第八章 光的干涉
高中物理光的干涉知识点总结
高中物理光的干涉知识点总结
光的干涉是光学中的一个重要概念,涉及到干涉现象的原理、种类、特征和应用等方面。
以下是高中物理光的干涉知识点总结:
1. 光的干涉原理
干涉原理是指两个或多个相干光源发出的光在某些情况下会发
生干涉现象。
干涉现象是由光的相干性引起的,当两个或多个光源发出的光相互接近时,它们就会干涉在一起,形成干涉条纹。
2. 干涉条纹的种类
干涉条纹的种类有:干涉衍射条纹、干涉屏散条纹、干涉筛法条纹、干涉干涉条纹等。
其中,干涉衍射条纹是最为普遍的干涉条纹类型,它是由于干涉仪本身的结构所引起的。
3. 干涉仪
干涉仪是一种利用干涉原理进行实验的工具,常见的干涉仪有干涉仪、单色干涉仪、干涉显微镜等。
干涉仪可以用来测量光的波长、频率、相位等参数,从而实现对光的深入探究。
4. 干涉条纹的特征
干涉条纹的特征包括:
- 干涉条纹具有重复性:相同频率的光在一起会产生干涉条纹,
不同频率的光在一起也会产生干涉条纹,条纹的频率会重复。
- 干涉条纹具有干涉斑:当光源不同的时候,产生的干涉斑大小
不同,干涉条纹的形态也不同。
- 干涉条纹具有随机性:干涉条纹的形态和位置取决于光源的位
置和时间。
5. 干涉的应用
干涉现象在科学研究和实际应用中有着广泛的应用,例如: - 利用干涉现象测量光的频率和波长
- 利用干涉现象分析光的干涉和衍射现象
- 利用干涉现象制作光纤通信和光学传感器等。
《光的干涉》 讲义
《光的干涉》讲义一、光的本质在探讨光的干涉现象之前，我们先来了解一下光的本质。
光，一直以来都是物理学中一个令人着迷的研究对象。
长期以来，对于光究竟是粒子还是波，科学家们展开了激烈的争论。
牛顿认为光是由微小的粒子组成的，这种观点在一定时期内占据了主导地位。
然而，随着科学的发展，越来越多的实验现象表明，光具有波动性。
例如，光的衍射现象就无法用粒子说很好地解释，而用波动说则能得到合理的解释。
光具有波动性的一个重要证据是光的干涉。
二、光的干涉现象当两列或多列光波在空间相遇时，它们会相互叠加，在某些区域加强，在某些区域减弱，形成明暗相间的条纹，这就是光的干涉现象。
最典型的光的干涉实验是杨氏双缝干涉实验。
在这个实验中，一束光通过两个相距很近的狭缝，在后面的屏幕上形成了明暗相间的条纹。
还有一种常见的干涉现象是薄膜干涉。
比如，我们日常生活中看到的肥皂泡表面的彩色条纹，就是薄膜干涉的结果。
三、光的干涉条件要产生光的干涉现象，需要满足一定的条件。
首先，参与干涉的光波必须频率相同。
如果光波的频率不同，它们叠加时不会形成稳定的干涉条纹。
其次，光波的振动方向必须相同或者有固定的夹角。
最后，光波的相位差必须保持恒定。
只有同时满足这些条件，才能观察到明显的干涉现象。
四、杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是证明光的波动性的经典实验之一。
实验装置非常简单，在一个遮光板上开两个相距很近的狭缝，然后让一束单色光通过这两个狭缝。
在屏幕上，我们会看到一系列明暗相间的条纹。
这些条纹的间距与光的波长、双缝间距以及双缝到屏幕的距离有关。
通过对条纹间距的测量和计算，可以精确地确定光的波长。
五、光的干涉的应用光的干涉在科学和技术领域有着广泛的应用。
在光学测量方面，利用干涉原理可以精确测量长度、厚度、微小位移等物理量。
在光学检测中，可以检测光学元件表面的平整度和粗糙度。
在激光技术中，干涉现象也起着重要的作用，例如用于制造稳定的激光腔。
六、干涉条纹的计算对于杨氏双缝干涉实验，条纹间距可以通过公式计算得出。
光的干涉》教案新人教选修
《光的干涉》教案-新人教选修第一章：光的干涉现象1.1 教学目标1. 了解干涉现象的定义和特点；2. 掌握干涉现象的产生条件；3. 理解双缝干涉和单缝衍射的区别与联系。
1.2 教学内容1. 干涉现象的定义和特点；2. 干涉现象的产生条件；3. 双缝干涉和单缝衍射的原理及现象。
1.3 教学方法采用多媒体演示和实验观察相结合的方式，让学生直观地理解干涉现象。
1.4 教学步骤1. 引入干涉现象的概念，展示相关图片或视频；2. 讲解干涉现象的产生条件，引导学生思考；3. 通过实验演示双缝干涉和单缝衍射现象，让学生观察并记录结果；4. 分析双缝干涉和单缝衍射的原理，引导学生进行对比总结。
1.5 课后作业1. 复习干涉现象的定义和特点；2. 思考干涉现象在实际应用中的例子。
第二章：双缝干涉实验2.1 教学目标1. 掌握双缝干涉实验的原理；2. 学会调节实验装置，进行双缝干涉实验；3. 能够解释双缝干涉条纹的间距与波长的关系。
2.2 教学内容1. 双缝干涉实验的原理；2. 双缝干涉实验的操作步骤；3. 双缝干涉条纹的间距与波长的关系。
2.3 教学方法通过实验演示和数据分析，让学生深入理解双缝干涉实验的原理和结果。
2.4 教学步骤1. 复习双缝干涉实验的原理，展示相关图片或视频；2. 指导学生操作实验装置，进行双缝干涉实验；3. 引导学生观察并记录双缝干涉条纹的间距；4. 分析双缝干涉条纹的间距与波长的关系，引导学生进行数据处理和总结。
2.5 课后作业1. 复习双缝干涉实验的原理和操作步骤；2. 思考双缝干涉条纹的间距与波长的关系在实际应用中的例子。
第三章：单缝衍射实验3.1 教学目标1. 掌握单缝衍射实验的原理；2. 学会调节实验装置，进行单缝衍射实验；3. 能够解释单缝衍射条纹的形状和宽度。
3.2 教学内容1. 单缝衍射实验的原理；2. 单缝衍射实验的操作步骤；3. 单缝衍射条纹的形状和宽度。
3.3 教学方法通过实验演示和数据分析，让学生深入理解单缝衍射实验的原理和结果。
光的干涉
r1
S1 d
第一亮纹
o S2
r2 λ L
∆x
零级亮纹
解：
r22 = L2 +（∆x + d）2 r12 = L2 +（∆x − d ）2 2 2 两式相减 r12 − r22=（r2 −r1）（ r2 + r1 ）=2d ∆x
所以，r2+r1≈2L 又：r2 −r1=λ
（1）
由于 L>> d，且L >> ∆x
橙
黄
620～600
600～580
4.8～5.0
5.0～5.2
蓝－靛
紫
490～450
450～400
6.1～6.7
6.7～7.5
例
从点光源L发出的白光,经过透镜后成一平行光束, 垂直照射到挡光板P上,板上开有两条靠得很近的平 行狭缝S1、S2,如图所示.在屏Q上可看到干涉条纹. 图中O点是屏Q上与两狭缝等距离的一点,则 A.干涉条纹是黑白的, O是亮点 B.干涉条纹是黑白的, O是暗点 C.干涉条纹是彩色的, O是亮点 D.干涉条纹是彩色的, O是暗点
猜测：如果光是直进的，屏上是两条 亮纹；如果光是一种波，可观察到明 暗相间的干涉条纹。 看动画电影
我们可以亲自 看到干涉条纹 吗？
现象!
屏上看到明暗相间的条纹
思考：屏上出现亮纹和 暗纹的条件是什么?
二．认识干涉条纹的特征并解释．
看动画2,3
出现明暗相间条纹的条件
S1
暗条纹
S2
半波长的奇数倍
出现明暗相间条纹的条件
（C）
C=λcf V=λf
n=C/V
四．理解薄膜干涉及其干涉条纹 如何产生？
光的干涉(法布里波罗干涉仪)
透射光强分布曲线 I =
透射光强
I0 1+ 4r
2 2 2
IT
I0
(1− r )
sin
2
∆ ϕ 2
.
r2 = 0.87
0
π
2 π
3 π
∆ ϕ
一. 结构和原理
d
平 单 色 扩 展 光 源 焦
L 1
L2
面
P
屏 幕
− f1
′ f2
(d固定时为法布里 珀罗标准具 (d固定时为法布里—珀罗标准具) 固定时为法布里 珀罗标准具) 两平板玻璃内表面镀高反膜, 两平板玻璃内表面镀高反膜, 外表面略倾斜 为什么？ (为什么？).
光强公式(证明见附录1.5 1.5二. 光强公式(证明见附录1.5-1.6)
P点的光振动为多束光振动（1、2、3…）在 点的光振动为多束光振动（ ） 点的叠加，用数学式表示： P点的叠加，用数学式表示：
EP = E1 +E2 +L
用复振幅表示Ｅ1、E2…光振动． 光振动． 用复振幅表示Ｅ 光振动
% = A i(−kr+ϕ0 ). E e
2 A ( −r2)2 1 = 1+ r4 −2r2 cos∆ ϕ 2 A ( −r2)2 1 = ( −r2)2 + 2r2( −cos∆ ) 1 1 ϕ 2 A 2 = 2R( −cos∆ ) ( R = r ) 1 ϕ 1+ 2 ( − R) 1
IT =
4R ϕ 2 ∆ 1+ sin ( ) 2 (1− R) 2
设 1 的复振幅为
~ ′ei⋅0, E = Att 1
由于相邻两光束的光程差为
δ = 2n2d cosi2 ← 薄膜干涉结论
《光的干涉》 讲义
《光的干涉》讲义在我们生活的这个奇妙世界里，光无处不在。
从照亮我们前行道路的路灯，到让我们欣赏到美丽色彩的彩虹，光以其独特的方式展现着它的魅力。
而在光学的众多现象中，光的干涉是一个非常重要且有趣的现象。
那么，什么是光的干涉呢？简单来说，光的干涉是指两束或多束光在相遇时相互叠加，导致某些区域的光强度增强，而某些区域的光强度减弱的现象。
这种现象就好像两列水波相遇时会发生的情况一样。
要理解光的干涉，首先我们得了解一下光的本质。
在很长一段时间里，人们对于光的本质存在着不同的看法。
一种观点认为光是一种粒子，而另一种观点则认为光是一种波。
经过大量的实验和研究，现在我们知道光具有波粒二象性，在某些情况下表现出粒子的特性，而在另一些情况下则表现出波的特性。
而光的干涉现象，正是光的波动性的有力证明。
光的干涉现象可以通过一些经典的实验来观察。
其中最著名的实验之一就是杨氏双缝干涉实验。
在这个实验中，一束光通过一个有两条狭缝的挡板，然后在后面的屏幕上形成了一系列明暗相间的条纹。
这些条纹的出现，正是因为从两条狭缝出来的光发生了干涉。
我们来具体分析一下这个实验。
假设从两条狭缝出来的光的波长相同、频率相同、相位相同，那么当它们在屏幕上相遇时，如果两束光的波峰与波峰相遇，或者波谷与波谷相遇，就会发生相长干涉，使得光的强度增强，从而在屏幕上形成亮条纹；而如果一束光的波峰与另一束光的波谷相遇，就会发生相消干涉，使得光的强度减弱，从而在屏幕上形成暗条纹。
光的干涉在实际生活中有着广泛的应用。
比如说，在光学精密测量中，利用干涉原理可以精确地测量长度、厚度等物理量。
例如，迈克尔逊干涉仪就是一种基于光的干涉原理的精密测量仪器，它可以用来测量微小的长度变化。
在薄膜干涉方面，我们也能经常观察到光的干涉现象。
比如，当我们对着肥皂泡或者油膜表面观察时，常常能看到五彩斑斓的颜色。
这是因为薄膜的上下表面反射的光发生了干涉，不同波长的光在不同的厚度处发生相长干涉或相消干涉，从而使得我们看到了不同的颜色。
《光的干涉》 讲义
《光的干涉》讲义在我们的日常生活中，光无处不在，它照亮了我们的世界，让我们能够看到周围的一切。
然而，光的奥秘远不止我们所看到的那么简单。
其中，光的干涉现象就是一个令人着迷的领域。
什么是光的干涉呢？简单来说，就是两列或多列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终减弱，从而形成稳定的强弱分布的现象。
要理解光的干涉，我们首先得了解一下光的本质。
在很长一段时间里，人们对于光的本质存在着争论。
直到近代，科学家们逐渐认识到光具有波粒二象性。
在光的干涉现象中，我们主要考虑光的波动性。
光的干涉有两种常见的类型，分别是双缝干涉和薄膜干涉。
先来说说双缝干涉。
托马斯·杨在 1801 年进行了著名的双缝干涉实验。
实验装置很简单，就是在一块遮光板上开两条相距很近的狭缝，然后让一束单色光通过这两条狭缝，在后面的屏幕上就会出现明暗相间的条纹。
为什么会出现这样的条纹呢？这是因为从两条狭缝出来的光就像是两个波源，它们发出的光波在空间相遇并叠加。
当两列光波的波峰与波峰相遇，或者波谷与波谷相遇时，就会相互加强，形成亮条纹；而当波峰与波谷相遇时，就会相互抵消，形成暗条纹。
通过双缝干涉实验，我们可以得出一些重要的结论。
比如，相邻两个亮条纹或暗条纹之间的距离与光的波长、双缝之间的距离以及双缝到屏幕的距离都有关系。
这为我们测量光的波长提供了一种有效的方法。
接下来再谈谈薄膜干涉。
生活中我们常见的肥皂泡、水面上的油膜在阳光的照射下会呈现出五彩斑斓的颜色，这就是薄膜干涉的现象。
薄膜干涉的原理是由于薄膜的上下表面反射的光波相互叠加而产生的。
当一束光照射到薄膜上时，一部分光会在薄膜的上表面反射，另一部分光会穿过薄膜，在下表面反射后再穿出薄膜。
这两束反射光的光程差会随着薄膜的厚度和入射光的角度而变化。
当光程差恰好为波长的整数倍时，就会出现加强，形成亮条纹；当光程差为半波长的奇数倍时，就会出现减弱，形成暗条纹。
薄膜干涉在实际中有很多应用。
光的干涉-精品文档
02
光的干涉条件
相干光条件
同一波源
01
干涉光必须来自同一波源，这样波源的相干性会影响干涉条纹
的质量。
频率相同
02
来自同一波源的光线必须具有相同的频率，否则它们将无法产
生干涉。
相位差恒定
03
来自同一波源的光线必须具有恒定的相位差，这意味着它们的
振动方向必须相同。
干涉条纹条件
稳定的干涉条纹
为了获得清晰的干涉条纹，需要 确保光线经过的路程差是恒定的 ，这意味着需要使用稳定的实验 装置和精确的控制光源。
相间的干涉条纹。
应用
分振幅干涉在光学实验、光学测 量等领域也有着广泛的应用，如 测量光学表面的形状、光学元件
的精度等。
迈克尔逊干涉仪
01
定义
迈克尔逊干涉仪是一种利用分振幅干涉原理测量光学表面形状和光学元
件精度的干涉仪。
02 03
原理
迈克尔逊干涉仪通过将一束光波分成两束相干光波，分别经过反射镜后 再次相遇，形成明暗相间的干涉条纹。通过测量干涉条纹的变化，可以 推算出光学表面的形状和光学元件的精度。
光线的平行性
为了使干涉条纹更加明显，需要确 保光线具有平行性，这可以通过使 用聚焦透镜或高亮度的光源来实现 。
03
光的干涉类型
分波面干涉
定义
应用
分波面干涉是指两束或多束相干光波 在空间某一点叠加时，形成明暗相间 的干涉条纹的现象。
分波面干涉在光学实验、光学测量等 领域有着广泛的应用，如测量光学表 面的形状、光学元件的精度等。
全息干涉实验
实验原理
全息干涉实验是一种利用全息技术实现的干涉实验，通过 将一束光分成两束相干光波，然后在全息底片上记录它们 之间的干涉图样。
基础物理学光的干涉(ppt)
（1） 2k
I 4I0 干涉极大；
（2） (2k1) I 0 干涉极小；
（3） 为其他值时，光强介于0 ~ 4I0之间。
7.1.2 光程差
S1
在折射率n介质中传播几 n1
何路程为r，相位变化为
2nr2L
n2
S2
r1
P
r2
L = nr 是光程。
S1和S2发出光束，在折射率为n1和n2媒质中
传播，在P点相遇。当初相相同时，相位差为
基础物理学光的干 涉(ppt)
2020/12/30
吉林大学 物理教学中心
7.1 光的相干性
7.1.1 光的干涉 相干条件
一、光矢量 可见光：400～760nm 光是电磁波，电场强度矢量 称E为光矢量。 产生感光和生理作用主要是电矢量。
二、光的干涉现象 满足条件若干束光波的相遇区域里，有些点
振动始终加强（亮条纹），有些点振动始终减弱 （暗条纹），称为干涉现象。
三、相干条件 相干条件1：只有平行振动分量间才能发生干涉。 相干条件2：频率相同光波之间才能发生干涉。
相干条件3：相位差恒定光波之间才能发生干涉。
四、相干强度
满足相干条件时，两相干光光强为
I I1 I2 2I1 I2c o sΔ (7 .1 )
相位差 Δ(12)2π(r1r2)
若 I1I2I0 I 2 I 0 (1 c o s ) 4 I 0 c o s 22 (7 .2 )
由透射光加强条件
2n2e
2
k
e
n2
4n2
=1.38 n3 =1.55
(2k 1)
注意：也可以利用反射减弱条件
照相 机镜 头是 蓝紫 色
(7 .1 2 )
《光的干涉实验》课件
优点：提高透光率，降低反射率，提高显示效果和能源利用效率
制作方法：通过真空镀膜、离子注入等方法在玻璃、塑料等基材上形 成薄膜
发展趋势：随着科技的发展，增透膜的应用领域将越来越广泛，性能 也将
偏振片的种类：线偏振片、圆 偏振片、椭圆偏振片等
度有关
干涉条纹颜色： 不同颜色的光 在薄膜上产生 不同的干涉条 纹，颜色与光
的波长有关
干涉条纹位置： 干涉条纹的位 置与薄膜的厚 度和光的入射
角度有关
干涉条纹变化： 当薄膜厚度或 入射角度发生 变化时，干涉 条纹会发生相
应的变化。
原理：利用光的干涉原理，使光线在薄膜中传播时发生干涉，从而提 高透光率
光源：单色光源， 如激光
双缝：两个平行的 狭缝，间距为波长 /2
观察屏：用于观察 干涉条纹
测量装置：用于测 量干涉条纹的间距 和亮度
准备观察屏：放置在双缝后 面，用于观察干涉条纹
准备双缝：制作两个平行的 狭缝，间距为λ/2
准备光源：选择合适的光源， 如激光器
调整光源：调整光源的强度 和方向，使光束通过双缝
观察干涉条纹：观察观察屏上 的干涉条纹，记录条纹的间距
和亮度
分析结果：根据干涉条纹的间 距和亮度，分析光的干涉现象
干涉条纹：出现明暗相间的条纹，表明光 具有波动性
干涉条纹间距：与双缝间距、光波长有关
干涉条纹亮度：与光强、双缝间距、光波 长有关
干涉条纹位置：与双缝间距、光波长有关 干涉条纹形状：与双缝间距、光波长有关 干涉条纹颜色：与光波长有关
薄膜干涉：光在薄膜上下表面反射形成的干涉现象 双缝干涉：光通过两个狭缝形成的干涉现象 迈克尔逊干涉仪：利用分光镜和反射镜形成的干涉现象 菲涅尔干涉仪：利用半透半反射镜形成的干涉现象
大学物理 8章作业 and answers
第八章 波 动 光 学(一) 光的干涉一. 选择题1. 波长为λ的单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜的厚度为e，且，则两束反射光的光程差为(A)(B)(C) (D)2. 如图示，波长为λ的单色光，垂直入射到双缝，若P 点是在中央明纹上方第二次出现的明纹，则光程差为(A) 0 (B) λ (C) 3λ /2 (D) 2 λNote: P 点是在中央明纹上方第二次出现的明纹，所以k=2 3. 在双缝干涉实验中，屏幕上的P 点处是明条纹，若将缝盖住，并在连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M ，如图示，则此时(A) P 点处仍为明条纹 (B) P 点处为暗条纹(C) 不能确定P 点处是明条纹还是暗条纹 (D) 无干涉条纹Note:注意出现了半波损失4. 双缝干涉中，若使屏上干涉条纹间距变大，可以采取 (A) 使屏更靠近双缝 (B) 使两缝间距变小(C) 把两个缝的宽度稍稍调窄 (D) 用波长更短的单色光入射Note:干涉条纹间距Ddλ=5. 波长为λ的单色光垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，薄膜放在空气中，要使反射光干涉加强，薄膜厚度至少为(A) λ /2 (B) λ /2n (C) λ /4 (D) λ /4n Note: 2nd+λ /2=k λ (k=1,2,3,,,)6. 两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢向上平移，则干涉条纹(A) 向棱边方向平移，条纹间距变小 (B) 向棱边方向平移，条纹间距变大 (C) 向棱边方向平移，条纹间距不变 (D) 向远离棱边方向平移，条纹间距不变 (E) 向远离棱边方向平移，条纹间距变小 Note: 牢记如下规律：1. 厚度增大，角度不变则条纹向着劈尖处（也就是棱边）平移，条纹间距不变；2. 厚度减小，角度不变则条纹向远离劈尖处（也就是棱边）平移，条纹间距不变；3. 角度增大，条纹向着劈尖处（也就是棱边）平移，同时条纹间距变小；4. 角度减小，条纹向远离着劈尖处（也就是棱边）平移，同时条纹间距变大，详见PPT 第八章，page 677. 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，再反射光中看到干涉条纹，则在接触点处形成的圆斑为(A) 全明 (B) 全暗(C) 右半边明，左半边暗 (D) 右半边暗，左半边明8. 在迈克耳逊干涉仪的一条光路中放入折射率为n 的透明薄膜后，观察到条纹移动6条，则薄膜的厚度是(A) 3λ (B) 3λ /n()2sin 2l n n λλθθ∆=≈间距(C) 3λ /(n -1) (D) 6λ /nNote: 2d(n-1)=6λ 二. 填空题9. 有两种获得相干光的基本方法，它们是__________________和___________________.（ 分波面法 ；分振幅法 ）10. 两同相位相干点光源、，发出波长为λ的光，A 是它们连线中垂线上的一点，在与A 间插入厚度为e 折射率为n 的薄玻璃片，两光源发出的光到达A 点时光程差为______________，相位差为____________________.；11. 杨氏双缝干涉实验中，双缝间距为d ，屏距双缝的间距为D （D >>d ），测得中央明条纹与第三级明条纹间距为x ，则入射光的波长为_____________________.Note 相邻干涉条纹间距 ，中央明条纹与第三级明条纹间距x =12. 一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1mm ，若将整个装置放入水中，干涉条纹的间距变为______ 3/4 ___________mm .（设水的折射率为4/3）13. 波长为λ的单色光垂直照射到两块平玻璃片构成的劈尖上，测得相邻明条纹间距为l ，若将劈尖夹角增大至原来的2倍，间距变为__________________.Note:14. 用λ=600nm 的平行单色光垂直照射空气牛顿环装置时，第四级暗环对应的空气膜厚度为______1.2 ________µm .Note:2d+λ /2=（2k+1）λ /2，这里k=0,1,2,3,4,，，第四级暗环k=4，所以d=2λ=1200nm三. 计算题15. 在双缝干涉实验中，两个缝分别用和的厚度相同的薄玻璃片遮着，在观察屏上原来的中央明纹处，现在为第5级明纹.若入射光的波长为nm 600，求玻璃片的厚度.解: 放上玻璃后原中央明纹处的光程为D d λ=3Ddλ()2sin 2l n n λλθθ∆=≈间距对应第5级明纹16. 取白光波长范围400nm ～760nm ，用白光入射到mm 25.0 d 的双缝，距缝50cm 处放置屏幕，问观察到第一级明纹彩色带有多宽？解: 取白光波长范围400nm ～760nm ，对于波长的光波，第一级干涉明纹中心的位置为波长和的光波，第一级明纹间距为17. 一薄玻璃片，厚度为μm 4.0，折射率为1.50，用白光垂直照射，问在可见光范围内，哪些波长的光在反射中加强？哪些波长的光在透射中加强？ 解：从玻璃片两表面反射的光的光程差光在反射中加强有可解得在可见光范围内，只有，相应波长为透射光的光程差光在透射中加强有可解得在可见光范围内，有和，相应波长为18. 波长为680nm 的平行光垂直地照射到12cm 长的两块玻璃片上，两玻璃片一边相互接触，另一边被厚0.048mm 的纸片隔开. 试问在这12cm 内呈现多少条明条纹? 解：两玻璃片之间是一空气劈尖，相邻明纹间距为l设玻璃片长为L 、纸片厚度为d则呈现明纹条数为(二) 光的衍射、偏振一. 选择题1. 光的衍射现象可以用(A) 波传播的独立性原理解释(B) 惠更斯原理解释(C) 惠更斯-菲涅耳原理解释(D) 半波带法解释2. 在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射到宽为a =4 λ的单缝上，对应衍射角为30o的方向，单缝处波面可分成的半波带数目为(A) 2个 (B) 4个(C) 6个 (D) 8个3. 单缝衍射中，若屏上P点满足，则该点为(A) 第二级暗纹(B) 第三级暗纹(C) 第二级明纹(D) 第三级明纹Note: 2k+1=74. 利用波动光学试验可测细丝的直径，通常采用下述实验的哪种(A) 牛顿环 (B) 劈尖干涉(C) 劈尖干涉和杨氏双缝干涉 (D) 单缝衍射或衍射光栅5. 某元素的特征光谱中含有波长和的谱线，在光栅光谱中两种谱线有重叠现象，重叠处谱线的级次是(A) 2、3、4、5…(B) 2、5、8、11…(C) 2、4、6、8…(D) 3、6、9、12…Note:光栅方程：λkθd±= sink1/k2必须正比于λ2/λ1即k1=（5/3）k2, 同时要求k1，k2都为整数，所以6. 波长的单色光垂直入射于光栅常数的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为(A) 2 (B) 3(C) 4 (D) 5Note:光栅方程：λkθd±= sin，令衍射角等于90度，得到最大k值为d/λ，注意k必须取整数。
高中物理光的干涉知识点
高中物理光的干涉知识点光的干涉一课教材篇幅少,现象观察不易,教学难度较大。
为了加深学生对光的干涉现象与本质的理解，下面是店铺给大家带来的高中物理光的干涉知识点，希望对你有帮助。
高中物理光的干涉知识点归纳1.双缝干涉(1)两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象.(2)产生干涉的条件两个振动情况总是相同的波源叫相干波源,只有相干波源发出的光互相叠加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹.(3)双缝干涉实验规律①双缝干涉实验中,光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差,记为 .若光程差是波长λ的整倍数,即(n=0,1,2,3…)P点将出现亮条纹;若光程差是半波长的奇数倍(n=0,1,2,3…),P点将出现暗条纹.②屏上和双缝、距离相等的点,若用单色光实验该点是亮条纹(中央条纹),若用白光实验该点是白色的亮条纹。
③若用单色光实验,在屏上得到明暗相间的条纹;若用白光实验,中央是白色条纹,两侧是彩色条纹。
④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的,其距离大小与双缝之间距离d.双缝到屏的距离及光的波长λ有关,即 .在和d不变的情况下,和波长λ成正比,应用该式可测光波的波长λ.⑤用同一实验装置做干涉实验,红光干涉条纹的间距最大,紫光干涉条纹间距最小。
2.薄膜干涉(1)薄膜干涉的成因：由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成,劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹。
(2)薄膜干涉的应用①增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的.②检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜,用单色光进行照射,入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波,形成干涉条纹,待检平面若是平的,空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上,干涉条纹是平行的;反之,干涉条纹有弯曲现象。
高中物理-光的干涉
高中物理-光的干涉知识梳理1. _______________________________________________ 产生稳定干涉的条件：.2. ____________________________ 相干光源：让一束的单色光（如红色激光束）投射到两条相距很近的平行狭缝S1和S2 上，再由狭缝S1和S2组成了两个振动情况总是_________ 的光源，这样的波源被称为相干光源.3. _______________________________________________ 双缝干涉中，如果入射的是单色光，出现________________________________________________ 的干涉条纹，当屏上某点到双缝的路程差恰为_________ 时，在该处将出现亮条纹.当屏上某点到双缝的路程差恰为 ________ 时，在该处将出现暗条纹.4. 条纹间距Δx与波长λ的关系：用不同波长的光做双缝干涉实验时，干涉条纹间的距离Δx不同，在双缝间距离 d 和双缝到光屏的距离l 一定的情况下，波长越长，干涉条纹间的距离越____________ ；用白光做双缝干涉时，得到彩色干涉条纹，这表明组成白光的各单色光的波长，其中红光波长最_______________ ，紫光波长最 ________ ；Δx、d、l 及λ间满足：Δx=_____________ .疑难突破推导相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离公式剖析：设两条缝S1和S2距离为d，到光屏的距离为l，且l d，P是S1S2的中垂线与屏的交点，P到S1、S2的距离相等.如图13-2-1 所示，从S1、S2射出的光波到达P点经过的路程相等，两列波的波峰（或波谷）同时到达P 点，它们互相加强，在P 点出现亮条纹，叫做中央亮纹.下面我们研究一下离P点距离为x的P1点的情况，P1到S1、S2的距离分别为r1、r2，因此从S1、S2发出的光波到达P1 点的路程差为r2－r1.图13-2-1从图中可以看出：r12=l 2+（x- d）2,r22=l2+（x+ d）222 两式相减r22-r12=（r2-r 1）（r2+r 1）=2dx 由于l>>d ，因此r2+r1≈2l.d由r2-r1= d x=k λ（k=0 ，1，2，⋯）l 可得：x=（r2 r1）?l k? d·λ（k=0,1,2⋯, ）,该处出现明条纹.dl当k=0 时，即图中的P点，S1、S2到达P点的路程差为零，P 一定是振动加强点，出现明纹，又叫中央亮纹.当k=1 时，为第一级明纹⋯⋯由对称性可知在P 点的下方也有和P 点上方相对称的明纹.同理，由r2-r1=（2k+1）（k=0，1，2，⋯）2可得x=（2k+1 ）d· （k=0，1，2，⋯），该处出现暗条纹.l2所以，相邻两条亮纹或暗纹的距离为 Δx=d λ.l典题精讲【例 1】 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上 P 点的距离之差 Δx=0.6 μm ；若分别用频率为 f 1=5.0 ×1014 Hz 和 f 2=7.5 ×1014 Hz 的单色光垂直照射双缝，则 P 点出现明、暗条纹的情况是 ()A. 用频率为 f 1 的单色光照射时，出现明条纹B. 用频率为 f 2 的单色光照射时，出现明条纹C. 用频率为 f 1 的单色光照射时，出现暗条纹D. 用频率为 f 2 的单色光照射时，出现暗条纹 解 析 ： 根 据 c=λf 可 得 两 种 单 色 光 的 波 长 分 别 为 λ1= c1 f 1 3 108 14 m=0.4 μm7.5 1014图 13-2-2答案： 500 cm6×1014 Hz【例 3】 如图 13-2-3 所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝 S 从双缝 S 1、S 2的中央 3 10814 m=0.6 5.0 1014c μ m λ2= 3 Δx=0.6 μm 比较可知 Δx=λ1， Δ x= λ2，故用频率 f 1的光照射双缝时， P 点出现2 明条纹；用频率为 f 2 的光照射双缝时， P 点出现暗条纹，该题的正确选项是 答案： AD 变式训练 1:在杨氏双缝干涉实验中，由双缝跟题给条件 A 、D.长为 600 nm ，屏上 P 点到 S 1、 S 2的距离分别为 ______ 条纹 . 答案： 暗 变式训练 2:激光散斑测速是一种崭新的测速技术， 所获得的 “散斑对 ”相当于双缝干涉实验中的双缝， 的乘积等于双缝间距，实验中可测得二次曝光时间间隔 条亮纹间距 Δx.若所用激光波长为l x l A.v= B.v= l t x t 答案： B【例 2】 用单色光做双缝干涉实验，S 1、S 2发出的光在屏上某点 3.2 ×10-2 mm 和 1.1 ×10-2 P 叠加，若光波波mm ，则 P 点将出它应用了光的干涉原理， 用二次曝光照相待测物体的速度 v 与二次曝光时间间隔 Δt Δ，t 双缝到屏之距离 l 以及相邻两 λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是( )l x l tC.v=D.v= tt 光波长 λ1=0.5 ×10-6 m ，P 点将形成亮纹还是暗纹？若单色光波长 中央亮纹和 P 点之间有几条暗纹？ 解析： 由双缝干涉出现明、暗条纹的条件，即已知屏上一点 P 到双缝的路程差 δ=1.5×-160 m ，当单色λ2=0.6 ×10-6 m 时，此时在 S 2P-S 1P= n 明条绞 n 0， 1， (2n 1) /2 暗条绞 n 2， 0, 1, 2由题意可知，当 λ1=0.5 ×10-6 m 亮纹和 P 点之间有两条亮纹 . 当 λ2=0.6 ×10-6 m 时， S 2P-S 1P=(2n+1) λ/解2得 n=5，故 P 点为明条纹，且中央亮纹和 P 点之间有两条暗条纹 .变式训练 :在杨氏干涉实验中，若已知两狭缝间距为 1 mm ，双缝到屏的距离为 200 cm ，屏 上得到的干涉图样如图 13-2-2 所示，请根据图中的测量数据，求出该单色光的波长和频率 . 时， S 2P-S 1P=n λ1，解得 n=3，故 P 点为明条纹，且中央对称轴位置处稍微向上移动，则（）图13-2-3A. 不再产生干涉条纹B. 仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P 的位置不变C. 仍可产生干涉条纹，中央亮纹P 的位置略向上移D. 仍可产生干涉条纹，中央亮纹P 的位置略向下移解析：本实验中单缝S 的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2 的作用是形成相干光源，稍微移动S 后，没有改变传到双缝的光的频率，由S1、S2 射出的仍是相干光，由双缝发出的光到达屏上P 点的光程差仍为零，故中央亮纹不变.答案：B变式训练:双缝干涉实验装置如图13-2-4 所示，双缝间的距离为d，双缝到光屏的距离为l ，调整实验装置使得光屏上可以见到清晰的条纹.关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（）图13-2-4A. 若将光屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰B. 若将光屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹C. 若将双缝间的距离 d 减小，光屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D. 若将双缝间的距离 d 减小，光屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大答案：BD【例4】劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图13-2-5 （a）所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图（b）所示.干涉条纹有如下特点：①任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；②任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.若现从图（a）装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹（）图13-2-5A.变疏B. 变密C.不变D.消失解析：薄膜干涉中，干涉条纹是由空气薄膜的上下两个表面反射的光线叠加而成的，当抽去一张纸片后，劈形空气薄膜倾角减小，相邻明条纹（或暗条纹）必须变疏才能使所在位置下面对应的薄膜厚度跟原先一样，故 A 正确.答案：A变式训练1:如图13-2-6 所示是用干涉检查某块厚玻璃板上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的.检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的（）A.a 的上表面和 b 的下表面B.a 的上表面和 b 的上表面C.a 的下表面和 b 的上表面D.a 的下表面和 b 的下表面答案：C变式训练2:如图13-2-7 所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P 是附有肥皂膜的丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是图13-2-7 中的图13-2-7答案： D 问题探究问题：在托马斯·杨的双缝干涉实验中，相干的光源是如何获得的？导思：在探究实验方法时，一定要根据双缝干涉的条件进行分析，并提出初步的设想. 验证设想是否正确，可以通过实验，也可以通过观察分析，收集事实和材料等多种方法.若采用实验时，一定要注意做实验时必须满足的条件（如本实验中两缝间距 d 应很小），影响实验误差的各种因素，必要时还要进行实验误差分析.因为物理学是一门实验科学，做好实验是学习物理的基础，同时能培养学生的探究性、实践性和自主性，也是学生获取知识的一种途径，也能培养学生运用物理知识解决实际问题的能力.探究：相干光源的条件是两列光波的频率相同，相差恒定.S1、S2 是相干光源才可以完成此实验，相干光源可由下面方法获得.让单色光照射到一个有小孔的屏上，这个小孔成了一个“点光源”，光从小孔出来后，照射到第一个屏的两个小孔上，这两个小孔距离很近（约0.1 mm），且与前一个小孔的距离相等.若光是某种波，那么任何时刻从前一个小孔发出的光波都会同时到达后面的两个小孔，所以从两个小孔出来的光不但频率相同，而且总是同相的，两个小孔相当于相干光源，从此发出的光在屏上叠加时，若在某点是波峰与波峰（或波谷与波谷）相遇，光就加强；若是波峰与波谷相遇，就相互减弱，在屏上应出现明暗相间的条纹，实验也得到了预期的结果. 探究结果：把点光源发出的一束光分成两束，能保证它们具有相同的频率和恒定的相差，若用狭缝代替小孔，可得到更清晰的干涉条纹，这就是著名的杨氏双缝干涉实验，它的意义在于证明了光的波动性.。
光的干涉
3、关于光在竖直肥皂液薄膜上产生的干涉现象，下列说 法中正确的是（ A、 ）C A.干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两表面发生反射， 形成的两列光波叠加的结果 B.若出现明暗相间的条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是 均匀的
C.用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射间距
小 D.薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的
3 2
五、薄膜干涉 肥皂泡看起来常常是彩 色的，雨后公路积水上 面漂浮的油膜，看起来 也是彩色的。这些现象 是怎样形成的呢？
观察肥皂薄膜上干涉条纹
1.薄膜干涉的成因
如图所示，竖直放置的肥皂薄膜由于
受到重力的作用，下面厚、上面薄.因 此,在薄膜上不同的地方，从膜的前、 后表面反射的两列光波叠加,在某些位 置,这两列波叠加后互相加强,出现亮 条纹;在另一些地方,叠加后互相削弱, 出现暗条纹.故在单色光照射下,就出
暗条纹形成的原因
双缝 屏幕
取P点上方的点Q1，与两个狭缝S1、 S2路程差δ= Q1 S2－ Q1 S1＝λ/2 当其中一条光传来的是波峰，另 一条传来的就是波谷，其中一条 光传来的是波谷，另一条传来的 一定是波峰，Q1点总是波峰与波 谷相遇，振幅最小，Q1点总是振 动减弱的地方，故出现暗纹。
S1 S2
3λ/2
δ= 3λ/2
以此类推
当光程差δ= 半波长的奇数倍时出现暗纹
双缝
屏幕
Q3 第三暗纹 Q2 第二暗纹
δ=5λ/2
δ=3λ/2 δ=λ/2 δ=λ/2
S1 S2
Q 1 第一暗纹
Q1 / 第一暗纹 Q2 / 第二暗纹 Q3 / 第三暗纹
δ=3λ/2 δ=5λ/2
总结规律
（1）空间的某点距离光源S1 和S2的路程差为0、1 λ、2 λ、3 λ、等波长的整数倍 （半波长的偶数倍）时，该点 为振动加强点。 （2）空间的某点距离光 源S1和S2的路程差为λ /2、3 λ/2、5λ/2、等 半波长的奇数倍时，该点 为振动减弱点。
物理教案-光的干涉
物理教案－光的干涉教学目标：1. 了解光的干涉现象及其产生条件。
2. 掌握双缝干涉实验的原理和结果。
3. 能够运用干涉现象解释生活中的实际问题。
教学内容：第一章：光的干涉现象1.1 干涉现象的定义1.2 干涉现象的产生条件1.3 干涉现象的分类第二章：双缝干涉实验2.1 双缝干涉实验的原理2.2 双缝干涉实验的操作步骤2.3 双缝干涉实验的结果第三章：干涉现象的应用3.1 干涉现象在科学研究中的应用3.2 干涉现象在技术中的应用3.3 干涉现象在生活中的应用第四章：光的干涉现象的数学表达4.1 干涉条纹的间距公式4.2 干涉条纹的形状和亮度4.3 干涉现象的定量分析第五章：光的干涉现象的实验操作5.1 实验器材和实验装置5.2 实验操作步骤5.3 实验数据的处理和分析教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合图片和动画，直观地展示干涉现象。
2. 通过数学表达和实际例子，让学生理解干涉现象的原理和应用。
3. 安排实验操作，让学生亲身参与，提高实践能力。
教学评估：1. 课堂提问，检查学生对干涉现象的理解程度。
2. 布置课后作业，巩固所学知识。
3. 实验报告，评估学生的实验操作和数据分析能力。
教学资源：1. 多媒体课件和教学素材。
2. 实验器材和实验装置。
教学时间：1. 第一章：2课时2. 第二章：2课时3. 第三章：1课时4. 第四章：1课时5. 第五章：1课时教学安排：1. 第一章：光的干涉现象第1课时：讲解干涉现象的定义和产生条件第2课时：讲解干涉现象的分类2. 第二章：双缝干涉实验第1课时：讲解双缝干涉实验的原理第2课时：讲解双缝干涉实验的操作步骤和结果3. 第三章：干涉现象的应用讲解干涉现象在科学研究、技术和生活中的应用4. 第四章：光的干涉现象的数学表达讲解干涉条纹的间距公式、形状和亮度以及干涉现象的定量分析5. 第五章：光的干涉现象的实验操作第1课时：讲解实验器材和实验装置第2课时：讲解实验操作步骤和数据处理分析物理教案－光的干涉教学内容：第六章：薄膜干涉6.1 薄膜干涉的原理6.2 薄膜干涉的种类6.3 薄膜干涉的应用第七章：迈克尔逊干涉仪7.1 迈克尔逊干涉仪的构造7.2 迈克尔逊干涉仪的原理7.3 迈克尔逊干涉仪的应用第八章：激光干涉技术8.1 激光干涉技术的原理8.2 激光干涉技术的应用8.3 激光干涉技术的发展趋势第九章：光的干涉现象的探究与研究9.1 光的干涉现象的探究方法9.2 光的干涉现象的研究进展9.3 光的干涉现象的前沿领域第十章：综合练习与拓展10.1 光的干涉现象的综合练习10.2 光的干涉现象的拓展研究10.3 光的干涉现象的实践应用教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合图片和动画，直观地展示干涉现象。
光的干涉》教案-新人教选修
光的干涉》教案-新人教选修第一章：光的干涉现象1.1 教学目标：了解干涉现象的定义和特点掌握干涉现象的产生条件理解干涉现象的原理和应用1.2 教学内容：干涉现象的定义和特点干涉现象的产生条件：相干光源、相干介质、相干接收器干涉现象的原理：光波的叠加和相干性干涉现象的应用：干涉仪、干涉滤光片等1.3 教学方法：讲授干涉现象的定义和特点，通过示例和图示进行讲解通过实验演示干涉现象的产生条件，让学生亲手操作并观察干涉现象讲解干涉现象的原理，结合数学公式和图示进行解释通过实际应用案例，让学生了解干涉现象在现实中的应用价值第二章：双缝干涉实验2.1 教学目标：理解双缝干涉实验的原理和装置掌握双缝干涉实验的操作方法和观察结果分析双缝干涉条纹的分布规律和特点2.2 教学内容：双缝干涉实验的原理和装置：双缝、光源、屏板、滤光片等双缝干涉实验的操作方法：调整双缝间距、改变光源强度等双缝干涉条纹的分布规律和特点：等间距、对称、中心亮条纹等2.3 教学方法：讲解双缝干涉实验的原理和装置，通过图示和实物模型进行讲解演示双缝干涉实验的操作方法，让学生亲手操作并观察实验结果分析双缝干涉条纹的分布规律和特点，结合图示和实验数据进行讲解第三章：单缝衍射实验3.1 教学目标：理解单缝衍射实验的原理和装置掌握单缝衍射实验的操作方法和观察结果分析单缝衍射条纹的分布规律和特点3.2 教学内容：单缝衍射实验的原理和装置：单缝、光源、屏板、滤光片等单缝衍射实验的操作方法：调整单缝宽度、改变光源强度等单缝衍射条纹的分布规律和特点：非等间距、不对称、中心亮条纹等3.3 教学方法：讲解单缝衍射实验的原理和装置，通过图示和实物模型进行讲解演示单缝衍射实验的操作方法，让学生亲手操作并观察实验结果分析单缝衍射条纹的分布规律和特点，结合图示和实验数据进行讲解第四章：多缝干涉实验4.1 教学目标：理解多缝干涉实验的原理和装置掌握多缝干涉实验的操作方法和观察结果分析多缝干涉条纹的分布规律和特点4.2 教学内容：多缝干涉实验的原理和装置：多缝、光源、屏板、滤光片等多缝干涉实验的操作方法：调整多缝间距、改变光源强度等多缝干涉条纹的分布规律和特点：等间距、对称、中心亮条纹等4.3 教学方法：讲解多缝干涉实验的原理和装置，通过图示和实物模型进行讲解演示多缝干涉实验的操作方法，让学生亲手操作并观察实验结果分析多缝干涉条纹的分布规律和特点，结合图示和实验数据进行讲解第五章：光的干涉现象在现代科技中的应用5.1 教学目标：了解光的干涉现象在现代科技中的应用领域掌握光的干涉现象在现代科技中的应用原理和技术培养学生的创新意识和实践能力5.2 教学内容：光的干涉现象在现代科技中的应用领域：光学仪器、光电子技术、光学通信等光的干涉现象在现代科技中的应用原理和技术：干涉仪、干涉滤光片、干涉条纹等5.3 教学方法：讲解光的干涉现象在现代科技中的应用领域，结合实际情况进行讲解讲解光的干涉现象在现代科技中的应用原理和技术，结合图示和实物进行讲解开展实践活动，让学生亲手制作干涉滤光片等，培养学生的创新意识和实践能力第六章：干涉现象的数学描述6.1 教学目标：理解干涉现象的数学描述方法掌握干涉条纹的数学表达式和计算方法学习利用数学模型分析干涉现象6.2 教学内容：干涉现象的数学描述方法：叠加原理、相干函数、干涉条纹的数学表达式干涉条纹的计算方法：条纹间距、条纹对比度等参数的计算利用数学模型分析干涉现象：双缝干涉、单缝衍射、多缝干涉等6.3 教学方法：讲解干涉现象的数学描述方法，通过数学公式和图示进行解释学习干涉条纹的计算方法，结合实验数据进行计算练习利用数学模型分析不同干涉现象，让学生理解干涉现象的内在规律第七章：干涉现象的观测与测量7.1 教学目标：学会使用干涉现象进行观测与测量掌握干涉现象的观测工具和测量方法理解干涉现象在观测与测量中的应用7.2 教学内容：干涉现象的观测工具：光学显微镜、干涉望远镜等干涉现象的测量方法：干涉条纹的测量、干涉图的记录与分析干涉现象在观测与测量中的应用：长度测量、角度测量、折射率测量等7.3 教学方法：介绍干涉现象的观测工具和测量方法，通过实物展示和图示进行讲解学习干涉条纹的测量和干涉图的记录与分析，进行实际操作练习了解干涉现象在观测与测量中的应用，结合实际案例进行讲解第八章：干涉现象的科研与应用8.1 教学目标：了解干涉现象在科研中的应用领域掌握干涉现象在科研中的关键技术培养学生的科研素养和创新能力8.2 教学内容：干涉现象在科研中的应用领域：光学干涉成像、干涉光谱、干涉计量等干涉现象在科研中的关键技术：干涉仪的设计与制作、干涉数据的处理与分析开展科研实践活动，让学生参与干涉现象相关的科研项目8.3 教学方法：介绍干涉现象在科研中的应用领域，结合实际情况进行讲解讲解干涉现象在科研中的关键技术，通过图示和实物进行讲解开展科研实践活动，让学生亲手操作干涉仪器，培养学生的科研素养和创新能力第九章：光的干涉现象与环境9.1 教学目标：了解光的干涉现象与环境的关系掌握光的干涉现象在环境监测中的应用培养学生的环保意识和实践能力9.2 教学内容：光的干涉现象与环境的关系：大气污染、水污染等环境因素对光的干涉现象的影响光的干涉现象在环境监测中的应用：干涉仪在空气质量监测、水质监测等方面的应用开展环保实践活动，让学生参与光的干涉现象在环境监测中的应用9.3 教学方法：讲解光的干涉现象与环境的关系，结合实际情况进行讲解讲解光的干涉现象在环境监测中的应用，通过实例进行讲解开展环保实践活动，让学生亲手操作干涉仪器，培养学生的环保意识和实践能力第十章：光的干涉现象的未来发展10.1 教学目标：了解光的干涉现象的未来发展趋势掌握光的干涉现象在前沿领域的应用培养学生的创新意识和实践能力10.2 教学内容：光的干涉现象的未来发展趋势：光子计算、光子集成电路、量子干涉等光的干涉现象在前沿领域的应用：光子芯片、量子计算机、光子传感器等开展创新实践活动，让学生参与光的干涉现象在前沿领域的应用10.3 教学方法：讲解光的干涉现象的未来发展趋势，结合前沿科技进行讲解讲解光的干涉现象在前沿领域的应用，通过实例进行讲解开展创新实践活动，让学生亲手操作干涉仪器，培养学生的创新意识和实践能力重点和难点解析一、光的干涉现象的定义和特点：理解干涉现象的本质和特征，掌握干涉现象的产生条件。
《光的干涉》课件
特定的干涉条纹。
实验步骤
1. 制备不同厚度的薄膜样品。
2. 将光源对准薄膜，使光波入射到薄 膜表面。
3. 观察薄膜表面的干涉条纹，分析干 涉现象与薄膜厚度的关系。
迈克尔逊干涉仪
实验目的：利用迈克尔逊干涉仪观察不同波长的光的干 涉现象。 实验步骤
2. 将不同波长的光源依次对准迈克尔逊干涉仪。
实验原理：迈克尔逊干涉仪通过分束器将一束光分为两 束，分别经过反射镜后回到分束器，形成干涉。
1. 调整迈克尔逊干涉仪，确保光路正确。
3. 观察不同波长光的干涉条纹，分析干涉现象与波长 的关系。
04
光的干涉的应用
光学干涉测量技术
干涉仪的基本原理
干涉仪利用光的干涉现象来测量长度、角度、折射率等物理量。干涉仪的精度极高，可以达到纳米级 别。
光的波动性是指光以波的形式传播， 具有振幅、频率和相位等波动特征。
光的干涉是光波动性的具体表现之一 ，当两束或多束相干光波相遇时，它 们会相互叠加产生加强或减弱的现象 。
波的叠加原理
波的叠加原理是物理学中的基本原理之一，当两列波相遇时，它们会相互叠加， 形成新的波形。
在光的干涉中，当两束相干光波相遇时，它们的光程差决定了干涉加强或减弱的 位置。
多功能性
光学干涉技术将向多功能化发展，实现同时进行 多种参数的测量和多维度的信息获取。
光学干涉技术的挑战与机遇
挑战
光学干涉技术面临着测量精度、 稳定性、实时性等方面的挑战， 需要不断改进和完善技术方法。
机遇
随着科技的不断进步和应用需求 的增加，光学干涉技术在科学研 究、工业生产、医疗等领域的应 用前景将更加广阔。
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:
物理光学光的干涉与干涉的条件
物理光学光的干涉与干涉的条件光的干涉是指两个或多个波源发出的光波相互叠加而产生的干涉现象。
干涉是光的波动性质的重要体现，它不仅深刻地揭示了光的波动本质，而且在科学研究和技术应用中有着广泛的应用。
在光的干涉过程中，我们需要满足一定的条件才能够观察到干涉现象，本文将重点介绍物理光学光的干涉与干涉的条件。
干涉的条件是什么呢？首先，我们来看一下什么是光的干涉。
光的干涉是指两条或多条光波相遇并叠加形成干涉图样的现象。
当两个光波相遇时，它们的振动方向、频率和相位都会发生改变，从而产生干涉现象。
只有在特定的条件下，干涉现象才会显现出来。
1. 条纹明暗交替的条件光的干涉现象是由于两列光波相遇后产生的，要使干涉现象显著，我们需要满足以下条件：(1) 相干光源：干涉产生的条件之一是光源必须是相干光源。
相干光源是指两列光波的相位关系保持恒定，且频率相同的光波。
例如，激光就是一种相干光源，而太阳光则不是相干光源。
相干光源是观察干涉现象的基础。
(2) 光程差：光程差是指从两个波源出发到达某一点的光波所经过的路径长度差。
若光程差为整数倍的波长(即nλ，n为整数)，则两列光波将会同相干地叠加，出现明纹现象。
若光程差为半波长的奇数倍(即(2n-1)λ/2，n为整数)，则光波将会发生相消干涉，出现暗纹现象。
2. 干涉条纹的形成当满足光的干涉条件时，我们将会观察到干涉条纹的形成。
干涉条纹是指由波的叠加所形成的一系列明暗相间的条纹。
干涉条纹的形成主要受到以下几个因素的影响：(1) 入射光的频率：入射光的频率决定了波长和振动频率，它们直接影响干涉条纹的形态和间距。
(2) 入射光的角度：入射光的角度决定了光波的光程差，不同的入射角度将产生不同形状的干涉条纹。
(3) 光的波长：光的波长决定了光波的频率和传播速度，直接影响波的相位差和干涉条纹的间距。
总结起来，物理光学光的干涉与干涉的条件包括相干光源、合适的光程差以及入射光的频率、角度和波长等因素。
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杨氏双缝干涉实验原理简图
例8-1
以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上，双
缝与屏幕的垂直距离为1m，媒质的折射率n ＝1。 1) 从第1级明纹到同侧第4级明纹间的距离 为7.5mm，求单色光的波长； 2) 若入射光的波长为6000A，求相邻两明纹 间的距离。
例8-2
在双缝实验中，用一很薄的云母片(n＝1.58)
菲 涅 尔 双 面 镜 实 验 装 置
菲涅尔双棱镜实验装置
洛埃镜实验装置简图
薄膜干涉
例8-3
空气中的水平肥皂膜(n2＝1.33)厚度为
0.32μm，如果用白光垂直入射，问肥皂 膜呈现什么色彩?
例8-4
在空气中以白光垂直照射到厚度为e的肥皂膜
上时，在可见光谱中观察到λ1＝6300A的干 涉极大，λ2＝5250A的干涉极小，且它们之 间没有另外的干涉极值。已知肥皂膜的折射 率n＝1.33，求肥皂膜的厚度e。
中，用波长为λ＝0.589μm的单色光垂直入射 时，测得干涉条纹的宽度为l＝2.4mm，求这 玻璃的折射率。
牛顿环实验装置
干涉图样
白光入射产生的牛顿环
例8-6
用钠光灯的时，看到第k条和k+5条暗环的半径分别为 rk＝4mm、rk+5＝6mm，求所用平凸透镜的曲 率半径R和k为第几暗环。
第三节 等倾干涉和等厚干涉 迈克尔逊干涉仪
O点是由面光源发出的 水平光线会聚而成
等 倾 干 涉
δ＝2n2e+λ/2
当δ＝kλ 时，O为亮点；
当δ＝(2k+1) λ/2时，O 为暗点；
取其他值时，光强介于 最明与最暗之间。
劈尖干涉
例8-5
夹角为θ＝8×10－5rad的玻璃劈尖，放在空气
迈克尔逊干涉仪
第四节 干涉现象的应用
平面干涉仪
利用平面干涉仪检验B表面的平整度
例8-8
利用平面干涉仪检验工件表面的质量，观察
到的条纹形状如图 (a)所示。试根据条纹弯曲
的方向，说明工件表面是凹的还是凸的，并
求纹路深度或高度H。
干涉热胀仪
光学平面玻璃片 熔融水晶制成 的圆环，热胀 系数极小
覆盖其中的一条狭缝，这时屏幕上的第七级 明纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置。 如果入射光的波长为5500A，则这云母片的 厚度应为多少?
a
O
菲涅耳(1788～1827)是法国 土木工程兼物理学家。 1）提出双镜法获得相干光 2）补充了惠更斯原理，明 确了其物理含义，解释了光 的衍射 3）提出完整的偏振光理论
冷光源：
光致发光
单色光
相干光
光程
B
透镜不产生附加光程差
第二节 获得相干光的方法
分波阵面法 分振幅法
杨氏双缝实验
菲涅尔双镜实验 洛埃镜实验
第三节
杨氏双缝干涉实验
托马斯· 杨（Thomas Young） 英国物理学家、医生和考古学家， 光的波动说的奠基人之一 波动光学：杨氏双缝干涉实验 生理光学：三原色原理 材料力学：杨氏弹性模量 考古学：破译古埃及石碑上的文字
待测样品
M面与N面构 成空气劈尖
镀膜光学元件
增透膜
照相机镜头
增反膜
激光高反射镜
第八章 光的干涉
人们对光的认识过程
光的机械微粒学说（17世纪~18世纪末）
牛顿
Newton
惠更斯 Huygens
分歧的焦点：光在水中的速度
光的机械波动说（19世纪初~后半世纪）
托马斯-杨
菲涅尔
光是在机械以太中传播的弹性机械波。
光的电磁说（19世纪后半期~）
麦克斯韦 Maxwell
赫兹
光学的发展 “方兴未艾，前途无限”
1）几何光学--研究光的直线传播及光学 仪器的制造； 2）波动光学--研究光的波动性； 3）量子光学--研究光与物质的相互作用。
4）现代光学--傅里叶光学
第一节 光源 光的单色性与相干性
光的电磁理论
青
光源
热 光 源
冷光源：电致发光
荧 光
磷 光
Hertz
光是在电磁以太中传播的电磁波。
光的量子说（20世纪初~）
爱因斯坦 Einstein
提出光子理论，解释了光电 效应实验。
光是一个复杂性的客体，它的本 性只能通过它所表现的性质来确 定，它的某些方面象波而另一方 面象微粒（波粒二象性）。但它 既不是波，也不是微粒，也不是 二者的混合体。