粤教版高中物理选修3-4光的干涉.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 三 一、双缝干涉现象 1.干涉实验 将一激光笔发出的光照射在双缝上,双缝平面平行于墙壁,在墙壁上即可观察到光的干涉图样——明暗相间的条纹。 2.明暗条纹的成因 和机械波的干涉一样,激光笔发出的单色光经过双缝后成为两列频率相同的光,它们在空间产生干涉,某些区域得到了加强,出现明条纹;某些区域得到了削弱,出现暗条纹;而且这些明暗的区域也是相同的,从而形成了光的干涉图样。 目标导航 预习导引 一 二 三 把两支同样的激光笔发出的光射向墙上的同一个地方,能观察到明暗相间的干涉条纹吗? 提示 不能。两支激光笔属于各自独立发光的光源,两者发出的光是非相干光,因此它们照射到同一点上时不发生干涉,所以无干涉条纹。 目标导航 预习导引 一 二 三 二、光产生干涉的条件 1.干涉条件:两列光的频率相同、相差恒定、振动方向相同,即光波为相干光波。 2.相干光源:发出的光能够产生干涉的两个光源。 3.当两列相干光波到达明(暗)干涉条纹的位置的路程差等于半波长的偶数倍时(即恰好等于波长的整数倍时),两列光波在这点相互加强,出现明条纹;当路程差等于半波长的奇数倍时,两列光波在这点相互削弱,出现暗条纹。 4.光程:介质的折射率n与光在该介质中传播的几何路程的乘积nr。 5.光程差:两列相干光从相位相同的地方达到空间某点P的光程的差。 目标导航 预习导引 一 二 三 6.如果两列光不是在真空或空气中传播,而是在折射率为n(绝对折射率)的介质中传播,对明暗条纹判断时,若光的波长还是用光在真空或空气中的波长,则路程差应换为光程差。 7.在双缝干涉实验中,如果观察屏(墙)到双缝挡板的距离为L,双缝之间的距离为d,光的波长为λ,则观察屏(墙)上的相邻明条纹(或暗条纹)间的距离 目标导航 预习导引 一 二 三 三、薄膜干涉 薄膜干涉的成因:竖直放置的肥皂液膜由于重力的作用,从膜的上部到膜的下部,厚度逐渐增加,形成了楔子形状。因此,在膜不同的地方,其内、外表面反射光的光程差不同,因而在不同的地方形成明条纹和暗条纹。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 一、杨氏双缝干涉实验 杨氏双缝干涉的装置如图: 1.单缝屏的作用:获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动情况,如果用激光直接照射双缝,可省去单缝屏。没有激光时,用强光照亮一条狭缝,通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光。 2.双缝屏的作用:平行光照射到单缝S上,又照到双缝S1、S2上,这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。 3.干涉是波特有的现象,杨氏双缝干涉实验证明了光是一种波。 4.两个一般的光源或同一光源的两部分发出的两束光,互相叠加时并不产生干涉现象。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 【例1】 在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),已知红光与绿光的频率、波长均不相等,这时(　　) A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条纹消失 B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的双缝干涉条纹仍然存在 C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮 D.屏上无任何光亮 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 解析:两列光波发生干涉的条件之一是频率相同,利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光,在光屏上形成干涉条纹,但用绿色滤光片和红色滤光片分别挡住两条缝后,红光和绿光频率不相等,不能发生干涉,因此屏上不会出现干涉条纹。但由于红光和绿光可通过各自的单缝,因此屏上仍有光亮。故选项C正确。 答案:C 思路分析:解答此类问题的关键是明确两列光波发生干涉的条件,知道不同色光的频率不同。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 1、由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上,不会产生干涉现象。这是因为(　　) A.两个光源发出光的频率不同 B.两个光源发出光的强度不同 C.两个光源的光速不同 D.这两个光源是彼此独立的,不是相干光源 解析:本题考查相干光的条件,题中两光源发的光都是白光,频率不确定,没法比较,选项A错误。光的强度对光是否发生干涉没有影响,选项B错误。光速在真空中是确定的,但它对光的干涉也没影响,选项C错误。两个独立光源,发光的频率是不相同的,不是相干光源,不能产生干涉现象,选项D正确。 答案:D 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 二、决定干涉条纹间距的条件 1.频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加,如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致,即振动方向总是相同;暗条纹处振动步调总相反。 2.判断屏上某点是亮条纹还是暗条纹,要看该点到两个光源(双缝)的路程差与波长的比值。应记住