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4.3 光的干涉
第1课时
第四章 光
肥皂膜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。
这些彩色条纹或图样是怎样形成的？
牛顿 微粒说
光的本性学说的发展史
惠更斯 波动说
必要条件：
特点：有的地方振动加强，有的地方振动减弱；且振动加强的地方与振动减弱的地方 出现。
两列波的频率相同。
相间隔
机械波干涉现象
重叠区内一质点振动是加强还是减弱，取决于什么？
一切波都能发生干涉和衍射现象；干涉和衍射是波特有的现象，所以光也会产生干涉现象。
振动加强点的位置：a（波峰）
振动减弱点的位置：b（波谷）
光束
单缝
双缝
红滤色片
(激光)
屏幕
s0
s1
s2
一、光的双缝干涉
思考1：光要发生干涉现象需要满足什么条件？
思考2：有没有什么方法可以获得相干光—频率相同的光呢？
相干光源（频率和振动情况一致）
天才的设想
托马斯·杨
杨氏双缝实验被评为十大最美丽实验之一。
巧妙解决了相干光问题
金属挡板
反射镜
激光源
实验装置
一、光的双缝干涉
光的双缝干涉——演示实验
实验现象
思考：为什么有的地方亮一些，有些地方暗一些？
一、光的双缝干涉
激光束
双缝
屏
S1
S2
振动加强的地方出现亮条纹
振动减弱的地方出现暗条纹
一、光的双缝干涉
P
ΔS
S1
S2
P0 中央亮纹：Δs=0
P1 第一亮纹：Δs=λ
λ
P1 第一亮纹：Δs=λ
2λ
P2 第二亮纹：Δs=2λ
P2 第二亮纹：Δs=2λ
波程差：Δs= PS2－PS1
则 点的振动加强
（明条纹）
一、光的双缝干涉
波程差：Δs= QS2－QS1
则Q点的振动减弱
（暗条纹）
←第一暗纹：Δs=λ/2
←第一暗纹：Δs=λ/2
←第二暗纹：Δs=3λ/2
←第二暗纹：Δs=3λ/2
←第三暗纹：Δs=5λ/2
←第三暗纹：Δs=5λ/2
S1
S2
3λ/2
λ/2
5λ/2
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
由于 d l ，运用几何知识，得
激光束
挡板
屏
d：双缝间距
l：挡板到屏的距离
而形成亮纹的条件：
则相邻两个亮条纹间距为：
则亮纹到中心的距离：
【典例1】在如图所示是光的双缝干涉的示意图，下列说法中正确的是( )
①单缝S的作用是为了增加光的强度
②双缝 S1、S2 的作用是为了产生两个频率相同的线状光源
③当 S1、S2发出两列光波到 P 点的路程差为光的波长 λ 的1.5倍时，产生第二条暗条纹
④当 S1、S2 发出的两列光波到 P 点的路程差为长 λ 时，产生中央亮条纹
A.① B.①② C.②④ D.②③
D
解析：单缝的作用是形成线光源，所以①错误；
双缝屏的作用是形成相干光源，所以②正确；
当S1、S2发出两列光波到P点的路程差为光的波长 λ 的0.5倍时产生第一条暗条纹，当 S1、S2 发出两列光波到P点的路程差为光的波长 λ 的1.5倍时，产生第二条暗条纹，所以③正确；
当S1、S2发出的两列光波到 P 点的路程差为0时，产生中央亮条纹，所以④错误。
一、光的双缝干涉
各色光在真空中的波长 光的 颜色 波长 nm 光的 颜色 波长
nm
红 770－620 绿 580－490
橙 620－600 蓝－靛 490－450
黄 600－580 紫 450－400
（2）不同颜色的光频率不同：f红（1）相同介质中，不同的光波长不同：λ红>λ橙>λ黄>λ绿>λ青>λ蓝>λ紫
（3）相同双缝干涉装置，不同的光条纹间距不同： Δx红>Δx橙>Δx黄>Δx绿>Δx青>Δx蓝>Δx紫
不同单色光干涉条纹宽度：
一、光的双缝干涉
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。
【典例2】 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到题(甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如题(乙)图所示。他改变的实验条件可能是（ ）
A．减小光源到单缝的距离
B．减小双缝之间的距离
C．减小双缝到光屏之间的距离
D．换用频率更高的单色光源
D
光的干涉
光的双缝干涉
干涉条纹和光的波长之间的关系
亮条纹
暗条纹

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