高中物理选修3-4《光的干涉》PPT精选文档
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16
17
干涉图样分析
红光
＋
蓝光
……
红700nm 兰470nm
……
白光
亮暗相间彩色条纹
X = L d
18
结论：
1、改变光屏到双缝的距离L，观察干涉条纹的间 距有何变化？随光屏到双缝的距离L增大而增大 2、改变双缝的间距d，观察干涉条纹的间距有何 变化？ 随双缝的间距d增大而减小 3、分别用红光和紫光照射双缝，观察干涉条纹 的间距有什么不同？红光波长长干涉条纹的间距大 想一想，双缝干部涉条纹的间距可能与哪些因素 有关？
4
对光本性的认识，人类经 历了十分漫长的过程，牛 顿认识光是一种粒子流， 与牛顿同时代的惠更斯则 认为光是波，他开创了光 的波动论。
1801年，英国物理学家 托马斯·杨在实验室里 成功的观察到了光的干 涉现象．
5
一、双缝干涉
观察思考？
用一束平行的红色激
光束照射有两条狭缝 （也称双缝）S1和S2 的档板（S1和S2相距 0.1m），观察挡板后 面与档板平行的屏幕 上所出现的条纹。
32
【自主解答】选B.用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将 呈现彩色条纹，故A错.用红光作光源，屏上将呈现红色 亮条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，故B正确.红光和紫 光频率不同，不能产生干涉条纹，故C错.单色光的波长 越短，光屏上出现的条纹越窄，故D错.
33
【典例2】在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距
第五章 光的波动性 1、光的干涉
1
光 是什么— 17世纪的两种学说
•牛 顿 的 微 粒 说
对光本性的认识，人类经历
了十分漫长的过程，牛顿认
识光是一种粒子流，与牛顿
同时代的惠更斯则认为光是 波，他开创了光的波动论。
•
惠更斯的波动说
• 假如你认为光是波， 准备通过哪些物理现象 来证明呢？
假设光真的是一种波 我们必然能看到波特有的现象
离之差为0.6 μm,若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和 f2=7.5×1014Hz 的单色光垂直照射双缝，则P点出现明 、暗条纹的情况是
A.单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹 B.单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹 C.单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现 暗条纹
D.单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现 明条纹
m=0.4
μm，
22
光的干涉现象在技术中的应用
用干涉法检查各种 镜面的平整程度。
如果被测平面是平 的，干涉条纹就是 一组平行的。如果 干涉条纹发生弯曲， 就表明被测表面不 平的。
23
24
增 透 膜
25
b.增透膜
原理：当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长 的１∕４时，在薄膜的两个面上的反射光，光 程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到 减小反射光，增大透射光的作用
思考６：增透膜能否将所有反射光都抵消
思考７：那么，怎样来确定增透膜的厚度？
26
照相机和望远镜
因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以增透膜的
厚度为绿光在增透膜中波长的1/4。以增大绿光的
透射强度。
因为红光与紫光反射强度大，所以照相机的镜头 常呈淡紫色或蓝色
27
【例1】关于光的干涉，下列说法正确的是 A、C
A.只有频率相同的两列光波才能产生干涉 B.频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定 C.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个 狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹 D.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个 狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹
28
【标准解答】选A、C.两列波产生干涉时，频率必须相同 ，否则不可能产生干涉现象，而不是干涉不稳定，故A正 确、B错.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时， 从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现 亮条纹；若该路程差是光半波长的奇数倍时出现暗条纹 （注意是半波长而不是波长），故C正确、D错.
19
二、薄膜干涉
用一根吸管蘸一点肥皂 溶液，可以吹出一串肥 皂泡，每个肥皂泡都呈
现出五颜六色，你能
解释这个现象吗？
20
21
薄膜干涉：产生原因
产生原因是当肥皂膜竖直放置 ，由于重力作用，膜上薄下厚 。光照射到肥皂膜上，经前后 膜两次反射，又叠加在一起， 后膜反射光的路程比前膜反射 多2倍膜厚。若膜厚度2倍等于 波长整数倍，两列光波加强， 呈现明纹。若某种膜厚度2倍等 于半个波长奇数倍，此处两处 两列波互相减弱，出现暗纹。 膜厚度变化是连续的，就了现 明暗相间条纹。
6
探究1：光是一种波
单 色
S1
光
S2
双缝
屏
7
双缝干涉图样
单
色
激 光
S1
束
S2
双缝
屏
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
图样有何特征？ 明暗相间 等间距 中央亮条纹
8
源自文库
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1
S2
亮条纹 亮条纹
9
10
出现亮条纹的条件
亮条纹
s 2n•
2
（ n=0，1，2，3…）
34
【思路点拨】判断屏上某点是亮条纹还是暗条纹，要
看该点到两个光源(双缝)的路程差与波长的比值.
【自主解答】选C.单色光f1的波长
λ1=
c f1
= 3 1 0m8 =0.6×10-6 m=0.6 μm，
5.0 1014
单色光f2的波长
λ2=
c f2
=
3m10=8 0.4×10-6
7.5 1014
11
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1
S2
λ/2
暗条纹
12
13
出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹 暗条纹
s 2n• （ n=0，1，2，3…）
2
s2n1• （ n=0，1，2，3…）
2
14
光的干涉
双缝干涉
激 光 束
双 缝
屏上看到明暗相间的条纹 结论:光是一种波
屏
15
观察思考？
1、改变光屏到双缝的距离L，观察干涉条纹的间 距有何变化？ 2、改变双缝的间距d，观察干涉条纹的间距有何 变化？ 3、分别用红光和紫光照射双缝，观察干涉条纹 的间距有什么不同？ 想一想，双缝干部涉条纹的间距可能与哪些因素 有关？
29
【例2】（2010·福州高二检测）关于杨氏双缝干涉实验
，下列说法正确的是（ B ）
A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 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.照射单缝的单色光的波长越短，光屏上出现的条纹宽 度越宽
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干涉图样分析
红光
＋
蓝光
……
红700nm 兰470nm
……
白光
亮暗相间彩色条纹
X = L d
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结论：
1、改变光屏到双缝的距离L，观察干涉条纹的间 距有何变化？随光屏到双缝的距离L增大而增大 2、改变双缝的间距d，观察干涉条纹的间距有何 变化？ 随双缝的间距d增大而减小 3、分别用红光和紫光照射双缝，观察干涉条纹 的间距有什么不同？红光波长长干涉条纹的间距大 想一想，双缝干部涉条纹的间距可能与哪些因素 有关？
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对光本性的认识，人类经 历了十分漫长的过程，牛 顿认识光是一种粒子流， 与牛顿同时代的惠更斯则 认为光是波，他开创了光 的波动论。
1801年，英国物理学家 托马斯·杨在实验室里 成功的观察到了光的干 涉现象．
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一、双缝干涉
观察思考？
用一束平行的红色激
光束照射有两条狭缝 （也称双缝）S1和S2 的档板（S1和S2相距 0.1m），观察挡板后 面与档板平行的屏幕 上所出现的条纹。
32
【自主解答】选B.用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将 呈现彩色条纹，故A错.用红光作光源，屏上将呈现红色 亮条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，故B正确.红光和紫 光频率不同，不能产生干涉条纹，故C错.单色光的波长 越短，光屏上出现的条纹越窄，故D错.
33
【典例2】在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距
第五章 光的波动性 1、光的干涉
1
光 是什么— 17世纪的两种学说
•牛 顿 的 微 粒 说
对光本性的认识，人类经历
了十分漫长的过程，牛顿认
识光是一种粒子流，与牛顿
同时代的惠更斯则认为光是 波，他开创了光的波动论。
•
惠更斯的波动说
• 假如你认为光是波， 准备通过哪些物理现象 来证明呢？
假设光真的是一种波 我们必然能看到波特有的现象
离之差为0.6 μm,若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和 f2=7.5×1014Hz 的单色光垂直照射双缝，则P点出现明 、暗条纹的情况是
A.单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹 B.单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹 C.单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现 暗条纹
D.单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现 明条纹
m=0.4
μm，
22
光的干涉现象在技术中的应用
用干涉法检查各种 镜面的平整程度。
如果被测平面是平 的，干涉条纹就是 一组平行的。如果 干涉条纹发生弯曲， 就表明被测表面不 平的。
23
24
增 透 膜
25
b.增透膜
原理：当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长 的１∕４时，在薄膜的两个面上的反射光，光 程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到 减小反射光，增大透射光的作用
思考６：增透膜能否将所有反射光都抵消
思考７：那么，怎样来确定增透膜的厚度？
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照相机和望远镜
因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以增透膜的
厚度为绿光在增透膜中波长的1/4。以增大绿光的
透射强度。
因为红光与紫光反射强度大，所以照相机的镜头 常呈淡紫色或蓝色
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【例1】关于光的干涉，下列说法正确的是 A、C
A.只有频率相同的两列光波才能产生干涉 B.频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定 C.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个 狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹 D.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个 狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹
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【标准解答】选A、C.两列波产生干涉时，频率必须相同 ，否则不可能产生干涉现象，而不是干涉不稳定，故A正 确、B错.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时， 从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现 亮条纹；若该路程差是光半波长的奇数倍时出现暗条纹 （注意是半波长而不是波长），故C正确、D错.
19
二、薄膜干涉
用一根吸管蘸一点肥皂 溶液，可以吹出一串肥 皂泡，每个肥皂泡都呈
现出五颜六色，你能
解释这个现象吗？
20
21
薄膜干涉：产生原因
产生原因是当肥皂膜竖直放置 ，由于重力作用，膜上薄下厚 。光照射到肥皂膜上，经前后 膜两次反射，又叠加在一起， 后膜反射光的路程比前膜反射 多2倍膜厚。若膜厚度2倍等于 波长整数倍，两列光波加强， 呈现明纹。若某种膜厚度2倍等 于半个波长奇数倍，此处两处 两列波互相减弱，出现暗纹。 膜厚度变化是连续的，就了现 明暗相间条纹。
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探究1：光是一种波
单 色
S1
光
S2
双缝
屏
7
双缝干涉图样
单
色
激 光
S1
束
S2
双缝
屏
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
图样有何特征？ 明暗相间 等间距 中央亮条纹
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源自文库
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1
S2
亮条纹 亮条纹
9
10
出现亮条纹的条件
亮条纹
s 2n•
2
（ n=0，1，2，3…）
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【思路点拨】判断屏上某点是亮条纹还是暗条纹，要
看该点到两个光源(双缝)的路程差与波长的比值.
【自主解答】选C.单色光f1的波长
λ1=
c f1
= 3 1 0m8 =0.6×10-6 m=0.6 μm，
5.0 1014
单色光f2的波长
λ2=
c f2
=
3m10=8 0.4×10-6
7.5 1014
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探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1
S2
λ/2
暗条纹
12
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出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹 暗条纹
s 2n• （ n=0，1，2，3…）
2
s2n1• （ n=0，1，2，3…）
2
14
光的干涉
双缝干涉
激 光 束
双 缝
屏上看到明暗相间的条纹 结论:光是一种波
屏
15
观察思考？
1、改变光屏到双缝的距离L，观察干涉条纹的间 距有何变化？ 2、改变双缝的间距d，观察干涉条纹的间距有何 变化？ 3、分别用红光和紫光照射双缝，观察干涉条纹 的间距有什么不同？ 想一想，双缝干部涉条纹的间距可能与哪些因素 有关？
29
【例2】（2010·福州高二检测）关于杨氏双缝干涉实验
，下列说法正确的是（ B ）
A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 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.照射单缝的单色光的波长越短，光屏上出现的条纹宽 度越宽