光的干涉高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx

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