光的干涉及应用.ppt
光的干涉及应用,彩虹摄于西藏阿里高原,地上的油膜,肥皂泡,光是在空间传播的某种波,光是一种物质微粒,光的本质是什么？,你赞同谁的观点？,干涉现象是波独有的特征，假设光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象,机械波干涉条件是什么？,频率相同,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,如果要观察到光的干涉现象需要什么条件？,相同的两个光源发出的光 这样的光叫相干光束,演示1,演示2,单色光,挡板,屏,双缝干涉示意图,S1,S2,光的干涉,1 实验原理,一、杨氏双缝干涉,S,单色激光束,挡板,屏,亮暗相间等距的条纹,双缝干涉示意图,你观察到了什么？,S1,S2,亮条纹的中心线,亮条纹的中心线,如果你是托马斯杨，你该如何解释光屏上出现的亮条纹（或暗条纹）？,讨论：,S,光的干涉,1 实验原理,2 双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹 1）明暗相间的条纹；2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距中央亮纹,一、杨氏双缝干涉,S1,S2,P1,S,P1S2P1S1=S,光程差,相当于完全相同的波源,S1、S2,双缝干涉,亮条纹,暗条纹,单色激光束,相干光束,光的干涉,1 实验原理,2 双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹 1）明暗相间的条纹；2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距中央亮纹,3波动理论解释1）当Sk（k=0,1,2）P1为加强点，该点则出现亮条纹2）当S(2k1)/2（k=0,1,2）P1为减弱点，该点则出现暗条纹,一、杨氏双缝干涉,探究：相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距x与什么有关？,亮条纹的中心线,亮条纹的中心线,小结：双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L越大，光的波长越大则相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距x越大。,理论上可以证明：,光的干涉,1 实验原理,2 双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹 1）明暗相间的条纹；2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距中央亮纹,3波动理论解释1）当Sk（k=0,1,2）P为加强点，该点则出现亮条纹2）当S(2k1)/2（k=0,1,2）P为减弱点，该点则 出现暗条纹,一、杨氏双缝干涉,4相邻两条明纹(或暗纹)间的距离x,L：屏到挡板间的距离L d：双缝的间距:光的波长,你能否根据所学的知识，设计一测量某种可见光波长的方案?,演示3,实验指导,装置：光源，滤光片，单缝，双缝，遮光筒，屏，测量头安装：筒测量头灯泡、透镜、遮光板双缝、单缝、滤光片调节与测量、,L螺旋侧微器,红光波长最大，紫光波长最小,白光,用白光做双缝干涉实验，在屏上会出现什么现象？,红光,兰光,亮暗相间彩色条纹,光的干涉,1 实验原理,2 双缝干涉现象：明暗相间且等距的条纹 1）明暗相间的条纹；2）相邻的明条纹（或暗条纹）等距中央亮纹,3波动理论解释1）当Sk（k=0,1,2）P为加强点，该点则出现亮条纹2）当S(2k1)/2（k=0,1,2）P为减弱点，该点则 出现暗条纹,一、杨氏双缝干涉,4相邻两条明纹(或暗纹)间的距离x,L：屏到挡板间的距离L d：双缝的间距:光的波长,光的干涉,1、光的干涉现象,1）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而某些地方减弱的现象。,2）干涉条件：相干光束（光源上同一点分出来的两个光源）,二、光的干涉,注：不同光源或同一光源上不同部分发出的光不会产生干涉现象。,例题:1801年，托马斯杨用双缝干涉实验研究了光波的性质1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域(2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为，在光屏上形成干涉条纹写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离x的表达式,（2）,（1）,所以,因为,地上的油膜,肥皂泡,产生原因：光的干涉（薄膜干涉）,让一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉.,薄膜干涉,1、在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中同一明条纹（暗条纹）应出现在膜的厚度相等的地方由于光波波长极短，所以微薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹,2、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，阳光下的肥皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉,3、薄膜于涉在技术上可以检查镜面和精密部件表面形状；精密光学透镜上的增透膜,光的干涉,1光的干涉现象,1）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而 某些地方减弱的现象。,2）干涉条件：相干光束（光源上同一点分出来的两个光源）,二、光的干涉,2薄膜干涉,注：不同光源或同一光源上不同部分发出的光不会产生干涉现象。,1）现象：明暗条纹,2）应用：,薄膜干涉的应用,a.增透膜,增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1/4。,薄膜干涉的应用,b.干涉法检查平面,光的干涉,1光的干涉现象,1）定义：两列光波相遇时叠加，在某些地方光被加强而 某些地方减弱的现象。,2）干涉条件：相干光束（光源上同一点分出来的两个光源）,二、光的干涉,2薄膜干涉,注：不同光源或同一光源上不同部分发出的光不会产生干涉现象。,1）现象：明暗条纹,2）应用：,a.干涉法检查平面,b.增透膜,1彩虹光的色散,三、其它光现象,2海市蜃楼光的全反射,彩虹光的色散,海市蜃楼光的全反射,中新网2004年3月16日电 据日本读卖新闻报道，15日上午11时30分左右(北京时间10时30分)，日本根室市职员谷口博之在北海道根室市海域的根室海峡上空，观测到了船悬于半空的海市蜃楼奇观，并将其拍摄下来。,练习1：,干涉实验中，用白光做光源，在屏上观察到彩色干涉条纹若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光片，这时（）A在屏上出现红色干涉条纹 B在屏上出现绿色干涉条纹C在屏上出现红绿相间的干涉条纹 D无干涉条纹,D,练习2：,关于光的干涉现象，下列说法正确的是（）A在双缝干涉实验中，亮条纹的宽度是不等的B在双缝干涉实验中，把入射光由红色光换成紫色光，相邻亮条纹间距变宽C只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象D频率不相同的两列光也能发生干涉现象,C,
