高中物理选修3-4《光的干涉》(修改).ppt

光 是什么— 17世纪的两种学说 牛顿的微粒说 【例1】关于光的干涉，下列说法正确的是 A.只有频率相同的两列光波才能产生干涉 B.频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定 C.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹 D.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹 A、C 【标准解答】选A、C.两列波产生干涉时，频率必须相同，否则不可能产生干涉现象，而不是干涉不稳定，故A正确、B错.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹；若该路程差是光半波长的奇数倍时出现暗条纹（注意是半波长而不是波长），故C正确、D错. 【变式训练】（2010·南京高二检测）下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( ) A.单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C.光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹 D.在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生 B 【解析】选B.在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光源有惟一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故选项A错误、B正确.在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗纹，选项C错误.两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，故选项D错误. 【例2】（2010·福州高二检测）关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ） A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 C.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹 D.照射单缝的单色光的波长越短，光屏上出现的条纹宽度越宽 B 【自主解答】选B.用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，故A错.用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，故B正确.红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，故C错.单色光的波长越短，光屏上出现的条纹越窄，故D错. * * * * * 1、光的干涉 第五章 光的波动性 惠更斯的波动说 对光本性的认识，人类经历了十分漫长的过程，牛顿认识光是一种粒子流，与牛顿同时代的惠更斯则认为光是波，他开创了光的波动论。 ? 假如你认为光是波，准备通过哪些物理现象来证明呢？ 假设光真的是一种波 我们必然能看到波特有的现象 天才的设想 光束 单缝 双缝 红滤色片 (激光) 屏幕 s0 s1 s2 托马斯·杨 杨氏双缝实验被评为十大最美丽实验之一。 巧妙解决了相干光问题 用一束平行的红色激光束照射有两条狭缝（也称双缝）S1和S2的档板（S1和S2相距0.1m），观察挡板后面与档板平行的屏幕上所出现的条纹。 观察思考？ 一、双缝干涉 单色光 屏 S1 S2 双缝 探究1：光是一种波 一、双缝干涉 思考：在屏幕上可以观察到什么？ 单色激光束 屏 条纹间距相等 双缝干涉图样 图样有何特征？ 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 双缝 中央亮条纹 明暗相间 亮条纹 亮条纹 λ 探究2： 出现明暗相间条纹的条件 S1 S2 亮条纹 出现亮条纹的条件 （ n=0，1，2，3…） 暗条纹 探究2： 出现明暗相间条纹的条件 S1 S2 λ/2 亮条纹 暗条纹 出现亮条纹和暗条纹的条件 （ n=0，1，2，3…） （ n=0，1，2，3…） 光的干涉 双缝干涉 激光束 双缝 屏 屏上看到等间距明暗相间的条纹 结论:光是一种波 思考：用不同的色光做实验，得到的干涉图样一样吗？ 白光 红光 兰光 … … 白光的干涉图样是： 中央是白色条纹，两侧是彩色条纹 观察：条纹的间距与波长λ的关系？ 亮 亮 L L 屏 屏 亮 亮 亮 d2 d1 亮 L L 屏 屏 观察：条纹的间距与双缝间距d的关系？ 屏A 屏B L1 L2 d 两狭缝之间距离d不变 观察：条纹的间距与缝屏间的距离L的关系？ 白光 ＋ 干涉图样分析 红光 蓝光 亮暗相间彩色条纹 …… …… 2、相邻明（暗）纹间的距离大小： ① 双缝之间的距离d: 双缝与屏间的距离 l : S1 S2 P1 P l 波长越大，相邻的亮纹间距越大 波长λ: ② d越小，相邻的亮纹间距越大 ③ L越大，相邻的亮纹间距越大 （1）影响因素： （2）相邻亮纹间距计算公式： 用一根吸管蘸一点肥皂溶液，可以吹出一串肥皂泡，每个肥皂泡都呈现出五颜六色，你能解释这个现象吗？