2017-2018學年高中物理 第五章 光的波動性 第1講 光的干涉課件 教科版選修3-4.ppt

第1講光的干涉,目標定位1.知道光的干涉現象，知道光是一種波.2.理解相干光源和產生干涉現象的條件.3.理解明暗條紋的成因及出現明暗條紋的條件.4.理解薄膜干涉的成因，知道薄膜干涉的現象和應用,一、雙縫干涉11801年，英國物理學家托馬斯楊在實驗室里成功地觀察到了光的干涉2雙縫干涉：紅色激光束垂直射到兩條狹縫上，在它的后面的屏幕上看到了_的條紋，且條紋間距相等，這表明兩束光在疊加區(qū)域內發(fā)生了干涉,明暗相間,偶數倍,整數倍,頻率,二、薄膜干涉1原理：以肥皂膜為例，單色光平行入射到肥皂泡液薄膜上，由液膜前后兩個表面反射回來的兩列光是相干光，它們相互疊加產生干涉，肥皂泡上就出現了_的條紋或區(qū)域2應用：檢查平面的平整程度.,明暗相間,1實驗裝置示意圖實驗裝置如圖1所示，有光源、單縫、雙縫和光屏,一、雙縫干涉實驗,(1)單縫的作用：獲得一個線光源，使光源有唯一的頻率和振動情況也可用激光直接照射雙縫(2)雙縫的作用：這樣一束光被分成兩束頻率相同和振動情況完全一致的相干光2產生干涉的條件：兩列光的頻率相同、相位相同、振動方向相同本實驗中是靠“一分為二”的方法獲得兩個相干光源的,3干涉圖樣(1)若用單色光作光源，則干涉條紋是等間距的明暗相間的條紋(2)若用白光作光源，則干涉條紋是彩色條紋，且中間條紋是白色的4實驗結論：證明光是一種波,【例1】在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，已知紅光與綠光頻率、波長均不相等，這時()A只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在C任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D屏上無任何光亮,解析兩列光波發(fā)生干涉的條件之一是頻率相等，利用雙縫將一束光分成能夠發(fā)生疊加的兩束光，在光屏上形成干涉條紋，但分別用綠色濾光片和紅色濾光片擋住兩條縫后，紅光和綠光頻率不等，不能發(fā)生干涉，因此屏上不會出現干涉條紋，但仍有光亮答案C借題發(fā)揮明確兩列光波發(fā)生干涉的條件，知道不同色光的頻率不同，是對此類問題作出正確判斷的關鍵.,二、雙縫干涉圖樣中出現亮、暗條紋的條件,【例2】如圖2所示是雙縫干涉實驗裝置，使用波長為600nm的橙色光源照射單縫S，在光屏中央P處觀察到亮條紋，在位于P點上方的P1點出現第一條亮條紋中心(即P1到S1、S2的路程差為一個波長)，現換用波長為400nm的紫光源照射單縫，則()AP和P1處仍為亮條紋BP處為亮條紋，P1處為暗條紋CP處為暗條紋，P1處為亮條紋DP、P1處均為暗條紋,解析從單縫S射出的光波被S1、S2兩縫分成兩束相干光，由題意知屏中央P點到S1、S2距離相等，即分別由S1、S2射出的光到P點的路程差為零，因此中心是亮條紋，因而，無論入射光是什么顏色的光，波長多大，P點都是中央亮條紋而分別由S1、S2射出的光到P1點的路程差剛好是橙光的一個波長，即|P1S1P1S2|600nm橙，則兩列光波到達P1點振動情況完全一致，振動得到加強，因此，出現亮條紋,答案B借題發(fā)揮判斷屏上某點為亮條紋還是暗條紋，要看該點到兩個光源(雙縫)的路程差與半波長的比值，要記住路程差等于半波長偶數倍處出現亮條紋，等于半波長奇數倍處出現暗條紋，還要注意這一結論成立的條件是：兩個光源情況完全相同,針對訓練如圖3所示，用頻率為f的單色光(激光)垂直照射雙縫，在光屏的P點出現第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的距離之差|r1r2|應為(),1現象：光照到薄膜上，從膜的前表面和后表面反射回來的光再次相遇而產生的干涉現象兩反射光的路程差等于膜厚度的2倍2圖樣：以光照射肥皂泡為例，如果是單色光照射肥皂泡，肥皂泡上就會出現明暗相間的條紋或區(qū)域；如果是白光照射肥皂泡，液膜上就會出現彩色條紋，且每一條紋呈水平分布3應用：用干涉法檢查平面的平整程度；光學鏡頭上的增透膜,三、對薄膜干涉的理解,【例3】關于薄膜干涉，下列說法中正確的是()A只有厚度均勻的薄膜，才會發(fā)生干涉現象B只有厚度不均勻的楔形薄膜，才會發(fā)生干涉現象C厚度均勻的薄膜會形成干涉條紋D觀察肥皂液膜的干涉現象時，觀察者應和光源在液膜的同一側,解析當光從薄膜的一側照射到薄膜上時，只要前后兩個面反射回來的光波的路程差滿足振動加強的條件，就會出現明條紋，滿足振動減弱的條件就會出現暗條紋這種情況在薄膜厚度不均勻時才會出現；當薄膜厚度均勻時，不會出現干涉條紋，但也發(fā)生干涉現象觀察肥皂液膜的干涉現象時，觀察者應和光源在液膜的同一側答案D,