和光栅条 纹的宽度成反比
光栅条纹对光的干涉的贡献
光栅条纹可以使光的干涉 更加明显和清晰
光栅条纹可以改变光的传 播方向和强度
光栅条纹是光的干涉现象 的重要因素之一
光栅条纹可以产生各种颜色 的光，丰富了光的干涉现象
光的干涉与光栅条纹的相互作用
光的干涉：两束光波相遇时，会产生干涉现象，形成明暗相间的条纹
干涉图样：干涉条纹的形状和分布与光源的性质、光程差和观察角度等因素有关， 可以通过干涉图样来研究光的性质和运动规律。
03
光栅条纹的形成
光栅的构造
光栅是由一系列等间距的平行狭 缝组成的光学器件
光栅可以分为透射光栅和反射光 栅两种类型
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
狭缝宽度和间距决定了光栅的分 辨率和光谱特性
光的波动性原理：光波具有 波动性，可以发生干涉和衍 射
光的干涉应用：光纤通信、 激光加工、全息摄影等
干涉现象的产生
光的干涉：当两列或两列以上的光波相遇时，会产生干涉现象 产生条件：两列光波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同 干涉图样：明暗相间的条纹，称为干涉条纹 干涉条纹的特点：等间距、等宽度、等亮度
光栅条纹：光通过光栅时，由于光的衍射和干涉，会形成明暗相间的条纹
相互作用：光的干涉与光栅条纹的相互作用，使得光栅条纹更加明显和清晰 应用：光的干涉与光栅条纹的相互作用在光学仪器、光学通信等领域有着广泛的 应用
光的干涉与光栅条纹在光学领域的应用
光的干涉：两束光相遇时产生的干涉现象，可以形成明暗相间的条纹
激光干涉仪：用 于高精度角度测 量
光纤光栅传感器： 用于角度和温度 测量