2024_2025学年新教材高中物理第4章光3.光的干涉课件新人教版选择性必修第一册.pptxVIP

;学习目标;;一、光的双缝干涉

1.双缝干涉实验的过程

让一束单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上,两条狭缝相距很近。狭缝就成了两个波源,它们的频率、相位和振动方向总是相同的。这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加,发生干涉现象;来自两个光源的光在一些位置相互加强,在另一些位置相互削弱,因此在挡板后面的屏上得到

的条纹。?

加强处为亮条纹,减弱处为暗条纹

2.光发生干涉的条件

两列光的频率、相位差恒定、振动方向相同。?;判断屏上亮暗条纹的依据

3.双缝干涉实验中出现明暗条纹的条件

(1)亮条纹:当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的时(即恰好等于波长的整数倍时),两列光波在这点相互加强,这里出现亮

条纹;?

(2)暗条纹:当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的时,两列光波在这点相互削弱,这里出现暗条纹。?;二、干涉条纹和光的波长之间的关系

1.条纹间距和光的波长的关系

在双缝干涉实验中,单色光的波长为λ,双缝中心之间的距离为d,双缝到屏的距离为l,如图所示,则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距Δx=。?

2.各种颜色的光都会发生干涉,在其他条件不变的情况下,用红、黄、蓝光分别做双缝干涉实验,条纹间距最大的是光,条纹间距最小的是光。;三、薄膜干涉

1.成因

通常而言,不同位置的液膜,厚度不同,因此在膜上不同的位置,来自前后两个面的反射光的不同。在某些位置,光波叠加后相互加强,出现了亮条纹;在另一些位置,叠加后相互削弱,出现了暗条纹。?

【要点提示】同一条纹上膜的厚度相等。

2.应用

(1)检测光学平面的平滑度。

(2)光学元件表面的增透膜或反射膜。;情境链接

雨后公路积水上面漂浮的油膜,常常显现出彩色条纹,它是怎样形成的呢?

教材拓展

阅读教材P97,在推导“相邻亮(或暗)条纹的中心间距”公式的过程中,采用了哪些近似计算?试写出暗条纹中心的位置坐标。;易错辨析

(1)两只完全相同的灯泡发出的光能产生干涉现象。()

(2)双缝干涉实验中,双缝的作用是产生两束相干光。()

(3)用单色光做双缝干???实验时在屏幕上出现明暗相间的条纹。()

(4)中央亮条纹处到两缝的路程差为零,因此不管光的波长为多大,此处总为亮条纹。()

(5)用红、蓝色光分别照射同一双缝,在屏幕上相邻的红色条纹间距小于蓝色条纹间距。()

(6)观察肥皂液膜的干涉现象时,观察者应和光源在液膜的同一侧。()

(7)光的干涉现象说明光具有波动性。();;;;2.屏上某处出现亮、暗条纹的原因: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是相反。

3.产生亮、暗条纹的条件

(1)亮条纹产生的条件:屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。即|PS1-PS2|=kλ=2k·(k=0,1,2,3,…)。

k=0时,PS1=PS2,此时P点位于屏上的O处,为亮条纹,此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹。k为亮条纹的级次。

(2)暗条纹产生的条件:屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍。即|PS1-PS2|=(2k-1)·(k=1,2,3,…),k为暗条纹的级次,从第1级暗条纹开始向两侧展开。;特别提示双缝干涉的条件必须是相干光源,且双缝间的间距必须很小。;;解析两束光能发生干涉的条件之一是频率相等。利用双缝将一束光分成能够发生干涉的两束光,在屏上形成干涉条纹,但分别用红色滤光片和绿色滤光片挡住两条缝后,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,但屏上仍会有光亮,故C正确。;对点演练

1.(2024江西九江高二期末)某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象,其中A为单缝屏,B为双缝屏,C为光屏。当让一束阳光照射A屏时,C屏上并没有出现干涉条纹,移走B后,C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是()

A.单缝S太窄

B.单缝S太宽

C.S到S1和S2距离不相等

D.阳光不能作为光源;解析双缝干涉中单缝的作用是获得线光源,而线光源可以看成是由许多个点光源沿一条线排列组成的,这里观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽,得不到线光源。故选项B正确。;角度2双缝干涉中亮暗条纹的判断

【例题2】(2024湖北孝感高二月考)在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差为0.6μm,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,试分析判断P点应出现亮条纹还是暗条纹?分别为第几条亮条纹或暗条纹?(光在真空中的传播速度c=3