光的干涉》課件..ppt

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1、光的波動(dòng)性第一節(jié)：光的干涉第一個(gè)問題光到底是什么？17世紀(jì)形成了兩種學(xué)說：*微粒說------認(rèn)為光是從光源發(fā)出的一種物質(zhì)微粒，在均勻介質(zhì)中以一定的速度傳播。代表人物：牛頓（英國）能解釋-----光的直進(jìn)現(xiàn)象、光的反射；不能解釋-----同時(shí)發(fā)生反射和折射、幾束光相遇而互不干擾。波動(dòng)說------認(rèn)為光是在空間傳播的某種波。代表人物：惠更斯（荷蘭）能解釋-----同時(shí)發(fā)生反射和折射、幾束光相遇而互不干擾；不能解釋-----光的直進(jìn)現(xiàn)象。由于早期的波動(dòng)說不能用數(shù)學(xué)作嚴(yán)格的表達(dá)和分析、牛頓在物理界的威望，微粒說一直占上風(fēng)。*19世紀(jì)初，在實(shí)驗(yàn)中觀察到光的干涉

2、和衍射現(xiàn)象，不能用微粒說解釋，因而證明了波動(dòng)說的正確性。是什么波？19世紀(jì)60年代性，麥克斯韋預(yù)言電磁波存在，光也是一種電磁波，赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)這種學(xué)說。波動(dòng)說得到了公認(rèn)。*19世紀(jì)末，發(fā)現(xiàn)了新現(xiàn)象----光電效應(yīng)，用波動(dòng)說無法解釋。愛因斯坦于20世紀(jì)初提出光子說，認(rèn)為光具有粒子性，從而解釋了光電效應(yīng)。這兒的粒子不同于牛頓所說的微粒。光到底是什么？*現(xiàn)在人們認(rèn)識到：光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性。本章介紹光的波動(dòng)性，下章要介紹光的量子性。干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象！第一節(jié)光的干涉一、雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置第一節(jié)光的干涉1、裝置特點(diǎn)：雙縫S1、S2的距離很近，縫很窄2、

3、①用單色激光②雙縫的作用：相當(dāng)于兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的光源，雙孔的作用是獲得相干光源實(shí)驗(yàn)介紹：一、雙縫干涉實(shí)驗(yàn)雙縫屏S1S2激光相干光無干涉現(xiàn)象不是相干光源2.產(chǎn)生干涉的條件：由振動(dòng)情況完全相同的光源發(fā)出的光互相疊加，才能干涉現(xiàn)象。雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，狹縫S1、S2相當(dāng)于兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源。兩個(gè)獨(dú)立光源發(fā)出的光，不可能是相干波源。必須是同一點(diǎn)光源（或線光源）發(fā)出的一束光分成兩束，才能得到相干光。第一節(jié)光的干涉1、裝置特點(diǎn)：（1）雙縫很近0.1mm（2）雙縫S1、S2與單縫S的距離相等2、①濾色片作用：獲得單色光②單縫的作用：是獲得線光源③雙縫的作用：

4、相當(dāng)于兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的光源，雙孔的作用是獲得相干光源實(shí)驗(yàn)介紹：一、楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)楊氏雙縫干涉分波面法獲得相干光源單縫雙縫紅濾色片S1SS2屏幕普通光源分波面法在點(diǎn)光源發(fā)出的光的某一波面上，取兩個(gè)子波源，他們發(fā)出的光可產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，此法稱為分波面法。如楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。pS*第三個(gè)問題：雙縫干涉（紅光）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析：見書本P彩頁結(jié)論：光是一種波!單色光雙縫干涉圖樣條紋的特點(diǎn)：（1）明暗相間（2）條紋等寬等距（3）條紋亮度相同（4）兩縫S1、S2中垂線與屏幕相交位置是亮條紋---中央亮紋問題：（1）為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的圖象？（2）怎樣用波動(dòng)理論進(jìn)行解釋

5、？S1S2Pδ=0由于從S1S2發(fā)出的光是振動(dòng)情況完全相同，又經(jīng)過相同的路程到達(dá)P點(diǎn)，其中一條光傳來的是波峰，另一條傳來的也一定是波峰，其中一條光傳來的是波谷，另一條傳來的也一定是波谷，確信在P點(diǎn)激起的振動(dòng)，振幅A＝A1+A2為最大，P點(diǎn)總是振動(dòng)加強(qiáng)的地方，故應(yīng)出現(xiàn)亮紋，這一條亮紋叫中央亮紋。（又叫零級亮紋）P中央亮紋雙縫S1S2屏幕P點(diǎn)在S、S2的垂直平分線上注意：直線只表示光源到P的距離，沒有箭頭，因?yàn)樵诓▌?dòng)說中沒有光線的概念。在波動(dòng)說中有“波長”的概念。P1第一亮紋雙縫S1S2屏幕S1S2P1λλδ=λ雙縫S1S2屏幕P1第一亮紋δ=λP中央亮紋δ

6、=0P2第二亮紋δ=2λP3/第三亮紋δ=3λP3第三亮紋δ=3λP3/第二亮紋δ=2λP3/第一亮紋δ=λQ2第二暗紋Q1第一暗紋Q3第三暗紋Q3/第三暗紋Q2/第二暗紋Q1/第一暗紋δ=5λ/2δ=λ/2δ=3λ/2δ=5λ/2δ=3λ/2δ=λ/2總結(jié)規(guī)律2.出現(xiàn)加強(qiáng)、減弱點(diǎn)的條件：路程差δ=（k=1,2,3,…）路程差δ=kλ（k=1,2,…）0,亮紋暗紋1.路程差3.干涉條紋間距：?x=dLλ三、干涉條紋的間距與哪些因素有關(guān)?1、什么是干涉條紋的間距?雙縫S1S2屏幕△x△x★條紋間距的含義：亮紋或暗紋之間的距離總是相等的，亮紋和亮紋之間的距離

7、或暗紋和暗紋之間的距離叫做條紋間距。★我們所說的亮紋是指最亮的地方，暗紋是最暗的地方，從最亮到最暗有一個(gè)過渡，條紋間距實(shí)際上是最亮和最亮或最暗和最暗之間的距離。實(shí)驗(yàn)：在兩縫間距離d以及檔板和屏的距離L一定的情況下，用不同的單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。結(jié)果如右：四、波長和頻率見書本彩頁想一想：紅、藍(lán)、紫光的波長大小是什么關(guān)系？1.紅光的波長最長，紫光的波長最短。白光的干涉圖樣是什么樣？白光的干涉圖樣是彩色的零級亮紋中央是白色的。見書本彩頁。2、波長越長頻率越小，波長越短頻率越大。波長和頻率的乘積等于波速：v=λf不同的色光在真空中的傳播速度相同。所以：波長越長頻

8、率越小，波長越短頻率越大。光的顏色波長λ(nm)頻率f(1014Hz)光的