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(共29张PPT)
4.3 光的干涉
知识框架
光
几何光学
波动光学
衍射
干涉
多普勒效应
量子光学
知识复习
1.发生稳定干涉的条件是什么？
两列相干波：频率相同、相位差恒定、振动方向相同
2.干涉图样的特点？
加强区减弱区固定，相互间隔
3.加强点和减弱点的判断？（步调相同）
加强点
减弱点
()
一、杨氏双缝实验
1.实验设计
思考：有没有什么方法可以获得相干光—频率相同的光呢？
光束
单缝
双缝
红滤色片
(激光)
屏幕
s0
s1
s2
托马斯·杨
杨氏双缝实验被评为十大最美丽实验之一
一、杨氏双缝实验
2.进行实验
一、杨氏双缝实验
3.实验现象
一、杨氏双缝实验
3.实验现象：
红色激光束
①中央亮条纹
②条纹明暗相间
③条纹间距相等
一、杨氏双缝实验
5.现象分析
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、杨氏双缝实验
5.现象分析
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
一、杨氏双缝实验
1．(多选)关于光的干涉，下列说法不正确的是(　　)
A．只有频率相同的两列光波才能产生干涉
B．频率相同、振幅相同的两列光波才能产生干涉
C．两个完全相同的单色光源做双缝干涉实验时，两个狭缝到光屏上某点的路程差是光的波长的整数倍时，该点出现亮条纹
D．两个完全相同的单色光源做双缝干涉实验时，两个狭缝到光屏上某点的路程差是光的波长的奇数倍时，该点出现暗条纹
一、杨氏双缝实验
2．如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P点出现第3级暗条纹。已知光速为c，则P点到双缝的距离之差
r2－r1应为(　　)
一、杨氏双缝实验
3．在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差Δs1＝0.75 μm，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差Δs2＝1.5 μm。若用频率f＝6.0×1014 Hz的单色光照射双缝，则P点、Q点各出现什么条纹？
思考：不同颜色的单色光产生的干涉条纹有什么不同？
条纹间距比较：红>蓝>紫
θ
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
1.角度近似
2. θ小， θ=sin θ=tan θ
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
思考：白光的干涉图样有何特征？
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
1.白光的干涉图样
①中央为白色亮条纹
②明暗相间的彩色条纹
③红光条纹间距大，紫光条纹间距小
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
2.成因
(1)白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复色光 .
(2)各种色光都形成明暗相间的条纹，在中央条纹处叠加复合成
白色条纹.
(3)两侧条纹间距与各色光的波长成正比，条纹不能完全重合，
这样便形成了彩色干涉条纹.
(4)红光波长长，条纹间距大。
思考：为什么肥皂泡是彩色的？
观看视频，了解肥皂膜的成像有什么特点，并对原因做出猜想。
观看视频，了解肥皂膜的成像有什么特点，并对原因做出猜想。
三、薄膜干涉
1.定义：由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成
2.相干光：楔形肥皂薄前后表面的反射光
3.现象：水平明暗相间条纹
白光则形成彩色条纹
前表面
后表面
三、薄膜干涉
4.区分
光的色散：白光透过棱镜被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光
原因：不同频率的光在同种介质中的折射率不同
劈形空气薄层
标准样板
被检测平面
光在空气层的上下表面发生反射,这两束反射光发生干涉。
如果被检测表面的平整的，将看到与底线平行的干涉条纹。
三、薄膜干涉
5.应用
(1) 检查物体表面的平滑程度（劈尖干涉）
检测表面不平整时：左凹右凸
三、薄膜干涉
6.应用
(1) 检查物体表面的平滑程度（劈尖干涉）
增透膜
在透镜表面涂上一层薄膜，当 时，从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量，增强了透射光的能量，称为增透膜。
薄膜厚度
因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即薄膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4。由于其它色光不能被有效透射，故反射较强，这样的镜头呈淡紫色。
三、薄膜干涉
6.应用
(2) 增透膜
目标二：
干涉条纹和光的波长之间的关系
目标一：光的双缝干涉
光的干涉
目标三：
薄膜干涉
x ＝ λ
干涉原理
应用
增透膜和增反膜
检查平面的平整度
步调相同
实验现象
干涉条件
相干光源
亮暗条纹条件
路程差为半波长偶数倍
——亮条纹
路程差为半波长奇数倍
——暗条纹
频率相同、振动方向相同、相位差恒定
四、课堂练习
1.如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7 m的橙光做实验时，光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹．若使用波长为4×10－7 m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗条纹的情况是（ ）
A．P和P1点处都是亮条纹
B．P点处是亮条纹，P1点处是暗条纹
C．P点处是暗条纹，P1点处是亮条纹
D．P和P1点处都是暗条纹
B
四、课堂练习
2. 如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图，乙图为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹，则以下说法正确的是（ ）
A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
B
四、课堂练习
3.(多选)在光的双缝干涉现象中，下列描述正确的( )
A．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的光
B．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较短的光
C．单色光双缝干涉条纹中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的
D．在双缝干涉现象里，把入射光由波长较长的光换成波长较短的光，相邻两个亮条纹的间距将变窄
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