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第四章光第3节光的干涉《选择性必修第一册》(人教版)
肥皂泡看起来常常是彩色的
雨后公路积水,上面漂浮的油膜也经常显现出彩色条纹或图样
彩色条纹是怎样形成?
一、光的双缝干涉现象1.实验2.视频——杨氏双缝干涉(1801年)为什么会形成双缝干涉现象呢?
机械波的干涉两列频率相同的波(相干波)相遇时,在某些区域振动加强(波峰与波峰、波谷与波谷叠加),而在某些区域振动减弱(波峰与波谷叠加);且振动加强的区域与振动减弱的区域相互间隔.这种现象叫波的干涉水波的干涉3.相关知识复习
单缝双缝S1SS2屏获得两个振动情况完全相同的光源,叫相干光源(频率相同)②双缝的作用:①单缝的作用:获得所需光源4.实验分析:杨氏双缝干涉实验证明了光是一种波
二、对光的双缝干涉现象的解释1.干涉图样的特点:S1S2双缝屏幕P0中央亮纹由于S1S2到中央亮纹的距离是相等的,又由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同,那么,当其中一条光线传来的是波峰时,另一条传来的也一定是波峰,其中一条光线传来的是波谷时,另一条传来的也一定是波谷,在P点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,故出现亮纹。光程差δ=S2P0-S1P0=0
P1第一亮纹取P0点上方的点P1,若从S1S2发出的光到P1点的光程差,正好等于一个波长δ=S1P1-S2P2=λ,则当其中一条光线传来的是波峰时,另一条传来的也一定是波峰,其中一条光传来的是波谷时,另一条传来的也一定是波谷,在P1点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,P1点总是振动加强的地方,故出现亮纹。λ第一条亮纹的形成原因分析光程差δ=S2P1-S1P1=λ双缝S1S2屏幕
P2第二亮纹2λ第二条亮纹的形成原因分析光程差δ=S2P2-S1P2=2λ双缝S1S2屏幕
双缝S1S2屏幕P1第一亮纹δ=λP中央亮纹δ=0P2第二亮纹δ=2λP3/第三亮纹δ=3λP3第三亮纹δ=3λP2/第二亮纹δ=2λP1/第一亮纹δ=λ当光程差δ=nλ时出现亮纹以此类推
当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,故出现暗纹。2.暗条纹形成的原因取P0点上方的点Q1,与两个狭缝S1、S2光程差δ=S1Q1-S2Q1=λ/2光程差δ=λ/2Q1第一暗纹δ双缝S1S2屏幕
取P0点上方的点Q2,与两个狭缝S1、S2光程差δ=S1-S2=3λ/2当其中一条光传来的是波峰,另一条传来的就是波谷,其中一条光线传来的是波谷,另一条传来的一定是波峰,Q2点总是波峰与波谷相遇,振幅最小,Q2点总是振动减弱的地方,故出现暗纹。δ=3λ/2Q1第一暗纹δ双缝S1S2屏幕Q2第二暗纹
双缝S1S2屏幕Q1第一暗纹δ=λ/2Q2第二暗纹δ=3λ/2Q3/第三暗纹δ=5λ/2Q3第三暗纹δ=5λ/2Q2/第二暗纹δ=3λ/2Q1/第一暗纹δ=λ/2当光程差δ=(2n+1)λ/2,即半波长奇数倍时,出现暗纹。以此类推
(1)空间的某点距离光源S1和S2的光程差为0、λ、2λ、3λ等波长的整数倍(半波长的偶数倍)时,该点为振动加强点。(2)空间的某点距离光源S1和S2的光程差为λ/2、3λ/2、5λ/2等半波长的奇数倍时,该点为振动减弱点。3.总结规律光程差δ=kλ(k=0,1,2,3……)光程差δ=(2k+1)λ/2(k=0,1,2,3……)暗纹产生明、暗条纹的条件亮纹:光程差δ=kλ(k=0,1,2,3……)暗纹:光程差δ=(2k+1)λ/2(k=0,1,2,3……)亮纹
三、干涉条纹与光的波长之间的关系
猜想:在其它条件不变的情况下,不同颜色的光,条纹间距不同。
1、红光:波长范围:625~740nm;2、橙光:波长范围:590~610nm;3、黄光:波长范围:570~585nm;4、绿光:波长范围:492~577nm;5、靛光:波长范围:420~440nm;6、蓝光:波长范围:440~475nm;7、紫光:波长范围:380~420nm。生活中有没有见过光的干涉现象呢?
四、薄膜干涉在酒精灯的灯芯上撒一些食盐,灯焰就能发出明亮的黄光。把铁丝圈在肥皂水
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