班附加：光的干涉衍射色散.ppt

波的叠加 两列波相遇时，在波的重叠区域，任何一个质点的位移、速度、加速度，都等于两列波分别引起的位移、速度、加速度的矢量和。??????????????????????????????????? 波的干涉 频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔，这种现象叫波的干涉，形成的图样叫做波的干涉图样。 强调： 振动加强的点的振动总是加强的，振动减弱的点的振动总是减弱的。 相干条件 频率相同，振动方向一致，相差恒定（步调差恒定） 光的干涉 实验结果表明：两个独立热光源的光波相遇得不到干涉现象 杨氏双缝干涉实验 激光 白光或单色光 0.8mm的双缝 单色光：形成明暗相间的条纹 白光: 明暗相间的彩色条纹 若S1、S2光振动情况完全相同 出现亮条纹条件: （n=0、1、2、3…） 出现暗条纹条件: （n=0、1、2、3…） 推导过程 得 亮纹中心距 P P 暗纹中心距 P P 相邻两个亮条纹或暗纹中心相距 单色光双缝干涉条纹特点 相邻两个亮条纹或暗纹中心相距 明暗条纹，并且条纹之间的间距是相等的，各个条纹的亮度是基本相同的 白光双缝干涉条纹特点 相邻两个亮条纹或暗纹中心相距 1.明暗相间的彩色条纹 2.中央条纹是白色的 3.每个亮条纹靠近中央亮纹一边为紫色,另一边为红色 如图所示的双缝干涉实验装置中，当使用波长为 的橙光做实验时，光屏中心点Ｐ点及其上方的P１点形成两条相邻的亮纹；若换用波长为 的紫光重复上述实验，在Ｐ和P1点形成的亮、暗纹情况是（ ） Ａ．Ｐ和P1都是亮纹 　　 Ｂ．Ｐ是亮纹，P1是暗纹 Ｃ．Ｐ是暗纹，P1是亮纹 Ｄ．Ｐ和P1都是暗纹 B 薄膜干涉 关于薄膜干涉要清楚如下几个问题： （1）是哪两列光波发生干涉； （2）应该从哪个方向去观察干涉图样； （3）条纹会向哪个方向侧移(厚度变化时) 水平的明暗相间的黄色条纹．呈现黄色是因为酒精灯火焰中放入了钠盐 . 思考:生活中的肥皂泡为什么是彩色的? 例1:用干涉法检查平面 关于薄膜干涉要清楚如下几个问题： （1）是哪两列光波发生干涉； （2）应该从哪个方向去观察干涉图样； （3）条纹会向哪个方向侧移(厚度变化时) 出现亮条纹条件: 例2:增透膜 在众多的光学系统中，一个相当重要的组成部分是镜片上能降低反射的镀膜。在很多应用领域中，增透膜是不可缺少的，否则，无法达到应用的要求。 就拿一个由18块透镜组成的35mm的自动变焦的照相机来说，假定每个玻璃和空气的界面有4%的反射，没有增透的镜头光透过率为27%，镀有一层膜（剩余的反射为1.3%）的镜头光透过率为66%，镀多层膜（剩余的反射为0.5%）的为85%。 原理：利用薄膜干涉，在透镜表面涂一层薄膜(常用氟化镁)，当薄膜厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4时，在薄膜的两个上表面反射的光，光程差恰等于半个波长，互相抵消，大大减少了光的反射损失，增强透射光的强度．这层薄膜叫增透膜． 登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5，所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？ 例3:牛顿环 如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是 （ ）A．干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B．干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的 光的衍射现象 光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象 产生明显衍射的条件： 障碍物或孔（缝）的尺寸与波长可比（相差不多）或更小。 紫外线的频率为8.1×1014Hz 单缝衍射 不同缝宽的单缝衍射 不同波长的单缝衍射 1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大． 2、单缝不变时，光波越长的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大． 3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央白色条纹，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色． 单缝衍射的条纹特点 明暗相间的间距不等的同心圆环 圆孔衍射