高二物理选修3-4光的干涉课件

屏幕
双缝
P3
第三亮纹
S1 S2
3λ
屏上P1点的上方还可以找到 δ= S1 － S2 ＝ 4λ的 P2 点，δ= S1－S2＝5λ的P3点……等处的 第四条、第五条……亮纹；在 中 央 明 纹 P 的 下 方 可 找 到 δ= S1 － S2 ＝λ的 P1/ 点，δ= S1 － S2 ＝ 2λ 的 P2/ 点， δ= S1 － S2 ＝ 3λ的 P3/ 点等处与中央明纹 为对称的第一、第二、第三…， 第n条亮纹。
双缝
屏幕
P1 S1 P1
S1 S2
第一亮纹
S2
λ
λ
δ=λ
取P点上方的点P1，从S1S2发出 的光到P1点的光程差就不同，若这 个光程差正好等于波长的整数倍， 比如δ= S1－S2=λ，出现第一条亮 纹。
双缝
屏幕
P2
S1 S2
第二亮纹
2λ
屏上P1点的上方还可以找到 δ= S1－S2＝2λ的P2点出现第 二条亮纹。
光的干涉产生的条件
2.从两支手电筒射出的光照到同一点 上时，看不到干涉条纹，这是因为( D ) A、手电筒发出的光不是单色光 B、干涉图样太小 C、周围环境的漫反射光太强 D、 两个光源是非相干光源
二、运用光的波动理论进行分析
复习： （1）两列波在波峰和波峰相遇或波谷 与波谷相遇时振幅变大，说明此点为振 动加强点 。 （2）两列波在波峰和波谷相遇时振幅 变小，说明此点为振动减弱点。
光程差
δ = （2k+1)λ/2 (k=0,1,2,3,等）
光程差
亮纹
暗纹
结论：
表达式：
亮纹：光程差
1，2，等） 暗纹：光程差 (k=0,1,2,3,等）
δ =kλ（ k=0，
δ =（2k+1)λ/2
双缝干涉条纹的产生
3.在用A、B两平行狭缝作双缝干涉实验的 装置中，屏上P点出现明条纹，那么双缝A 和B 到屏上P点的距离之差必为 ( C ) A、1/2光波波长的奇数倍 B、一个波长的奇数倍 C、1/2光波波长的偶数倍 D、 1/2光波波长的整数倍
【解析】根据波的叠加的规律，P点出现条纹的情
况决定于路程差d与波长的关系.由c=f，可知两种
单色光的波长：1=c/f1=0.6m；=c/f2=0.4m： 与d相比较得：d=1=32/2，则用f1光照射时，P点 出现亮条纹，用f2光照射时，P点出现暗条纹，综 上所述答案为：AD.
4.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏 上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝 前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝 前放一绿色滤光片(只能透过绿光) ，这时( C ) A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹、其它 颜色的双缝干涉条纹消失 B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它 颜色的双缝干涉条纹依然存在 C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在、但 屏上仍有光亮 D．屏上无任何光亮
2
思考：1、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．你看见过光的干涉现 象吗？如果真的存在光的干涉现象，那么，光的干涉现象 的干涉图样又是怎么样？ 光的干涉：两列相干光波相叠加， 某些区域的光被加强，某些区域 的光被减弱，且加强区与减弱区 互相间隔的现象叫光的干涉现象.
光的干涉
复习回顾： 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？ （以水波为例） 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？
＝r2 r1＝ k，k 0,1,2, ＝r2 r1＝ 2k＋1 ，k 0,1, 2,
在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距 离之差d=0.6μ m；若分别用频率为 f1=5.0×1014Hz和频率为f2=7.5×1014Hz的单色 光垂直照射双缝隙，则P点出现条纹的情况是 以下哪种( ) A.用频率f1的单色光照射时，P点出现明条纹 B.用频率f2的单色光照射时，P点出现明条纹 C.用频率f1的单色光照射时，P点出现暗条纹 D.用频率f2的单色光照射时，P点出现暗条纹
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2、①要用单色光
②单孔的作用：是获得点光源 ③双孔的作用：相当于两个振 动情况完全相同的光源，双孔的 作用是获得相干光源
红滤色片 S
S1
S2
用狭缝代替小孔，可以得到同样清晰， 但明亮得多的干涉条纹。
得到相干光源：一分为二的思想
光的干涉
双缝干涉
屏上看到明暗相间的条纹
激 光 束
双 缝
屏
物理学史
1.科学家成功地观察到光的干涉和衍射现 象，光的波动理论才被公认。首先通过实 验观察到光的干涉现象的科学家是（ ） C A．惠更斯 B．麦克斯韦 C．托马斯· 杨 D．菲涅耳
双缝
屏幕
P3 第三亮纹 P2 第二亮纹
δ=3λ δ=2λ δ=λ
S1 S2
P1 第一亮纹
P 中央亮纹 δ=0
P3 / 第一亮纹 δ=λ
P3 / 第二亮纹 δ=2λ P3 / 第三亮纹 δ=3λ
双缝
屏幕
S1
Q1 第一暗纹 P 中央亮纹
P1
S1 S2
S2
λ/2
λ/2 取P点上方的点Q1，与两个狭缝 S1、S2路程差δ= S1－S2＝λ/2， 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点激起的振动总是波峰与波 谷相遇，振幅最小，Q1点总是振动 减弱的地方，故应出现暗纹。
双缝
屏幕 Q2
第二暗纹
S1 S2
Q1 第一暗纹 P 中央亮纹
3λ/2 屏上Q1点的上方还可以找到δ= S1－S2＝3λ/2的Q2点出现第二条暗 纹。同样可以找到第三条暗纹 Q3……，在中央明纹下方也可以找 到对称的Q1/、Q2/、Q3/……等暗纹。
双缝
屏幕
P3 第三亮纹
δ=3λ δ=5λ/2 δ=3λ/2
Q3 第三暗纹 P2 第二亮纹 δ=2λ
Q2 第二暗纹 P1 第一亮纹
S1 S2
δ=λ
Q 1 第一暗纹 P 中央亮纹 δ=0
Q1 / 第一暗纹 P3 / 第一亮纹 δ=λ Q2 / 第二暗纹 P3 / 第二亮纹 δ=2λ Q3 / 第三暗纹 P3 / 第三亮纹 δ=3λ
δ=λ/2 δ=λ/2
δ=3λ/2 δ=5λ/2
（3）对光发生干涉时 若光互相加强，出现亮条纹 若光互相削弱，出现暗条纹
单缝 双缝
屏幕
S1 S S2 红滤色片
双缝
屏幕
S1 S2 P
中央亮纹
P δ=0
S1 S2
由于从S1S2发出的光是振动情况完全 相同，又经过相同的路程到达P点，其中 一条光传来的是波峰，另一条传来的也一 定是波峰，其中一条光传来的是波谷，另 一条传来的也一定是波谷，确信在P点激 起的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波 谷相遇，振幅A＝A1+A2为最大，P点总是振 动加强的地方，故应出现亮纹，这一条亮 纹叫中央亮纹。
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 长的奇数倍）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。
δ =kλ（ k=0，1，2， 等）
水波的干涉图样
思考：2、为什么我们在日常生活中观察
不到光的干涉现象？ 产生干涉现象的条件之一是两列光必须是频率相同的 相干光源.
光的干涉
1801年，英国物理学家托马斯· 杨（1773~1829） 在实验室里成功的观察到了光的干涉．
1、装置特点：
一、光的干涉现象---杨氏干涉实验
屏幕
（1）双缝很近 0.1mm， 单缝 双缝 （2）双缝S1、S2与单缝S的距离相等，