选修3-4-13光全章详解.ppt

地上的油膜 肥皂泡 回顾：双缝干涉实验： 1、单色光干涉时观察到什么现象？ 2、条纹间距的计算公式？ 红滤色片 单缝 双缝 S1 S S2 屏幕 问题：我们用此装置来做白光的干涉实验会观察到什么现象呢？ 结论：不同颜色的光波长不同 单缝 双缝 S1 S S2 屏幕 1、现象： ①中央为白色亮条纹 ②明暗相间的彩色条纹 ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的 白光的双缝干涉 2、结论： 由白光是由多种颜色的光组成，是复色光。发生干涉时不同颜色的条纹间距不同，白光被分解了。 衍射时不同色光的亮条纹的位置不同，于是各种色光就区分开了 白光的衍射： 1、人眼视网膜上的两种感光细胞 视杆细胞：对光敏感，不能区分不同波长（频率）的光 视锥细胞：对光敏感度不如视杆细胞，但能区分不同波长 （频率）的光，人眼依靠视锥细胞分辨颜色。 光的颜色 波长λ(nm) 频率 f(1014Hz) 光的颜色 波长λ(nm) 频率 f(1014Hz) 红 760～630 3.9～4.8 绿 570～500 5.3～6.0 橙 630～600 4.8～5.0 青 蓝 500～450 450～430 6.1～6.7 6.7～7.0 黄 600～570 5.0～5.3 紫 430～400 7.0～7.5 表一：各色光在真空中的波长和频率 光的色散：含有各种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散。 2、光谱 太阳光谱 铁电极弧光灯的光谱 原子状态氢光谱 氖光谱 钡光谱 分子状态氢光谱 钨丝白炽灯光谱 含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列称为光谱 水面上的油膜呈彩色 形状和颜色是怎样的呢？ 怎样形成的呢？ 四、薄膜干涉 1、单色光 实验：观察黄光的薄膜干涉 现象：薄膜两表面反射的光互相叠加而成的明暗条纹,条纹是水平排列. （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． （3）如薄膜厚度均匀变化，用单色光照射，条纹间距相等；用白光照射，在同一厚度某一波长的光反射后增强，另一波长的光也可能减弱，故呈现等间隔彩色条纹. 2、规律分析： （2）由于普通光相干长度极短，所以薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹． 镀层薄膜 在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁)。当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度恰好等于半个波长，因而互相抵，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。 增透膜 增透的条件是什么？即镀层薄膜的厚度至少多大？ 是否对所有颜色的光都有增透的作用？ 薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波长的1/4。??? 因为人眼对绿光最敏感，所以一般增 强绿光的透射，即当白光照到(垂直)增透膜上，绿光产生相消干涉，反射光中绿光的强度几乎是零。这时其他波长的光(如红光和紫光)并没有被完全抵消。因此，增透膜呈绿光的互补色——淡紫色。 薄膜干涉的应用——检查表面的平整程度 取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹 标准样板 待检部件 空气薄层 单色光 挡板 屏 双缝干涉示意图 演示实验 S1 S2 相当于两个 完全相同的光源 S1 S2 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 暗条纹的中心线 暗条纹的中心线 单色激光束 挡板 双缝干涉示意图 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）？ S1 S2 光屏上出现亮条纹（或暗条纹）的条件是什么？ 小组讨论： S1 S2 P1 ΔS P1S2－P1S1= ΔS 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 相干波源 探究：相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距Δx与什么有关？ 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线 探究： 相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距Δx与什么有关？ 单色光光源 挡板 屏 双缝干涉示意图 S1 S2 探究： 相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距Δx与什么有关？ S0 猜测： 1、S1、S2到屏之间的距离； 2、S1、S2之间的距离； 3、波长。 可以用实验证明： 当其他条件不变时，挡板到光屏之间距离L越大，相邻的亮条纹或暗条纹的间距△x越大。 当其他条件不变时，光的波长λ越大，相邻的亮条纹或暗条纹的间距△x越大。 当其他条