光的干涉和衍射(课堂PPT)
合集下载
研究光的波动特性干涉、衍射、偏振2021精选PPT
一定时 d 或D
x D
d
x ----条纹变稀疏
d 或D
x ----条纹变密集
d和D一定时
x
x
白光照射：中央明纹为白色，其它 各级为彩色，内紫外红
光强分布
6
II1I22I1I2cos 4
----I1、I2为两相干光单独
2
在P点处的光强
0
I
若 I1 I2 ，则
2
明纹光强 Im ax4I1
4 6
暗纹光强 Imin 0
如杨氏双缝实验 (已知Si: n1=3.
----同一时刻各原ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ发出光波的频率、振动方向和相位各不相同
每级明或暗条纹与一定的膜厚 e相对应
由
知，光程差是入射角的函数，即光源不同位置发出的光，只要倾角相同，均对应同一干涉级k
分振幅法：利用光在两种介质分界面 数出 n和读出 d，可测光波波长
将面光源看成是无数个互不相干的线光源组成
相位差： 2
：光在真空中的波长
r1 n 1
r2 n 2
二.透镜的等光程性
AF和CF在空气中 A
传播距离长，在透 镜中传播的距离短 B
F
BF则相反
C
AF、CF和BF的光程相等，它们会聚 在F点，形成亮点
透镜不会引起附加的光程差
[例1]在杨氏双缝实验中，用折射率 n=1.58的透明薄膜盖在上缝上，并用 λ=6.32810－7m的光照射，发现中央 明纹向上移动了5条，求薄膜厚度
k
2k
讨论：
1
2
k1,2,----明纹 k0,1,2, ----暗纹
由 (i) 知，光程差是入射角的函
数，即光源不同位置发出的光，只要
光的干涉和衍射ppt课件
36
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
珍宝鉴定
1985年，加拿大文物保护协会（CCT）的科学家们就 利用X光射线衍射分析方法对一件被作为凡高作品出 售的油画颜料进行了分析鉴定。科学家从这幅油画 的颜料中发现了大量的金红石的存在。作为白色颜 料的使用，二氧化钛一般以两种状态存在：金红石 和锐钛矿。锐钛矿作为白色颜料使用是从1925年开 始的，而金红石作为白色颜料直到1938年才开始生 产。因为金红石的存在，使得这幅油画的创作时间 不可能早于1938年，这与凡高的生活时期（1853年1890年）是不相符的，因而可以断定这幅被鉴定的 油画是一幅赝品。
2、由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点 上，不会产生干涉现象．这是因为( ) A．两个光源发出光的频率不同 B．两个光源发出光的强度不同 C．两个光源的光速不同 D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
16
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
光的干涉图样： 单色光：
明暗相间的条纹，且条纹间距相等。 两相邻亮纹（或暗纹）间距离与光的波长有关。
8
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
单色光的干涉图样：
9
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
• 干涉图样：条纹等宽等亮
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
珍宝鉴定
1985年，加拿大文物保护协会（CCT）的科学家们就 利用X光射线衍射分析方法对一件被作为凡高作品出 售的油画颜料进行了分析鉴定。科学家从这幅油画 的颜料中发现了大量的金红石的存在。作为白色颜 料的使用，二氧化钛一般以两种状态存在：金红石 和锐钛矿。锐钛矿作为白色颜料使用是从1925年开 始的，而金红石作为白色颜料直到1938年才开始生 产。因为金红石的存在，使得这幅油画的创作时间 不可能早于1938年，这与凡高的生活时期（1853年1890年）是不相符的，因而可以断定这幅被鉴定的 油画是一幅赝品。
2、由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点 上，不会产生干涉现象．这是因为( ) A．两个光源发出光的频率不同 B．两个光源发出光的强度不同 C．两个光源的光速不同 D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
16
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
光的干涉图样： 单色光：
明暗相间的条纹，且条纹间距相等。 两相邻亮纹（或暗纹）间距离与光的波长有关。
8
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
单色光的干涉图样：
9
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
• 干涉图样：条纹等宽等亮
第讲光的干涉衍射和偏振(共31张PPT)
深化拓展
栏目索引
答案 D 金属丝圈的转动,改变不了肥皂液薄膜的上薄下厚的形状,由
干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关,仍然是 水平的干涉条纹,A、B、C错误,D正确。
深化拓展
2-2 (多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫 起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图所示,这时可以看到亮暗相
栏目索引
第2讲 光的干涉、衍射 和偏振
知识梳理
知识梳理
栏目索引
一、光的干涉
1.光的干涉:在两列光波的叠加区域,某些区域的光被加强,出现亮条纹, 某些区域的光被减弱,出现暗条纹,且加强区域和减弱区域互相间隔的
现象叫做光的干涉现象。
2.干涉的条件:两列① 频率相同 、振动步调差别恒定(即相位差恒 定)的光相遇。
2.用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时,以下推断正确的是
( A)
A.狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时,双缝就成了两个振动情况总
是相同的光源
B.若入射光是白光,则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹 C.像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时,该点处一定是
亮条纹 D.双缝干涉中亮条纹之间的距离相等,暗条纹之间的距离不相等
光的直线3.传下播面现象四、种反射光现现象 象,与光的干涉有关的是 (
3-1 如图所示,a、b、c、d四个图样是不同的单色光形成的双缝干涉
)
C
或单缝衍射图样。
用平行光照射不透光的小圆盘,在圆盘的影的中心形成泊松亮斑
(1)检查精密零件的表面是否平整
(2)水平状的明暗相间的条纹,同一条纹对应薄膜的厚度相等。
n 生全反射,选项A、B、D错误。条纹间距Δx= λ,λ红>λ紫L ,因此Δx红>Δx紫,C
中小学优质课件光的干涉、衍射和偏振现象课件.ppt
• 4.光的衍射现象
• (1)光的衍射：光在遇到障碍物或小孔时，偏离
直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的 衍射.
• (2)光发生明显衍射现象的条件：当孔小或障碍物
的光尺 才寸 能比 发光 生波 明差波显不长的多衍射，现或象者.跟波长时
，
• (3)常见的光的衍射现象
• ①光通过狭缝的衍射现象：单色光通过狭缝时，
某一个特定方向振动的光.除了直接从光源发出 的光外，日常生活中遇到的光大都是偏振光. • (3)光的偏振的应用：立体电影、照相机镜头、 消除车灯眩光等.
•
光的干涉现象的分析与计算
• 离在之双差缝Δ干s1涉=0实.75验μm中，,光光屏屏上上PQ点点到到双双缝缝S1S、1、S2S的2的距距 离照之 射差 双Δ缝s2，=1则.5(μm).若用频率ν=6.0×1014Hz的黄光
• A.P点出现亮纹，Q点出现暗纹
• B.P点出现暗纹，Q点出现亮纹
• C.两点均出现亮纹
• D.两点均出现暗纹
• 由光的频率ν=6.0×1014Hz，知光的波长 λ=c/ν=5×10-7m
• P点到双缝S1、S2的距离之差Δs1=0.75μm=7.5×107m=1.5λ
• Q点到双缝S1、S2的距离之差Δs2=1.5μm=15×107m=3λ，因此，P点出现暗纹，Q点出现亮纹，本 题的正确答案是选项B.
泊松
• 5.光的电磁说
• (1)麦克斯韦在研究电磁场理论时预言了电磁波
的存在，并且从理论上得出了电磁波的传播速
度跟实际测得的光速相同，在此基础上，麦克
斯韦提出了光的电磁说：光是一种
.
电磁波
• (2)
赫用兹实验证实了电磁波的存在，测
5-a章+光的衍射1(共74张PPT)
振幅:
Z
dE~P CK Ae ikR eikr d
Rr
R Q
S
r
P
C为一常数
Z’
K(θ)为倾斜因子
当θ＝0时，K有最大值；随着θ的增大，K迅速减小，当 θ≥π/2时，K＝0。
惠更斯-菲涅耳原理的数学表达式。 P点的光振动的复振幅为:
R
E~P CAeikR eikr K d
R r
Q
r
1、开圆孔的无穷大不透明屏；
2、大小与圆孔相同的不透明屏； E~1(P) E~2 (P) 互补屏单独放置时p点的复振幅。 E~(P) 没有屏时，p点的复振幅。
E~P
C 1
E~QK eikr
r
d
C 2
E~QK eikr
r
d
E~P E~1P E~2 P
❖互补屏单独产生的衍射场复振幅之和，等于没有屏时的复 振幅。 ❖在复振幅为0的点，互补屏分别产生的场位相差为，强度 相等。
干涉和衍射是同时存在的，对每一束光而言都存在着衍 射，而各光束间则存在着干涉，亦即干涉条纹的分布要 受到单光束衍射因子的调制。
目录
❖ §5.1 惠更斯—菲涅尔原理 ❖ §5.3 菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射 ❖ §5.4 矩孔和单缝的夫琅禾费衍射 ❖ §5.5 圆孔的夫琅禾费衍射 ❖ §5.6 光学成像系统的衍射和分辨本领 ❖ §5.8 多缝夫琅禾费衍射 ❖ §5.9 衍射光栅 ❖ §5.10 圆孔和圆屏的菲涅尔衍射
❖弗朗和菲衍射，没有屏的焦点以外；
E~(P) 0 E~1 (P) E~2 (P)
夫琅和费衍射互补屏衍射图样相同
§5-3 菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射
1、离Σ很近的K1处，可看到圆孔的投影。 2、在K2上观察，看到边缘模糊的略大的圆光斑，光斑内有圈圈的亮暗环。--菲涅耳衍射或近场衍射。 3、距离很远，中间亮、边缘暗，边缘外有较弱的亮暗圆环。 --夫琅和费衍射或远场衍射。
第11章_7光的干涉和衍射__光的偏振
出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光 叠加后相加强，设温度从t1升至t2过程中，A的高度 增加h，则2h=λ，故 h . 2
如图12-2-2所示的是一竖立的肥皂 液薄膜的横截面，关于竖立肥皂液薄膜上产 生光的干涉现象的说法中正确的是( ) A.干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两 表面反射形成的两列光波的叠加 B.干涉条纹的暗纹是由于上述两列反射波的 波谷与波谷叠加而成 C.用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比 黄光照射时小 D.薄膜上干涉条纹基本上是竖立的 图12-2-2
只有频率相同，相差恒定的两列光波 相遇，才会产生稳定的干涉图样，红、绿
点评：正确解答本题，要了解杨氏干涉的成 因及杨氏巧妙地获得相干光的方法，同时准确把 握干涉条件．另外，本题所给四个选项，互不相 容，因此本题答案具有唯一性，这一类选择题在 物理学科中十分常见，可以考虑采用排除法．
（2008· 上海）在杨氏双缝干涉实验中，如果( ) A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 BD B.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 C.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝， 屏上将呈现彩色条纹 D.用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈 现间距不等的条纹
薄膜干涉的形成是薄膜前后表面分别反射出 来的两列光波的叠加.选项A正确.干涉条纹的暗纹是 由于这两列反射波的波谷与波峰叠加而成，选项B 不对.绿光的波长比黄光的短，干涉条纹间距比黄光 照射时小，选项C正确.由于同一水平线上的薄膜厚 度近似相同，所以干涉后能产生水平的明暗相间的 条纹，选项D不对.
2．衍射图样和干涉图样 在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗 相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图 样的是( ) A．a、c B．b、c C．a、d D．b、d
高中物理光的衍射优质PPT课件
中央条纹最亮，两边最暗
条纹清晰，亮度 基本相等
都有明暗相间的条纹，条纹都是光波
叠加时加强或削弱的结果
都是波特有的现象，表明光是一种波
典例分析
例4.关于光的衍射下列说法正确的是（ BC ）
× A ．是光在传播中绕过障碍物发生弯曲的现象
B ．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果
C ．为光的波动说提供了有力的证据
A ．雨后天空出现的绚丽的彩虹
折射
B ．阳光下肥皂膜上的彩色条纹
C ．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹
薄膜干涉
D ．眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹
衍射
E ．眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹
二、明显衍射的条件
光的明显衍射条件： 障碍物或孔的尺寸小于 波长或者和波长差不多。
点击观看
二、明显衍射的条件
红光a=0.4mm 红光a=0.8mm
一、对衍射图样的理解 点击观看
一、对衍射图样的理解
2.不同波长光的衍射图样：
单缝不变，波长越大，衍射越明显，
中央亮纹越宽。 3.白光的衍射图样:
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．
白光（白炽灯）的单缝衍射条纹
一、对衍射图样的理解
4.圆孔衍射：①孔较大时——屏上
直线传播
小孔成像
小孔衍射
无光
三、双缝干涉和单缝衍射条纹的区别
三、双缝干涉和单缝衍射条纹的区别
项目
名称
产生条件
不 条纹宽度 同 条纹间距 点
亮度
相 同
成因
点 意义
单缝衍射
双缝干涉
只要狭缝足够小，任何光 都能发生
条纹宽度不等，中央最宽
光的干涉和衍射 ppt课件
ppt课件
13
干涉法检查表面的平整程度：
ppt课件
14
光的干涉
薄膜干涉
增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚 度等于入射光的在薄膜中的波长的1/4时，从薄 膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半 个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量， 增强了透射光的能量，称为增透膜。
ppt课件
15
1、下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是 A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出 现暗条纹 D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏 之间的空间却没有干涉发生
ppt课件
36
防伪
• 利用光的衍射现象制作出来的全息衍射防伪标 记。由于防伪标记利用了全息摄像技术，所以 制作成本和难度都较高，能有力的保护消费者 不买到假冒伪劣商品。
干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。
白光的干涉图样：
ppt课件
11
光的干涉
薄膜干涉
让一束光经薄膜的两个表面反射 后，形成的两束反射光产生的干涉 现象叫薄膜干涉．
实验演示
ppt课件
12
请问（1）薄膜干涉中的相干光源来自于 哪里？
薄膜的前后两个反射面
（2）怎样观察才能看到干涉图样？
人与火焰同侧（入射光侧） 薄膜干涉在生产技术中的应用： 用干涉法检查表面是否平整 、增透膜
ppt课件
18
光的衍射
ppt课件
19
机械波的衍射
水波、声波都会发生衍射现象，它ppt们课件发生衍射的现象特征是什么？
20
光的衍射
光可以绕过障碍物继续传播的现象叫光的衍射
光的干涉和衍射课件
定量分析和研究衍射现象，并了解最小分辨角的概念。
应用和发展
光学仪器中的应用
探讨干涉和衍射在光学仪器中 的应用，如干涉仪、衍射光栅 和激光技术。
光的快速信号处理
了解干涉和衍射在光的快速信 号处理中的重要性和应用领域。
大规模光电集成技术
研究光电集成技术中干涉和衍 射的创新应用，如光子芯片和 光学通信。
光的干涉和衍射
光的干涉和衍射是光学中重要的现象，影响着现代科技的发展。本课件将介 绍干涉和衍射的基本概念和原理，以及它们在光学仪器和光电集成技术中的 应用。
介绍
光的干涉和衍射的基本概念
了解光的干涉和衍射是什么，以及它们是如何 发生的。
为什么会产生干涉和衍射现象
探索干涉和衍射现象产生的原因和背后的物理 学原理。
结论
1 本课程的主要内容回顾和总结
回顾本课程涵盖的主要内容，对光的干涉和衍射进行总结。
2 干涉和衍射在现代科技中的应用前景
展望干涉和衍射在现代科技中的应干涉
探索通过单色光引起的干涉现象，如条纹、等倾干涉和等厚干涉。
2 多色光的干涉
了解多色光在干涉中的表现，包括纵向色散和横向色散。
光的衍射
1
衍射的基本原理和公式
了解衍射现象的基本原理和数学公式，并将其应用于衍射实验。
2
衍射实验
探索如何进行衍射实验，观察衍射光的特性。
3
衍射光的性质
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钢针的衍射
圆孔衍射
13
圆屏衍射
衍射条纹特点
①中央亮纹宽而亮。 ②两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗。
14
不同缝宽的单缝衍射 不同波长的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
15
光的干涉条纹和衍射条纹的比较
16
7
薄膜干涉 由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成。
牛顿环
增透膜的厚度应该是绿光在 薄膜中波长的1/4。
8
用干涉法检查平面平整程度
左凹 右凸
9
实验：用双缝干涉测光的波长 x l
d
10
如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光 具座上放置的光学元件依次为①光源、② 滤光片 、 ③ 单缝 、④ 双缝 、⑤遮光筒、⑥光屏。对于 某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）的距离，可采 取增大双缝与光屏间的距离或 减少双缝间的距离 的 方法。
到第四条亮条纹之间的距离a=9.900mm,又知双缝间距
d=0.200mm，双缝到屏的距离L=1.000m，则对应的光波的
波长为 6.60×10－7
m。
白炽灯 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏
20
0
15
12
2、光的衍射
泊松亮斑
发生明显衍射的 条件：障碍物或 孔的尺寸比波长 小或跟波长差不 多。当障碍物或 孔的尺寸小于 0.5mm时，可观察 到明显的衍射现 象。
亮条纹 暗条纹
λ Δs = n •
（ n=0，1，2，3…）
Δs
=(n+)•
λ
（
n=0，1，2，3…）
• 相邻两条干涉条纹的间距
P2
P1
x l
d
激
S1
光
S2
P
挡板
屏5
S1 * S*
S2 *
单色光 入射
明纹 暗纹
明纹 暗纹 中央亮纹 暗纹 明纹 暗纹 明纹
干涉条纹的分布:条纹等距等宽。
6
红 光 、 蓝 光 、 白 光 干 涉 图 样
① ②③④
⑤
⑥
11
（I）在用双缝干涉测光的波长的实验中，所用实验装置
如图所示，调节分划板的位置，使分划板中心刻度线对
齐其中某条亮条纹（并将其记为第一条）的中心,如图所
示,此时螺旋测微器的读数为 1.182
mm;转动手
轮，使分划线向右侧移动到第四条亮纹的中心位置，读
出螺旋测微器的读数，并由两次读数算出第一条亮条纹
光学复习 光的干涉和衍射
S1 SS2双来自干涉单缝衍射1
高考考纲要求
光的干涉现象，双缝干涉，薄膜干涉。（Ⅰ） 双缝干涉的条纹间距与波长的关系。（Ⅰ） 光的衍射现象。（Ⅰ） 实验：用双缝干涉测光的波长。
2
3
1、光的干涉
干涉的条件：两列相干光源。
4
双缝干涉：
• 由同一光源发出的光经过两个细缝后形成两列光波 叠加时会产生干涉。