人教版高中物理选修3-4课件13.3《光的干涉》

＝r2 r1＝ k，k 0,1, 2,
＝r2

r1＝
2k＋1

2
，k

0,1, 2,
一、杨氏干涉实验
干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然 会观察到光的干涉现象。
1801年英国物理学家托马斯·扬在实验 室里成功地观察到了光的干涉现象。
托17马73斯~1·82杨9
A．向上移动 B．不动 C．向下移动 D．可能向上移动，也有可能向下移动
1．杨氏干涉实验 ①光的干涉条件: 相干光 ②干涉图样的特点
2．产生明暗条纹的条件 ①亮纹：光程差 δ = kλ ②暗纹：光程差 δ =（2k+1)λ/2
思考3：为什么有的地方亮一 些有些地方暗一些？请用我们 所学的波动知识来解释。
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。
讨论：亮纹和暗纹为什么相间（依次出现）呢？
P2
P1
P
P1 P2
S1
S2
d
P
P1S2－P1S1= d 光程差
S1 P
S1
S2 d
P
S2
S2
P
PS2
光程差d=0，S1、S2步调一致，该点振动加强。（亮）
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1．观察光的干涉现象。 2．知道决定干涉条纹间距的条件，认识出现亮条纹和
暗条纹的位置特点。
本节主要讲杨氏双缝干涉实验和决定条纹间距的条件，重点 是后者。注意回顾和应用机械波干涉的相关知识，分析光屏上 明暗条纹的分布规律。这种分析是学生可以理解的，因为干涉 现象的本质是波的叠加。同时可以使学生对于干涉现象的物理 过程有更具体的了解，进一步加深学生对光的波动性的认识。
* S2
明条纹还是暗条纹？ Q1S2－Q1S1=？
由于l远大于d，l远大于x。
r2 r1


x
d 2
dL
条纹中心的位置：
x k L
d
x (2k 1) L
2d
明纹
(其中K=0,1,2,3……） 暗纹
1.如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P处为第二亮条纹， 改用频率较高的单色光重做实验，其他条件不变时，则第二亮
1．光屏上出现等宽度、等间距的明暗条纹。 2．波峰与波峰、波谷与波谷叠加的区域振动最强，即出 现明条纹。波峰与波谷叠加的区域振动最弱，即出现暗 条纹。
＝r2 r1＝ k，k 0,1, 2, ,明条纹
＝r2

r1＝
2k＋1

2
，k

0,1, 2,
,暗条纹
二、决定条纹间距的条件
光程差： s L1 L2
条纹的位置 ( C )
A．仍在P处 B．在P点的上方 C．在P点的下方
P
2
1
0
1
2
D．将不存在亮条纹
2．在杨氏干涉实验中，从两个狭缝到达像屏上的某点的光走 过的路程相等，该点即为中央亮条纹的位置（即 n=0 对应的那 条亮条纹），双缝屏上有上下两条狭缝，如果在双缝屏后用一
块极薄的透明玻璃片遮盖下方的缝隙，则中央亮条纹将（ C ）
P1
S1
P
S2
l
亮纹 s 2n n=0、1、2、3……
2 暗纹 s (2n 1) n=0、1、2、3……
2
思考1：下图中P点为明条纹还是暗条纹？
思考2：设单色光的波长为λ，若P1为靠近
中央最近的明条纹，则：P1S2－P1S1=？
Q2
S1
P1
*
Q1
S
P
思考3：若Q1为PP1的中点，则Q1是
光的干涉现象在日常生活中比较少见，学生对干涉现象的认 识完全依赖于实验，因此，成功地做好用氢氖激光器演示光的 双缝干涉实验，是学生正确理解本节知识的关键。
根据图Biblioteka Baidu思考问题
1．两列机械波（如声波、水波）发生干涉的条件是什么？ 2．如何获得两列相干的机械波？ 3．两列波干涉时，振动最强的点和振动最弱的点条件是什么？
S1 S2 d
P1 P
S1
P1
S2
d =λ/2
S1
P1
P1S1
d
S2
P1S2
P1
光程差d= λ/2 ，S1、S2在P1处步调相反，该点振动减弱。(暗）
S1
P2
S1
P2
P S2 d
S2
d =λ
S1
P2
P1S1
d
S2
P2
P1S2
光程差d= λ ，S1、S2在P2处步调一致，该点振动加强。(亮）
实验现象：
一、杨氏干涉实验
思考1：如果我们先假设光是一种波，那么按照我们所学的 波动知识，光要发生干涉现象需要满足什么条件？
（频率相同）
思考2：有没有什么方法可以获得相干光—频率相同的光呢？
巧妙解决了相干光问题
单缝
双缝
屏幕
光
s1
束
s0
s2
红滤色片 (激光)
实验装置
实验演示：
现象：出现亮暗相间条纹。
用氦氖激光器演示光 的双缝干涉