江苏省南京物理竞赛讲义-10.7光的波动性
《光的波动性》课件
光的干涉与衍射
双缝干涉实验
有趣的实验揭示了光的波动性和干涉现象，促进了 光的探索与发展。
光的干涉图案
一系列干涉与衍射现象的图案，如牛顿环和多缝干 涉等，启迪了科学家们不断探索。
衍射定理
光的衍射现象可以通过波动理论推导出衍射定理， 并得到实验验证。
光的偏振
1
偏振光的特性
偏振光是指振荡方向在同一平面上的光，如线偏振光和圆偏振光。它具有光波的干涉和衍射 性质。
结论
光的波动性在物理学和技术应用中的重要 作用
理解光的波动性有助于深入探索光学现象，提高光 学仪器的性能，并推动光学应用的发展。
未来光学研究的趋势和前景
随着技术的进步和应用的拓展，预计光的波动性将 在更广泛的领域发挥作用，如通信、生物医学等领 域。
参考文献
• 赵凌. (2015). 光的波动性. 物理教育, 1, 52-57. • van der Merwe, L., & Tredoux, F. (2016). The wave-particle
2
偏振片的工作原理
棱镜和晶体可以将自然光变成偏振光。偏振片也可以让光线偏振，其中线偏振片是最常见的。
3Leabharlann 波片的工作原理波片能改变光线的偏振状态，其中λ/4波片是实现偏振光的常用光学元件之一。
光的折射和反射
折射定律
光线从一种介质进入另一种介质时，会弯曲。斯涅尔定律描述了光线的折射规律。
折射率的定义
不同介质的折射率不同。这一物理量定义为光在真空中的速度除以光在介质中的速度。
光的波动性ppt课件
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当只有一块偏振片时， 以光的传播方向为轴旋 转偏振片，透射光的强 度不变． 当两块偏振片的透振方 向平行时，透射光的强 度最大，但是，比通过 一块偏振片时要弱．
当两块偏振片的透振方 向垂直时，透射光的强 度最弱，几乎为零.
紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；伦琴射线有较
强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体
的透视和检查部件的缺陷；γ射线的穿透本领更大，在工业和医
学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术．
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光的波动性
————光的偏振现象
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1.横波与纵波的区别．什么是横波的偏振现象．
电磁波在真空中的传播速度应为：
3.11108ms ≈光速
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光的电 磁说 关于光的电磁说的几点强调
1、麦克斯韦根据电磁理论，发现电磁波的波速与光速 相同，提出了光是一种电磁波的假说．赫兹通过实验证实了 光的电磁本质，光的电磁说把光学和电学统一起来了．
2、光的颜色是由电磁波的频率决定的．不同频率的色 光在真空中波速相同，在介质中波速不同．同一色光在不 同介质中，频率（颜色）不变，波长和波速都要改变．在 同一介质中，频率越高，波速起小．
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产生上述现象的原因
1、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 .
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(完整)光的波动性精品PPT资料精品PPT资料
当相干光在空间相遇时，光波产生了稳定的加强或减
弱，并在相遇的空间形成明暗相间的条纹，这种的现象叫
f / (×1014 Hz)
光的干涉。光的干涉证明了光是一种波。 在波峰与波谷叠加的地方，光波互相抵消或削弱，形成暗条纹。
菲涅耳开创了光学的新阶段。 并运用大量工具进行数学运算，使实验数据与计算结果一致， 夜间驾车容易被迎面来车的前灯射花眼。 把带肥皂液薄膜的金属圈放在酒精灯旁适当的位置，使眼睛恰能看到由薄膜反射而生成的黄色火焰的 0×10-4 m 以下时, 光通过狭缝后明显偏离了直线方向，但其边缘模糊，由明区逐渐过渡到暗区。 如果在每辆汽车的车灯和司机座位前车窗上各安装一块偏振片，就可避免对方车灯眩光的影响。 当相干光在空间相遇时，光波产生了稳定的加强或减弱，并在相遇的空间形成明暗相间的条纹，这种的现象叫光的干涉。 在波峰与波谷叠加的地方，光波互相抵消或削弱，形成暗条纹。 偏振是横波区别于纵波的一个重要标志。 1678年荷兰物理学家惠更斯向法国科学院提交了著作《光论》。 在波峰与波谷叠加的地方，光波互相抵消或削弱，形成暗条纹。 与牛顿同时代的荷兰物理学家惠更斯首先提出光的波动说。 在书中，惠更斯把光波假设为一纵波，推导和解释了光的直线传播、反射和折射定律，书中并末提到关于光谱分解为各种颜色的问题。 当时牛顿反对光的波动说，主要是因为当时光的波动说还不能很好解释光的直线传播这一基本事实，也不能解释光的偏振现象。 直到1801年，英国物理学家托马斯·杨进行了著名的杨氏干涉实验，1815年法国物理学家菲涅耳进行的“菲涅耳双镜”实验，才令人信
f / (×1014 Hz) 3.9~4.8 4.8~5.0 5.0~5.2 5.2~6.1 6.1~6.7 6.7~7.5
2. 薄膜干涉
如图，点着酒精
光的波动性
C.当金属线圈旋转60°时， 干涉条纹同方向旋转30°
D.干涉条纹保持不变
在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图所示
的干涉实验法.A的上表面是一光滑平面，在A的
上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，
在它们间形成一个厚度均匀的空气膜.现在用波
例.煤矿中瓦斯爆炸危害极大.某同学查 资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于 干净空气的折射率,于是,他设计了一种 利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器,原 理如图7所示.在双缝前面放置两个完全 相同的透明容器A、B,容器A与干净的
空气相通,在容器B中通入矿井中的气体,观察屏上的干涉 条纹,就能够监测瓦斯浓度.以下说法正确的是 BC A.如果屏的正中央仍是亮纹,说明B中的气体与A中的空 气成分相同,不含瓦斯 B.如果屏的正中央是暗纹,说明B中的气体与A中的空气 成分不相同,可能含有瓦斯 C.如果屏上干涉条纹不停地移动,说明B中的气体瓦斯含 量不稳定 D.只有用单色光照射单缝时,才可能在屏上出现干涉条纹
长为λ 的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热， 在B上方观察到B板的亮度发生周期性的变化.当
温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗； 当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，则
（ D）
A.出现最亮时，B上表面反射光与A上表面反射
光叠加后加强
B.出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射
光叠加后相抵消
C.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加λ /4 D.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加λ /2
(B )
A.红黄蓝紫 B.
C.蓝紫红黄 D.
例.(2008年上海物理卷)用如图所示的实验装置观察 光的薄膜干涉现象.图甲是点燃的酒精灯（在灯芯上 洒些盐）,图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属 线圈，将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转, 观察到的现象是（ D ）
高中物理竞赛教程2.1《光的波动性》
第二讲 物 理 光 学§2.1 光的波动性2.1.1光的电磁理论19世纪60年代，美国物理学家麦克斯韦发展了电磁理论，指出光是一种电磁波，使波动说发展到了相当完美的地步。
2.1.2光的干涉1、干涉现象是波动的特性凡有强弱按一定分布的干涉花样出现的现象，都可作为该现象具有波动本性的最可靠最有力的实验证据。
2、光的相干迭加两列波的迭加问题可以归结为讨论空间任一点电磁振动的力迭加，所以，合振动平均强度为)cos(212212221ϕϕ-++=A A A A I其中1A 、2A 为振幅，1ϕ、2ϕ为振动初相位。
⎪⎩⎪⎨⎧=-=+=-==-12121212)(,2,1,0,)12(,2,1,0,2A A j j j j 为其他值且ϕϕπϕϕπϕϕ2cos4)()(1222221221ϕϕ-=-=+=A I A A I A A I 干涉相消干涉相加3、光的干涉 (1)双缝干涉在暗室里，托马斯·杨利用壁上的小孔得到一束阳光。
在这束光里，在垂直光束方向里放置了两条靠得很近的狭缝的黑屏，在屏在那边再放一块白屏，如图2-1-1所示，阳光图2-1-1于是得到了与缝平行的彩色条纹；如果在双缝前放一块滤光片，就得到明暗相同的条纹。
A 、B 为双缝，相距为d ，M 为白屏与双缝相距为l ，DO 为AB 的中垂线。
屏上距离O 为x 的一点P 到双缝的距离，222222)2(,)2(d x l PB d x l PA ++=-+=dx PA PB PA PB 2)()(=+⋅-由于d 、x 均远小于l ，因此PB+PA=2l ，所以P 点到A 、B 的光程差为：x l dPA PB =-=δ若A 、B 是同位相光源，当δ为波长的整数倍时，两列波波峰与波峰或波谷与波谷相遇，P 为加强点（亮点）；当δ为半波长的奇数倍时，两列波波峰与波谷相遇，P 为减弱点（暗点）。
因此，白屏上干涉明条纹对应位置为)2,1,0( =⋅⋅±=k d l k x λ暗条纹对应位置为)2,1,0()21( =⋅-±=k l dk x λ。
《光的波动性》课件
圆孔衍射
圆孔衍射实验
通过在光源和屏幕之间设置一个小圆孔，观察光波通过圆孔后的 衍射现象。
衍射图案
圆孔衍射的图案呈现为一个明亮的中心区域，周围环绕着一圈圈明 暗相间的条纹。
条纹特点
随着与中心距离的增加，条纹逐渐变得模糊和细窄。圆孔衍射的条 纹数量和分布规律与圆孔的直径和光波波长有关。
04
光的偏振
偏振现象及其原理
散射系数
描述散射作用的强弱的物理量，与颗粒的大小、 形状、折射率、入射光的波长等因素有关。
大气散射
大气散射的分类
根据散射颗粒的大小，大气散射可分为瑞利散射和米 氏散射。
大气散射的规律
大气散射的强度与波长的四次方成反比，即波长越短 ，散射越强。
大气透射率的计算
根据大气散射的规律，可以计算出不同波长光线在大 气中的透射率。
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散射在生活中的应用
天空颜色的形成
由于大气散射作用，太阳光在穿过大气层时发生散射，形成了天空 的蓝色。
雾的形成
当大气中的水蒸气和微小颗粒较多时，会发生较强的散射作用，使 光线无法直线传播，形成雾。
防晒措施
由于紫外线容易被皮肤吸收，造成皮肤损伤，人们通常采取涂抹防晒 霜、戴帽子等措施来减少紫外线的散射作用。
干涉条件
相干光源、光程差恒定、振动方向相同。
杨氏双缝干涉实验
01
02
03
实验装置
光源、单缝、双缝源经双 缝产生两束相干光波，在 屏幕上形成干涉条纹。
实验结果
明暗交替的干涉条纹，条 纹间距与波长成正比。
薄膜干涉
薄膜干涉现象
光波在薄膜表面反射和透射时发生的 干涉现象。
光的波动性(共56张PPT)OK
⑸亮纹和暗纹位置
①亮纹
（k=0，1，2，…）
②暗纹
（ k=0，1，2，… ）
③条纹间距
上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法
相邻明（暗）条纹中心间的距离
答案：D
5．(2021·山东等级考) 用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗 相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化 图像，可能正确的是 ( )
一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多．
取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏 ．
激光束
调节狭缝宽窄
像屏
2、光的衍射
单缝衍射条纹的特征
2、光的衍射
①中央亮纹宽而亮．
解析：选C 空气薄层是由两个反射面形成的，两束光在圆弧面与平面反射形成，干涉条纹的间距不是均匀增加，而是随着空气薄层的厚度越向外增加得越快，所以干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，故A、B错误；若在透镜AB面上施加向下的微小压力，满足产生这一亮条纹的厚度向外移，即亮环向远离圆心的方向平移，则可看到同心圆向外扩展，故C正确；若在C处不小心沾上了灰尘，空气膜厚度并未发生改变，明暗相间的同心圆条纹排列不变，故D错误。
②两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．
光的衍射
A
B
S
孔较大时——屏上出现清晰的光斑
孔较小时——屏上出现衍射花样
光的衍射
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
不同缝宽的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
光的衍射
①波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大．
物理学光的波动性课件优秀课件
d N
M1
d
2
d
由此迈克尔逊干涉
仪可用于测长度、
测折射率。
G1
G2
M2
★当两镜面相互严格垂
直时等效于平行平面间
空气膜的等倾干涉；
★当镜面有夹角时等效于空气劈尖的等厚干涉
1907年诺贝尔物理奖
迈克耳孙— 莫雷实验（1881年）关于 寻找“以太”的否定结果，是相对论的 实验基础之一。 迈克耳孙干涉仪和以它为原型发 展起来的多种干涉仪有广泛的用 途，如可精密测量长度、折射率 、光谱线的波长和精细结构等。 美国科学家迈克耳孙因发明干涉 仪和对计量学的研究而获得了 1907年的诺贝尔物理奖。
即：e r2 2R。 因此暗环半径：
r kR
测透镜半径
rk2 kR rk2 m(km )R
R
r2
km
rk2
m
中央为暗斑（k=0） 的内疏外密的明暗相 间的同心圆环。
六、迈克耳孙干涉仪 (The Michelson interferometer)
反射镜 M 1
M 1 移动导轨
单 色 光 源
分光板 G 1
劈尖干涉的应用
n1
n2 si
sio2 e
e N
2n1
测微小厚度
l
l0
e N 2
干涉膨胀仪
牛顿环实验装置
显微镜 T
L S
M半透 半反镜
R
re
牛顿环干涉图样
牛顿环的条纹
k
k1,2,3明条纹
2e2 (2k1)2 k0,1,2暗条纹
R r
e
r 2 R 2 (R e )2 2 R e e 2 2 R e
来自两个光源或同一光源两部分的光，不满足相干条 件，叠加时在空间不能产生稳定的干涉现象。
知识讲解 光的波动性
物理总复习：光的波动性编稿：李传安 审稿：【考纲要求】1、知道光的干涉条件及现象；2、知道薄膜干涉的相关应用；3、知道光的衍射及偏振现象，了解其相关应用；4、知道光的干涉和衍射的区别与联系；5、能利用光的干涉实验测定光的波长。
【知识络】【考点梳理】考点一、光的干涉 要点诠释：1、1801年，英国物理学家托马斯·杨通过双缝实验成功地观察到了光的干涉现象，证明了光的确是一种波。
2、光的干涉现象在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域相间，即亮纹和暗纹相间的现象。
3、干涉条件光的干涉的条件是有两个振动情况总是相同的波源，即相干波源。
（相干波源的频率必须相同）。
形成相干波源的方法有两种：①利用激光（因为激光发出的是单色性极好的光）。
②设法将同一束光分为两束（这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等）。
下面四个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图。
4、干涉区域内产生的亮、暗纹亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍， 即n δλ=（n=0，1，2，3，……）暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍， 即(21)2n λδ=-（n=0，1，2，3，……）相邻亮纹（暗纹）间的距离Lx dλ∆=，x λ∆∝。
用此公式可以测定单色光的波长。
用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。
5、薄膜干涉当光照射到薄膜上时，可以看到在薄膜上出现明暗相间的条纹。
当入射光是白光时，得到彩色条纹，当入射光是单色光时，得到单色条纹。
参与薄膜干涉的两列光是分别从薄膜的前表面和后表面反射出来的两列光。
用薄膜干涉可以检查工件表面是否平整，在透镜表面涂上增透膜以增大透射光。
薄膜干涉中的色散：（1）成因：由膜的前后表面反射回来的光叠加的结果，所以观察时只能在光源的同侧才能看到。
光的波动性复习PPT教学课件
高频考点例析
(3)若用绿光照射S1，蓝光照射S2，试分 析能在屏上观察到的现象．
(4)用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已 知使用的双缝间的距离d＝0.1 mm，双缝到 屏的距离l＝6.0 m，测得屏上干涉条纹中亮 纹的间距是3.8 cm，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的水中，这时屏上的条纹间距是多少？
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三、薄膜干涉的条纹与膜厚度的关系 在薄膜干涉中，从膜的前后表面反射 的光的路程差由膜的厚度决定，故在薄膜 干涉中，同一亮条纹或同一暗条纹应出现 在膜的厚度相同的地方．若厚度均匀变 化，形成等间距干涉纹，若厚度变化越 快，形成的干涉纹越密．
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即时应用
3.如图14－3－4甲所示，在一 块平板玻璃上放置一平凸薄透镜， 在两者之间形成厚度不均匀的空气 膜，让一束单一波长的光垂直入射 到该装置上，结果在上方观察到如 图14－3－4乙所示的同心内疏外密 的圆环状干涉条纹，称为牛顿环， 以下说法正确的是( )
Δx＝dl λ
以a图样的光的波长比b图样的光的波
长长，故C项错误；c图样的光的波长
比d图样的光的波长长，故D项错误．
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二、对光的干涉的理解 1．如何理解光的干涉现象中“加 强”和“减弱”点 若波叠加区域中某点P，两列光波 路程差Δx＝nλ(n＝0,1,2,3…)，S1波源 发的光传到P点是波峰，S2波源发的光 传到P点也是波峰，P点位移是两列波 产生的位移之和，即
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P
点位移最大，经过T，两列光波传到 4
P
物理竞赛辅导讲座物理光学
物理竞赛辅导讲座（物理光学）（Ⅰ）基础知识一、光的本性的认识过程简介微粒说（牛顿·英国）→电磁说（麦克斯韦·英国）→波动说（惠更斯·荷兰）光子说（爱因斯坦·美籍德国人）→波粒二象性（德布罗意·法国）二、光的波动性1、光的速度v，波长λ，频率υ和折射率n1）光的速度，真空中的光速为C=3.0×108m/s在折射率为n的介质中的光速为v=C/n2）光的频率υ，波长λ，波速v三者之间的关系为v=λ·υ2、惠更斯——菲涅耳原理1）惠更斯——菲涅耳原理：由波源发出的波，在同一时刻t时，波所达到的各点的集合所构成的面，叫做此时刻的波阵面（简称波面，又称波前），在同一波阵面上各点的相位都相同，且波阵面上各点都可看作为新的波源（次级波源，所以这些波源都是相干波源）向外发射子波，子波相遇时相互叠加历时△t后，这些子波的包络面就是t+△t时刻的新的波阵面，且波的传播方向与波阵面垂直。
(如图1所示) 2）惠——菲原理是波动光学的理论基础，光的干涉与衍射现象是光的波动性的体现。
3）平面波、球面波及柱向波（1）平面波：波阵面是一个平面的波，其传播方向与平面垂直。
（2）球面波：波阵面是一个球面的波，其传播方向为沿球面的半径方向。
（3）柱面波：波阵面是一个柱面的波。
3、光程1）光程：光在介质中传播的几何路程r与介质折射率n的乘积n·r。
2）引入光程这个概念后，就可以将其在介质中走过的几何路程换算为光在真空中（同一时间间隔内）的等价路程，从而可以对光在不同介质中所走的路程折算为真空中的光程进行比较。
例，在t时间内，光在折射率为n的介质中走过的几何路程为r=mλ（λ为光在该介质中的波长，并设光在真空中的波长为λ0，且n=λ0/λ，则在时间t内光在真空中的几何路程r0=m·λ0=m·nλ=n·mλ=n·r。
3）由于光在两介质界面上发生反射时，可能会出现“半波损失”，即反射光与入射光相位可能相差π，计算光程时应增加（或减小）半个波长，即可能要加上一个附加光程差δ’=2λ=n20λ，而是否出现半波损失，需不需要增加此项，则由界面两侧的介质的折射率决定。
光的波动性学习课件PPT
一、 双 缝 干 涉
1. 产生稳定干涉的条件：
(1)、相干光源：两个光源发出光的频 率相同，相位差恒定
(2)、两个光源发出的光在空间叠加
二、薄膜干涉
1、成因： 由薄膜前后表面反射的两列光波 叠加而成。 2、现象：照射竖直放置的肥皂膜： 单色光：竖直排列的明暗相间的水平条纹； 白 光：彩色条纹。 例：光学镜头上镀的增透膜的厚度是光在这 种薄膜中波长的 , 看上去呈淡紫色。
4.吸收光谱：炽热的白光通过温度较 低的气体形成 即： 连续光谱中某些波长的光被温 度较低的气体吸收后产生的光谱， 是由分布在连续谱线背景上的某些 暗线组成 如： 太阳光谱、钠蒸气的吸收光谱
例 2 一种电磁波入射到一个宽度为1 米的孔上，能发生明显的衍射现象，这 种波属于电磁波谱的哪个区域？ A. γ射线 B. 可见光 C. x射线 D. 无线电波 例3 从两支手电筒射出的光，当它 们照到同一点时看不到干涉花纹，是因 为： A.手电筒射出的光不是单色光 B.干涉图样太细小看不清楚 C. 周围环境的漫反射光太强烈 D. 两个光源是非相干光源
四、电磁波谱
项目 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线 产生机理 特点 作用 波动性 粒子性 光子能量
五、光谱
发射光谱
连续谱
光谱
线状谱 （原子光谱）
吸收光谱
1.发射光谱： 由发光物质直接产生的光谱 2.连续谱： 由连续分布的一切波长的光 组成(炽热固体、液体及高压气体发光产 生) 如： 3.线状谱： 由一些不连续的亮线组成， 是稀薄（低压）气体发光产生的光谱(原 子光谱) 如：霓虹灯、焰色反应 原子 发光
例 4 、 下面哪些现象属于光的干涉现象？ A . 雨后美丽的彩虹。B . 对着日光灯从两铅 笔的缝中看到的彩色条纹。C . 阳光下肥皂 膜上的彩色条纹。D . 光通过三棱镜产生的 彩色条纹。 例 5 、太阳光照到一个方形孔上(孔的大 小可调)， 当孔的大小由较大逐渐调 小直到完全关闭的过程中，在对着的屏 上将会看到什么现象？
江苏省南京师范大学附属中学物理竞赛讲义-10.7光的波动性
10.7光的波动性一、光的波动性1、光的本质是电磁波，是一种横波2、光的偏振产生感光作用和生理作用的是电场，因此研究偏振时，电场振动方向为偏振方向。
二、光的干涉干涉条件：光源频率相同，振动方向相同，相差恒定。
如图所示,光源S 1、S 2发出的两列相干光到达P 点发生叠加,和机械波一样,两列相干波叠加后的合振动的振幅为:A 两列波在P 点引起的振动的相位差为：121122112212222()2()()r r n r n r f f f f n r n r v v c c c cππϕππδ∆=-=-=-= 上式中1122n r n r δ=-为光程差。
当 k k Z δλ=∈时，振动增强当1+ 2k k Z δλ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭时，振动减弱 1、双缝干涉两点光源到P 点的光程差为d x lδ= 利用干涉增强和减弱的条件，可得：明条纹： kl x k Z d λ=∈暗条纹： 1+2 k l x k Z dλ⎛⎫ ⎪⎝⎭=∈ 相邻明纹或相邻暗纹之间的间隔为：l x dλ∆= 正中央的明条纹叫做零级明纹,往两侧依次是零级暗纹，一级明纹，一级暗纹…… 例1、在双缝干涉装置中，双缝间距为0.2mm ，单缝位于双缝的中垂线上，屏与双缝的间距为1.0m 。
如果用某单色光源照射，从光屏上测得第四级明条纹到中央明条纹的距离为1cm 。
（1）求该单色光的波长（2）如果把其中一条缝用厚度为4.5μm 的透明玻璃板挡住，结果发现第四级暗纹移到中央明条纹的位置，则该透明板的折射率多大？例2、如图所示的菲涅耳双棱镜实验中，已知棱镜折射率为n ，棱角α很小，设狭缝光源S 到棱镜距离为L 1．(1)求距棱镜L 2的屏上条纹的间距；(2)若用折射率为n'的肥皂膜遮住棱镜的一半，发现系统中心O 处的零级条纹移动了a ，求肥皂膜的厚度．半波损失光从光疏介质射入光密介质时（正射和掠射），反射光线会产生半波损失，即相位发生π的突变，折射光线相位不变。
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10.7光的波动性
一、光的波动性
1、光的本质是电磁波，是一种横波
2、光的偏振
产生感光作用和生理作用的是电
场，因此研究偏振时，电场振动方向为偏振方向。
二、光的干涉
干涉条件：光源频率相同，振动方向相同，相差恒定。
如图所示,光源S 1、S 2发出的两列相干光到达P
点发生叠加,和机械波一样,两列相干波叠加后的合振动的振幅为
:A =P 点引起的振动的相位差为：
121122112212222()2()()r r n r n r f f f f n r n r v v c c c c
ππϕππδ∆=-=-=-= 上式中1122n r n r δ=-为光程差。
当 k k Z δλ=∈时，振动增强 当1+ 2k k Z δλ⎛⎫
=∈ ⎪⎝⎭时，振动减弱 1、双缝干涉
两点光源到P 点的光程差为d x l
δ= 利用干涉增强和减弱的条件，可得：
明条纹： kl x k Z d
λ=∈暗条纹： 1+2 k l x k Z d λ⎛⎫ ⎪⎝
⎭=∈ 相邻明纹或相邻暗纹之间的间隔为：l x d
λ∆= 正中央的明条纹叫做零级明纹,往两侧依次是零级暗纹，一级明纹，一级暗纹……
例1、在双缝干涉装置中，双缝间距为0.2mm ，单缝位于双缝的中垂线上，屏与双缝的间距为1.0m 。
如果用某单色光源照射，从光屏上测得第四级明条纹到中央明条纹的距离为1cm 。
（1）求该单色光的波长
（2）如果把其中一条缝用厚度为4.5μm 的透明玻璃板
挡住，结果发现第四级暗纹移到中央明条纹的位置，则该透
明板的折射率多大？
例2、如图所示的菲涅耳双棱镜实验中，已知棱镜折射率为n ，棱角α很小，设狭缝光源S 到棱镜距离为L 1．(1)求距棱镜L 2的屏上条纹的间距；(2)若用折射率为n'的肥皂膜遮住棱镜的一半，发现系统中心O 处的零级条纹移动了a ，求肥皂膜的厚度．
半波损失
光从光疏介质射入光密介质时（正射和掠射），反射光线会产生半波损失，即相位发生π的突变，折射光线相位不变。
在干涉问题中，如果有半波损失，需要考虑对光程差的影响。
例3、洛埃镜的结构如图所示，光源S 直接射到屏上的光线和经过平面镜反
射后射到屏上的光线发生干涉，试分析其干涉图样与双缝干涉的区别。
2、薄膜干涉
例4、增透膜。
光学透镜为了增加透射光，必
须尽量减少反射光。
在透镜表面镀一层增透膜，利
用薄膜干涉，使反射光发生相消干涉。
如果照相机
镜头的玻璃折射率为1.5，所镀的增透膜折射率为
1.38，要求对可见光谱中心波长为5*10-7m 的光有最好的增
透效果，薄膜层至少要多厚？
例5、尖劈干涉。
利用劈尖状空气隙的薄膜干涉可以检
测精密加工工件表面质量，并能测量表面纹路的深度．测量
的方法是：把待测工件放在测微显微镜的工作台上，使待测
表面向上，在工作表面放一块具有标准光学平面的玻璃，使其光学平面向下，将一条细薄片垫在工件和玻璃板之间，形成劈尖状空气隙，如图所示．用单色平行光垂直照射到玻璃板上，通过显微镜可以看到干涉条纹，若由于工件表面不平，观察中看到如图上部弯曲的干涉条纹．(1)请根据条纹的弯曲方向．说明工件表面的纹路是凸起还是凹下?(2)证明纹路凸起的高度(或下凹
的深度)可以表示为h=b
a 2 ，式中λ为入射单色口光的波长，a 、
b 的意义如图所示。
例6、牛顿环。
如图所示，在一块光平的玻璃板B 上放一半径R 很大的平凸透镜A ，在A 、B 之间形成空气薄层，用平行光垂直射向平凸透镜时，在透镜表面产生一组干涉条纹，这些条纹是以接触点O 为中心的同心圆环，称为牛顿环．如果用λ=5903埃的光照射时，测得某一亮环的直径是3毫米，在它外边第。