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第一章动量守恒定律4.3光的干涉人教版(2019)高中物理选择性必修第一册
雨后公路积水,上面漂浮的油膜经常显现出彩色条纹或图样。彩色条纹是怎样形成?
学习目标1.了解相干光源,知道光的干涉条件,知道杨氏干涉实验的设计原理。2.通过光的双缝干涉实验,认识双缝干涉图样的特征。3.知道光的路程差的概念,知道产生明暗条纹的条件和相邻两个亮(暗)条纹中心间距与波长的关系。4.知道薄膜干涉的原理并能解释一些现象。
一、光的双缝干涉光是一种电磁波,光也能发生干涉现象。1801年,英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。托马斯·杨
一、光的双缝干涉1.装置特点:①双缝到单缝的距离相等②双缝很近,缝很窄d=0.1mm2.滤光片作用:获得单色光(频率相同).3.单缝作用:获得一束线光源(振动情况相同)4.双缝作用:获得两个频率相同、振动完全相同的相干光源.
1.光的双缝干涉实验:(1)实验装置:单色光(激光是相干光)、双缝、屏(2)实验过程:一束平行单色激光射到狭缝后面的挡板上,两狭缝成了两个相位和振动方向相同的波源;两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加。(3)实验现象:来自两个波源的光在一些位置互相加强,在另一些位置互相减弱,在挡板后面的屏幕上得到明暗相间的条纹。(4)实验结论:光的干涉现象证明光是一种波。一、光的双缝干涉
2.光的干涉(1)干涉现象:两列相干光在空间传播时相遇,将再相遇区域发生波的叠加,在某些区域加强,在另一些区域减弱,且加强区和减弱区相互间隔、稳定存在,这种现象称为光的干涉。产生的图样叫做干涉图样。(2)干涉条件:两列光波的光源频率相同、振动方向相同、相位差恒定(3)相干光源:能发生干涉的两列波成为相干光,两个光源称为相干光源,相干光源可以用同一束光分成两列而获得,成为分光法。一、光的双缝干涉
杨氏双缝干涉实验
单色光的双缝干涉图样①明暗相间的条纹,中央亮条纹②条纹间距相等③同样条件下,红光条纹间距大杨氏双缝干涉实验证明了光是一种波
中央亮纹,?x=0第1暗纹,?x=λ/2第1亮纹,?x=λ第2暗纹,?x=3λ/2第2亮纹,?x=2λ双缝干涉规律亮纹:光程差为波长的整数倍(n=0,1,2…)暗纹:光程差为半波长的奇数倍(n=0,1,2…)
二、干涉分析S1S2P1P1.出现亮条纹和暗条纹的条件(1)出现亮条纹的条件:两个光源与屏上某点的距离之差等于半个波长的偶数倍时,两列光波在这点相互加强,这里出现亮条纹。(2)出现暗条纹的条件:两个光源与屏上某点的距离之差等于半个波长的奇数倍时,两列光波在这点相互加强,这里出现暗条纹。
S1S2P1P三、干涉的条纹与光的波长之间的关系
双缝S1S2屏幕什么是干涉条纹的间距(条纹宽度)?△x△x条纹间距的含义:相邻两条亮纹(或暗纹)中心之间的距离叫做条纹间距。亮纹是指最亮的地方,暗纹是最暗的地方,从最亮到最暗有一个过渡,条纹间距实际上是最亮和最亮或最暗和最暗之间的距离。Ld
【思考】第n条亮纹到中央亮纹的距离是多少?相邻两个明(或暗)条纹之间的距离
保持L、d不变,用不同的单色光进行实验,红光的条纹间距最大,紫光的最小。双缝干涉亮(暗)纹间距的公式相邻明(暗)纹间的距离大小的影响因素:波长λ、双缝间距d、双缝与屏间的距离l
白光的干涉图样特点:(1)明暗相间的彩色条纹;(2)中央为白色亮条纹;(3)干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的;(4)在每条彩色亮纹中红光总是在外侧,紫光在内侧。
四、薄膜干涉
薄膜干涉成因:由于重力的作用,肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。光照向薄膜时,会在薄膜的前后两个表面反射出来两列频率、步调完全相同的光波,这两列反射光相互叠加,发生干涉,称为薄膜干涉。光程差为波长的整数倍,形成亮条纹。光程差为半波长的奇数倍,形成暗条纹。单色光照射白光照射时,因白光中不同颜色的光的波长不同,会在不同的位置相互加强,所形成的亮条纹的位置也会不同。薄膜上不同颜色的条纹相互交错,看上去就是彩色的。
??ABd1d2d3d4单色光照射???薄膜厚度变化越大条纹越密集薄膜厚度变化越小条纹越稀疏
如果被检表面是平的,产生的干涉条纹就是平行的,如图(b)所示;如果观察到的干涉条纹如图(c)所示,则表示被检测表面微有凸起或凹下,这些凸起或凹下的地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达10-6cm。(a)(b)(c)单色光标准样板薄片
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我是一名长期耕耘在湖南湘西地区基层高中的教师,已带过5届高三毕业班,多年的高中班主任,备课组组长,我想把我们自己制作的教学课件和高考研习心得收获分享给大家,为大家提供高考相关资料和高中各学科的自制教学课件,助力更多的孩子们一起成长!
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