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光的干涉
光的干涉
这些生活中的“美丽条纹”是怎样形成的？
一、新课导入
【任务一】探究光的双缝干涉图样的特点
二、光的双缝干涉
器材：双缝片、激光笔（红色和绿色）
【任务一】探究光的双缝干涉图样的特点
二、光的双缝干涉
等间距排列的明暗相间的条纹
屏与光源的距离越大，条纹间距越大
其他条件相同的情况下，红光条纹宽，绿光条纹窄
器材：双缝片、激光笔（红色和绿色）
杨氏双缝干涉实验被评为“物理学最美实验”之一
1801年英国物理学家托马斯·扬在实验室里成功地观察到了光的干涉现象。
加强区
减弱区
（峰峰、谷谷相遇）
（峰谷相遇）
亮条纹
暗条纹
（光能量较强）
（光能量较弱）
相互间隔，交替出现，稳定不变
【任务二】探究双缝干涉的产生原理
光程差δ=0
P0
中央亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
中央亮纹产生原理
S1
S2
P
……
……
P1
第一亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
λ
λ
光程差δ=λ
第一条亮纹产生原理
S1
S2
P1
……
……
P0
P2
第二亮纹 光程差δ＝2λ
双缝
S1
S2
屏幕
2λ
第二条亮纹产生原理
P3 第三亮纹 光程差δ＝3λ
双缝
S1
S2
屏幕
P1 第一亮纹 δ=λ
P 0 中央亮纹 δ=0
P2 第二亮纹 δ=2λ
P3 / 第三亮纹 δ=3λ
P3 第三亮纹 δ=3λ
P2 / 第二亮纹 δ=2λ
P1 / 第一亮纹 δ=λ
亮纹产生原理
空间某点距离光源S1和S2的光程差为0、λ、2λ、3λ……nλ等于波长的整数倍（半波长的偶数倍）时，该点为振动加强点，显示亮条纹。
Q1
第一暗纹
双缝
屏幕
S1
S2
λ/2
光程差δ=λ/2
第一条暗纹产生原理
S1
S2
Q1
……
……
λ/2
P0
双缝
S1
S2
屏幕
P1 第一亮纹 δ=λ
P0 中央亮纹 δ=0
P2 第二亮纹 δ=2λ
P3 / 第三亮纹 δ=3λ
P3 第三亮纹 δ=3λ
P3 / 第二亮纹 δ=2λ
P3 / 第一亮纹 δ=λ
Q2 第二暗纹
Q 1 第一暗纹
Q3 第三暗纹
Q3 / 第三暗纹
Q2 / 第二暗纹
Q1 / 第一暗纹
δ=5λ/2
δ=λ/2
δ=3λ/2
δ=5λ/2
δ=3λ/2
δ=λ/2
暗纹产生原理
空间某点距离光源S1和S2的光程差为λ /2、3 λ/2、5λ/2、…… 等于半波长的奇数倍时，该点为振动减弱点，显示暗条纹。
明暗相间的条纹
三、干涉条纹和光的波长之间的关系
双缝
S1
S2
屏幕
①什么是干涉条纹的间距(条纹宽度)
Δ x
Δ x
条纹间距：
相邻两条亮纹（或暗纹）中心之间的距离叫做条纹间距。
l
d
S1
S2
P1
P0
l
x
r2
r1
M
在线段P1 S2上作P1 M＝ P1 S1，则S2M＝r2－r1，
由于d l，所以，△S1S2M可看作直角三角形。
有：r2－r1＝dsin θ (令∠S2S1M＝θ) ①
另有：x＝l tan θ ≈ l sin θ ②
②影响条纹间距大小的因素及关系
d
θ
消去 sin θ ，有 ③
θ
当两列波的路程差为波长的整数倍，即
时出现亮条纹
所以，亮条纹的位置为 ④
相邻两条亮(或暗)条纹的中心间距为 ⑤
在其他条件不变的情况下，不同颜色的光（波长不同），条纹间距不同。
用白光做双缝干涉实验，现象会是怎样的呢？
双缝干涉的实验装置
光源
透镜
单缝
双缝
遮光筒
毛玻璃屏
目镜
四、薄膜干涉
【任务一】用肥皂膜做薄膜干涉实验
器材：酒精灯、铁丝圈、泡泡液
【任务二】探究薄膜干涉产生的原因
前表面
后表面
前表面反射光
后表面反射光
前后两个表面的反射光互相叠加
两反射光的光程差为膜厚的两倍2d
2d=nλ时为亮纹
2d=(2n+1）λ/2时为暗纹
暗
明
明
（一）增透膜
镀层薄膜
【任务三】应用薄膜干涉解决实际问题
（二）检测光学平面的平滑度
标准样板
待检部件
空气薄层
光在空气层的上下表面的反射光发生干涉
等厚线
根据等厚线判断凹凸
五、课堂小结
双缝干涉
薄膜干涉
明暗相间等间距，动屏改色均变化
测光波长
明暗相间可彩色，像与实物不一样
增透膜
检测平面平滑
……
思维课堂
观察表述
交流析理
应用讨论
波的干涉
加强减弱交替稳定
频率相同，振动同向，路程差与波长决定振动加强减弱
降噪技术
频率相同，振动同向，光程差与光波长决定条纹明与暗
类比学习
迁移启思
六、课后作业
凸透镜的弯曲表面是个球面，球面的半径叫做这个曲面的曲率半径。把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状条纹。这个现象是牛顿首先发现的，这 些环状条纹叫做牛顿环，它是两个玻璃表面之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的。如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜，观察到的圆环半径是更大还是更小？如果改用波长更长的单色光照射，观察到的圆环半径是变大还是变小

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