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人教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光3 光的干涉教课内容课件ppt
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光3 光的干涉教课内容课件ppt,共28页。PPT课件主要包含了彩色条纹是怎样形成,光的双缝干涉现象,机械波的干涉,水波的干涉,②双缝的作用,干涉图样的特点,以此类推,暗条纹形成的原因,δ3λ2,总结规律等内容,欢迎下载使用。
肥皂泡看起来常常是彩色的
雨后公路积水,上面漂浮的油膜也经常显现出彩色条纹或图样
2.视频——杨氏双缝干涉(1801年)
为什么会形成双缝干涉现象呢?
两列频率相同的波(相干波)相遇时,在某些区域振动加强(波峰与波峰、波谷与波谷叠加),而在某些区域振动减弱(波峰与波谷叠加);且振动加强的区域与振动减弱的区域相互间隔.这种现象叫波的干涉
获得两个振动情况完全相同的光源,叫相干光源(频率相同)
①单缝的作用:
杨氏双缝干涉实验证明了光是一种波
二、对光的双缝干涉现象的解释
P0 中央亮纹
由于S1S2到中央亮纹的距离是相等的, 又由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同,那么,当其中一条光线传来的是波峰时,另一条传来的也一定是波峰,其中一条光线传来的是波谷时,另一条传来的也一定是波谷,在P点总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇,振幅A=A1+A2为最大,P点总是振动加强的地方,故出现亮纹。
光程差δ=S2P0-S1P0=0
取P0点上方的点P1,若从S1S2发出的光到P1点的光程差,正好等于一个波长δ = S1P1-S2P2=λ,则当其中一条光线传来的是波峰时,另一条传来的也一定是波峰,其中一条光传来的是波谷时,另一条传来的也一定是波谷,在P1点总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇,振幅A=A1+A2为最大,P1点总是振动加强的地方,故出现亮纹。
第一条亮纹的形成原因分析
光程差δ=S2P1-S1P1=λ
第二条亮纹的形成原因分析
光程差δ=S2P2-S1P2=2λ
当光程差δ= nλ 时出现亮纹
当其中一条光传来的是波峰,另一条传来的就是波谷,其中一条光传来的是波谷,另一条传来的一定是波峰,Q1点总是波峰与波谷相遇,振幅最小,Q1点总是振动减弱的地方,故出现暗纹。
取P0点上方的点Q1,与两个狭缝S1、S2光程差δ= S1Q1-S2Q1=λ/2
光程差 δ = λ/2
取P0点上方的点Q2,与两个狭缝S1、S2光程差δ= S1-S2=3λ/2
当其中一条光传来的是波峰,另一条传来的就是波谷,其中一条光线传来的是波谷,另一条传来的一定是波峰,Q2点总是波峰与波谷相遇,振幅最小,Q2点总是振动减弱的地方,故出现暗纹。
当光程差δ=(2n+1)λ /2 ,即半波长奇数倍时,出现暗纹。
(1)空间的某点距离光源S1和S2的光程差为0、λ、2λ、3λ等波长的整数倍(半波长的偶数倍)时,该点为振动加强点。
(2)空间的某点距离光源S1和S2的光程差为λ /2、3 λ/2、5λ/2等半波长的奇数倍时,该点为振动减弱点。
亮纹:光程差 δ = kλ( k= 0,1,2,3……)
暗纹:光程差 δ =(2k+1)λ/2 (k=0,1,2,3……)
三、干涉条纹与光的波长之间的关系
猜想:在其它条件不变的情况下,不同颜色的光,条纹间距不同。
1、红光:波长范围:625~740nm;2、橙光:波长范围:590~610nm;3、黄光:波长范围:570~585nm; 4、绿光:波长范围:492~577nm;5、靛光:波长范围:420~440nm;6、蓝光:波长范围:440~475nm;7、紫光:波长范围:380~420 nm。
生活中有没有见过光的干涉现象呢?
在酒精灯的灯芯上撒一些食盐,灯焰就能发出明亮的黄光。把铁丝圈在肥皂水中蘸一下,让它挂上一层薄薄的液膜。把这个液膜当作一个平面镜,用它观察灯焰。
由于重力的作用,肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。
光从薄膜的前后两个表面反射出来两列光波,这两列光波的频率相同,产生干涉。
现象:在一个不太长的时间段里,会看到像上亮暗相间的条纹间隔逐渐变密,为什么?
在照相机、望远镜等光学仪器中,要用到许多透镜、棱镜。光在通过这些元器件时,在每一个表面上都会发生一部分反射,从而导致透过这些元器件的光能量减少。为了降低光能损失,人们在这些元器件的表面镀上透明的薄膜,即增透膜,如氟化镁薄膜。增透膜两个表面的反射光所通过的光程差等于半个波长,这样反射回来的光会因产生干涉而相互抵消,增加了透射光的能量。
劈尖干涉是一种薄膜干涉,如图所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜,当光从上方入射后,从上往下看到的干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。 现若在如图所示装置中抽去一张纸片,则当光入射到劈形空气薄膜后,从上往下可以观察到干涉条纹发生了怎样的变化?
两处光程差为1=2d1,2=2d22-1=,所以d2-d1=/2由几何关系可得
结论: 当抽去一张纸片时,θ减小,l增大,即条纹变稀疏。
干涉图样:中央疏、边沿密的同心圆环
贝壳呈现的彩纹等都与光的干涉有关,均为两个面的反射光干涉的结果。
1.牛顿的微粒说:光是高速粒子流,解释光的直进,光的反射。2.惠更斯的波动说:光是某种振动,以波的形式向周围传播,解释光的折射、干涉和衍射,光的直进,光的反射。机械弹性波动(以太)。3.麦克斯韦的电磁说:光是一种电磁波,发展了光的波动理论。4.爱因斯坦的光子说:成功解释光电效应,认为光具有粒子性。5.德布罗意的波粒二象性学说:光既有粒子性,又有波动性。
光的本性学说发展史上的五个学说
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