观察光的干涉现象和衍射现象(学生实验)
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P S2
光的干涉
双缝干涉
2、在双缝干涉实验中，光屏上 某点到双缝的路程差为半波长的偶 数倍时，该点出现亮条纹；光屏上 某点到双缝的路程差为半波长的奇 数倍时，该点出现暗条纹．
P1
S1
P S2
使用观察：白光干涉图样 红光
＋
红 700nm
……
蓝光
……
兰 470nm
白光 亮暗相间彩色条纹
L X = d
实验观察：薄膜干涉
1）现象：水平明暗相间条纹 ２）相干光的来源： 肥皂薄膜 前表面反射光波 与后 表面反射 光波相互叠加产生干涉
（一）观察光的干涉现象
• 实验目的：利用自制的双缝，观察 光的干涉条纹的间距随双缝的间隙、 光屏到缝的距离变化的情况。 • 实验器材：激光，自制的双缝屏， 光屏。 • 实验原理：当激光通过双缝时，被 分为振动情况相同的两束光，照射 到光屏上产生叠加形成光的干涉现 象。
圆屏衍射
（二）观察光的衍射现象
• 探究目的： • 利用自制的狭缝，观察光的衍射 条纹的间距随狭缝的宽度变化的 情况。 • 实验器材： • 激光，自制的双缝屏，光屏。 • 实验原理： • 当激光通过狭缝时，光离开直线 路径绕到障碍物阴影里去，形成 光的衍射现象。
百度文库
（二）观察光的衍射现象
• 实验步骤： • 1、自制狭缝。用两片中央有孔 的硬纸片夹着两刀片，如图所 示，形成一个可以调节缝宽的 狭缝； • 2、按图示方法，让激光束通过 自制的狭缝，观察在屏上出现 的现象； • 3、保持缝到光屏的距离不变， 调节狭缝的宽度，记录下观察 到的现象；
光的衍射
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．
光的衍射
发生明显衍射的条件
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
光的衍射
单缝衍射条纹的特征 1、中央亮纹宽而亮． 2、两侧条纹具有对称性，
（二）观察光的衍射现象
• 观察结果： • 。 • 实验结论： • 当保持狭缝到光屏的距离不 变，屏上明暗相间的条纹间 距随缝宽的减小而增大。
下次再见！
• 谢谢！
（一）观察光的干涉现象
• 观察结果：
• 实验结论： • 1、当保持双缝的间距不变，光屏 到缝的距离越大，屏上明暗相间的 条纹间距越大； • 2、保持光屏到缝的距离不变，双 缝的间距越小，屏上条纹的间距越 大。
光的衍射
光的干涉现象反映了光的波动性， 而波动性的另一特征是波的衍射现 象，光是否具有衍射现象呢？如果 有衍射现象，为什么在日常生活中 我们没有观察到光的衍射现象呢？ 水波、声波都会 发生衍射现象， 它们发生衍射的 现象特征是什么？
S1
暗条纹
S2
出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹
s 2 n
2 （ n=0，1，2，3…）
n=0：0级亮条纹（中央亮条纹） n=1：1级亮条纹 n=2：2级亮条纹
出现亮条纹和暗条纹的条件
暗条纹
s 2n 1
（ 2 n=0，1，2，3…） n=1：2级暗条纹
n=0：1级暗条纹 n=2：3级暗条纹
光的衍射
1、 孔较大时—— 屏上出现清晰的光斑
光的衍射
A S
B
2、 孔较小时——屏上 出现衍射花样
光的衍射
不只是狭缝和圆孔，各种不 同形状的物体都能使光发生衍射， 以至使影的轮廓模糊不清，其原 因是光通过物体的边缘而发生衍 射的结果．历史上曾有一个著名 的衍射图样——泊松亮斑．
钢针的衍射
圆孔衍射
（一）观察光的干涉现象
• 实验步骤： • 1、自制双缝屏。将两片刀片合在一起， 在涂有墨汁的玻璃片上划出很小的间隙 （约0.1mm）的双缝。在两刀片间夹上 纸片，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同 间隙的双缝； • 2、按图示方法，让激光束通过自制的 双缝，观察在屏上出现的现象； • 3、换下不同间隙的双缝，保持缝到光 屏的距离不变，记录下观察到的现象； • 4、保持双缝的间距不变，改变光屏到 缝的距离，记录下观察到的现象；
亮纹较窄、较暗．
光的衍射
观察下列衍射图样
不同缝宽的单缝衍射
光的衍射
观察下列衍射图样
不同色光的单缝衍射
光的衍射
单缝衍射规律 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，光波波长大 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 中央亮条纹为白色，两侧为彩 色条纹，且外侧呈红色，内侧 为紫色．
观察光的干涉现象和衍射现象 （学生实验）
1、观察光的干涉 2、观察光的衍射
科学简史
英国医生和物理学家。 对物理学的贡献，除了提出 “能”的概念（1807年）和 杨氏弹性系数之外，最大的 成就就是1801提出光的干涉 理论。
杨氏双缝干涉
杨氏双缝实验
将同一光源发 出的光(频率相 同)通过一个狭 缝（振动方向 一致）
S*
S1 *
像
再通过一与 单缝平行的 双缝（相干 光源）
S2 *
双 缝 屏
屏
光的干涉
双缝干涉
屏上看到明暗相间的条纹
束激 光 缝双
屏
结 论: 光 是 一 种 波
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1
亮条纹
亮条纹
S2
出现亮条纹的条件
亮条纹
s 2 n
2
（ n=0，1，2，3…）
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
双缝干涉图样
单 色 激 光 束 双缝
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线
S1
亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
S2
屏
图样有何特征？ 明暗相间 等间距 中央亮条纹
光的干涉
1、两个独立的光源发 出的光不是相干光，双缝干 涉的装置使一束光通过双缝 后变为两束相干光，在光屏 上形成稳定的干涉条纹．
P1
双缝干涉
S1
光的干涉
双缝干涉
2、在双缝干涉实验中，光屏上 某点到双缝的路程差为半波长的偶 数倍时，该点出现亮条纹；光屏上 某点到双缝的路程差为半波长的奇 数倍时，该点出现暗条纹．
P1
S1
P S2
使用观察：白光干涉图样 红光
＋
红 700nm
……
蓝光
……
兰 470nm
白光 亮暗相间彩色条纹
L X = d
实验观察：薄膜干涉
1）现象：水平明暗相间条纹 ２）相干光的来源： 肥皂薄膜 前表面反射光波 与后 表面反射 光波相互叠加产生干涉
（一）观察光的干涉现象
• 实验目的：利用自制的双缝，观察 光的干涉条纹的间距随双缝的间隙、 光屏到缝的距离变化的情况。 • 实验器材：激光，自制的双缝屏， 光屏。 • 实验原理：当激光通过双缝时，被 分为振动情况相同的两束光，照射 到光屏上产生叠加形成光的干涉现 象。
圆屏衍射
（二）观察光的衍射现象
• 探究目的： • 利用自制的狭缝，观察光的衍射 条纹的间距随狭缝的宽度变化的 情况。 • 实验器材： • 激光，自制的双缝屏，光屏。 • 实验原理： • 当激光通过狭缝时，光离开直线 路径绕到障碍物阴影里去，形成 光的衍射现象。
百度文库
（二）观察光的衍射现象
• 实验步骤： • 1、自制狭缝。用两片中央有孔 的硬纸片夹着两刀片，如图所 示，形成一个可以调节缝宽的 狭缝； • 2、按图示方法，让激光束通过 自制的狭缝，观察在屏上出现 的现象； • 3、保持缝到光屏的距离不变， 调节狭缝的宽度，记录下观察 到的现象；
光的衍射
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．
光的衍射
发生明显衍射的条件
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
光的衍射
单缝衍射条纹的特征 1、中央亮纹宽而亮． 2、两侧条纹具有对称性，
（二）观察光的衍射现象
• 观察结果： • 。 • 实验结论： • 当保持狭缝到光屏的距离不 变，屏上明暗相间的条纹间 距随缝宽的减小而增大。
下次再见！
• 谢谢！
（一）观察光的干涉现象
• 观察结果：
• 实验结论： • 1、当保持双缝的间距不变，光屏 到缝的距离越大，屏上明暗相间的 条纹间距越大； • 2、保持光屏到缝的距离不变，双 缝的间距越小，屏上条纹的间距越 大。
光的衍射
光的干涉现象反映了光的波动性， 而波动性的另一特征是波的衍射现 象，光是否具有衍射现象呢？如果 有衍射现象，为什么在日常生活中 我们没有观察到光的衍射现象呢？ 水波、声波都会 发生衍射现象， 它们发生衍射的 现象特征是什么？
S1
暗条纹
S2
出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹
s 2 n
2 （ n=0，1，2，3…）
n=0：0级亮条纹（中央亮条纹） n=1：1级亮条纹 n=2：2级亮条纹
出现亮条纹和暗条纹的条件
暗条纹
s 2n 1
（ 2 n=0，1，2，3…） n=1：2级暗条纹
n=0：1级暗条纹 n=2：3级暗条纹
光的衍射
1、 孔较大时—— 屏上出现清晰的光斑
光的衍射
A S
B
2、 孔较小时——屏上 出现衍射花样
光的衍射
不只是狭缝和圆孔，各种不 同形状的物体都能使光发生衍射， 以至使影的轮廓模糊不清，其原 因是光通过物体的边缘而发生衍 射的结果．历史上曾有一个著名 的衍射图样——泊松亮斑．
钢针的衍射
圆孔衍射
（一）观察光的干涉现象
• 实验步骤： • 1、自制双缝屏。将两片刀片合在一起， 在涂有墨汁的玻璃片上划出很小的间隙 （约0.1mm）的双缝。在两刀片间夹上 纸片，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同 间隙的双缝； • 2、按图示方法，让激光束通过自制的 双缝，观察在屏上出现的现象； • 3、换下不同间隙的双缝，保持缝到光 屏的距离不变，记录下观察到的现象； • 4、保持双缝的间距不变，改变光屏到 缝的距离，记录下观察到的现象；
亮纹较窄、较暗．
光的衍射
观察下列衍射图样
不同缝宽的单缝衍射
光的衍射
观察下列衍射图样
不同色光的单缝衍射
光的衍射
单缝衍射规律 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，光波波长大 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 中央亮条纹为白色，两侧为彩 色条纹，且外侧呈红色，内侧 为紫色．
观察光的干涉现象和衍射现象 （学生实验）
1、观察光的干涉 2、观察光的衍射
科学简史
英国医生和物理学家。 对物理学的贡献，除了提出 “能”的概念（1807年）和 杨氏弹性系数之外，最大的 成就就是1801提出光的干涉 理论。
杨氏双缝干涉
杨氏双缝实验
将同一光源发 出的光(频率相 同)通过一个狭 缝（振动方向 一致）
S*
S1 *
像
再通过一与 单缝平行的 双缝（相干 光源）
S2 *
双 缝 屏
屏
光的干涉
双缝干涉
屏上看到明暗相间的条纹
束激 光 缝双
屏
结 论: 光 是 一 种 波
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1
亮条纹
亮条纹
S2
出现亮条纹的条件
亮条纹
s 2 n
2
（ n=0，1，2，3…）
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
双缝干涉图样
单 色 激 光 束 双缝
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线
S1
亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
S2
屏
图样有何特征？ 明暗相间 等间距 中央亮条纹
光的干涉
1、两个独立的光源发 出的光不是相干光，双缝干 涉的装置使一束光通过双缝 后变为两束相干光，在光屏 上形成稳定的干涉条纹．
P1
双缝干涉
S1