高中物理选修3-4《光的干涉》.ppt

1、光的干涉;光 是什么— 17世纪的两种学说; ? 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;1801年，英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功的观察到了光的干涉现象．;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。;单色光;;;10;亮条纹;;13;亮条纹;;观察思考？;17;白光;结论：;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？;21;产生原因是当肥皂膜竖直放置，由于重力作用，膜上薄下厚。光照射到肥皂膜上，经前后膜两次反射，又叠加在一起，后膜反射光的路程比前膜反射多2倍膜厚。若膜厚度2倍等于波长整数倍，两列光波加强，呈现明纹。若某种膜厚度2倍等于半个波长奇数倍，此处两处两列波互相减弱，出现暗纹。膜厚度变化是连续的，就了现明暗相间条纹。;光的干涉现象在技术中的应用;24;;b.增透膜 ;因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以增透膜的厚度为绿光在增透膜中波长的1/4。以增大绿光的透射强度。 因为红光与紫光反射强度大，所以照相机的镜头常呈淡紫色或蓝色;【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;【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;【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;【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.;【典例2】在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm,若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz 的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是 A.单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹 B.单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹 C.单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹 D.单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹;【自主解答】选C.单色光f1的波长 λ1= = m=0.6×10-6 m=0.6 μm， 单色光f2的波长 λ2= m=0.4×10-6 m=0.4 μm， 因P点到双缝的距离之差Δx=0.6 μm=λ1,所以用f1照 射时P点出现亮条纹.Δx=0.6 μm= λ2,所以用f2照 射时P点出现暗条纹，故选项C正确.;【例3】关于光在竖直肥皂液薄膜上产生的干涉现象，下列说法中正确的是（ ） A.干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两表面发生反射，形成的两列光波叠加的结果 B.若出现明暗相间的条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀的 C.用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射间距小 D.薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的;