高二物理《光的干涉》.ppt
光的干涉,光到底是什么？,光到底是什么？,17世纪明确形成了两大对立学说,光到底是什么？,17世纪明确形成了两大对立学说,牛顿,惠更斯,光到底是什么？,17世纪明确形成了两大对立学说,牛顿,惠更斯,微粒说,波动说,光到底是什么？,17世纪明确形成了两大对立学说,牛顿,惠更斯,微粒说,波动说,由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风,光到底是什么？,17世纪明确形成了两大对立学说,牛顿,惠更斯,微粒说,波动说,由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风,19世纪初证明了波动说的正确性,光到底是什么？,17世纪明确形成了两大对立学说,牛顿,惠更斯,微粒说,波动说,19世纪初证明了波动说的正确性,由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风,19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说：光具有粒子性,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。,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，相位差一定）,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？,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？,思考2：有没有什么方法可以获得相干光频率相同的光呢？,（频率相同，相位差一定）,相干波源,如果两个光源发出的光能够产生干涉，这样的两个光源叫做相干光源。我们在上一章学过，两列波要产生干涉，它们的频率必须相同，而且相位差要保持不变。只有这样，一旦它们在空间某点产生的震动相互加强，才会一直是相互加强的关系，否则不可能出现干涉现象。室内的白炽灯是各种独立的光源，不符合产生干涉的条件。所以房间里的两盏灯发出的光不会发生干涉。,天才的设想,巧妙解决了相干光问题,光束,双缝,单缝,屏幕,S1,S2,S,红滤色片(激光),天才的设想,巧妙解决了相干光问题,托马斯杨,光束,双缝,单缝,屏幕,S1,S2,S,红滤色片(激光),天才的设想,巧妙解决了相干光问题,托马斯杨,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。,光束,双缝,单缝,屏幕,S1,S2,S,红滤色片(激光),杨氏双缝实验被评为十大物理实验之一。,天才的设想,巧妙解决了相干光问题,实验演示：,用氦氖激光器演示光的双缝干涉,请播放光的干涉.asf,现象：出现明暗相间条纹。,实验演示：,用氦氖激光器演示光的双缝干涉,现象：出现明暗相间条纹。,实验演示：,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。,用氦氖激光器演示光的双缝干涉,现象：出现明暗相间条纹。,实验演示：,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。,用氦氖激光器演示光的双缝干涉,讨论：明和暗为什么相间（依次出现）呢？,P1,P,P2,讨论：明和暗为什么相间（依次出现）呢？,P1,P,P2,P1S2P1S1=d,讨论：明和暗为什么相间（依次出现）呢？,P1,P,P2,P1S2P1S1=d,光程差,讨论：明和暗为什么相间（依次出现）呢？,P1,P,P2,P1S2P1S1=d,光程差,思考：当P1 点外移时光程差怎么变？,讨论：明和暗为什么相间（依次出现）呢？,P1,P,P2,P1S2P1S1=d,光程差,思考：当P1 点外移时光程差怎么变？,（变大）,S1,S2,d,P,S1,S2,d,P,S1,S2,d,P,S1,S2,d,P,S1,S2,d,P,光程差d=0，S1、S2步调一致，该点振动加强。（明）,S1,P1S1,S2,P1S2,P1,d,P1,光程差d=/2，S1、S2在P1处步调相反，该点振动减弱。(暗）,S1,P1S1,S2,P1S2,P1,d,P1,S1,S2,d,P,P2,S1,S2,d,P,P2,S1,S2,d,P,P2,S1,S2,d,P,P2,S1,P1S1,S2,P1S2,P2,d,P2,光程差d=，S1、S2在P2处步调一致，该点振动加强。（明）,S1,S2,d,P,P2,S1,P1S1,S2,P1S2,P2,d,P2,双缝干涉图样分析,P1S2P1S1=S,（1）出现亮条纹和暗条纹的条件,亮条纹,光程差,暗条纹,双缝干涉图样分析,P1S2P1S1=S,（1）出现亮条纹和暗条纹的条件,亮条纹,暗条纹,光程差,双缝干涉图样,图样有何特征？,单色激光束,双缝,S1,S2,屏,双缝干涉图样,单色激光束,双缝,S1,S2,屏,亮条纹的中心线亮条纹的中心线,图样有何特征？,双缝干涉图样,图样有何特征？,双缝干涉图样,图样有何特征？中央亮条纹，明暗相间，等间距,【探究1】相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距x与什么有关？,【探究1】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,【探究1】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,【探究1】d减小，其他条件不变，x如何变化？,【探究1】d减小，其他条件不变，x如何变化？,请播放光的干涉动画.swf,【探究2】L增大，其他条件不变，x如何变化?,【探究2】L增大，其他条件不变，x如何变化?,d,【探究2】L增大，其他条件不变，x如何变化?,屏B,d,L2,【探究2】L增大，其他条件不变，x如何变化?,屏A,屏B,d,L1,L2,【探究3】波长增大，其他条件不变，x如何变化?,【探究3】波长增大，其他条件不变，x如何变化?,探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。,亮,【探究3】波长增大，其他条件不变，x如何变化?,探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。,亮,亮,【探究3】波长增大，其他条件不变，x如何变化?,探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。,亮,亮,亮,【探究3】波长增大，其他条件不变，x如何变化?,探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。,亮,亮,亮,亮,【探究3】波长增大，其他条件不变，x如何变化?,探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。,亮,亮,亮,L,亮,【探究3】波长增大，其他条件不变，x如何变化?,探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。,【探究3】波长增大，其他条件不变，x如何变化?,探究工具：干涉图样、直尺、记号笔。,亮,亮,L,亮,亮,L,【结论】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。,【结论】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。,【结论】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:,
