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1、13.3 光的干涉,二、杨氏双缝实验,杨氏双缝干涉,像屏,双缝屏,将同一光源发出的光(频率相同)通过一个狭缝（振动方向一致）再通过一与单缝平行的双缝（相干光源）,光的干涉,双缝干涉,激光束,双缝,屏,屏上看到明暗相间的条纹,结论:光是一种波,亮条纹,亮条纹,探究2： 出现明暗相间条纹的条件,S1,S2,亮条纹,出现亮条纹的条件,（ n=0，1，2，3）,暗条纹,探究2： 出现明暗相间条纹的条件,S1,S2,亮条纹,暗条纹,出现亮条纹和暗条纹的条件,（ n=0，1，2，3）,（ n=0，1，2，3）,n=0：0级亮条纹 （中央亮条纹） n=1：1级亮条纹 n=2：2级亮条纹,n=0：1级暗条纹
2、n=1：2级暗条纹 n=2：3级暗条纹,单色激光束,屏,等间距,双缝干涉图样,图样有何特征？,S1,S2,亮条纹的中心线,亮条纹的中心线,双缝,中央亮条纹,明暗相间,光的干涉,双缝干涉,1、两个独立的光源发出的光不是相干光，双缝干涉的装置使一束光通过双缝后变为两束相干光，在光屏上形成稳定的干涉条纹,2、在双缝干涉实验中，光屏上某点到双缝的路程差为半波长的偶数倍时，该点出现亮条纹；光屏上某点到双缝的路程差为半波长的奇数倍时，该点出现暗条纹,例题:在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光用只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时
3、( ) A、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失 B、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条纹仍然存在 C、任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光 D、屏上无任何亮光,C,白光,（2）白光干涉图样分析,红光,蓝光,亮暗相间彩色条纹,1.在单色光的双缝干涉实验中 （ ） A.两列光波波谷和波谷重叠处出现暗条纹 B.两列光波波峰和波峰重叠处出现亮条纹 C.从两个狭缝到达屏上的路程差是波长的整数倍时,出现亮条纹 D.从两个狭缝到达屏上的路程差是波长的奇数倍时,出现暗条纹,BC,干涉现象、衍射现象是波独有的特征,如果要证明光是波的话,就应观察到光的干涉现象,1801年英国物理学
4、家托马斯杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象.,一、杨氏双缝干涉实验,实验装置及现象,单 缝,双 缝,屏,一、杨氏双缝干涉实验,1、装置特点：,2、要用单色光,屏上看到明暗相间的条纹,屏上形成的明暗相间条纹叫做干涉图样,2）双缝很近 0.1mm,1）双缝S1、S2到单缝S的距离相等,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源，叫相干光源(频率相同),双缝的作用：,单缝的作用：,获得光源,3、现象：,4.干涉图样的特点:,屏上到S1S2距离相等的点出现的是明条纹,叫做中央亮纹,明(暗)条纹的宽度相同,P1 第一亮纹,P 中央亮纹,P2 第二亮纹,P3 / 第三亮纹,P3 第三亮纹,P3 / 第
5、二亮纹,P3 / 第一亮纹,二、产生明暗条纹的条件,明条纹形成的原因,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P点总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅AA1+A2为最大，P点总是振动加强的地方，故出现亮纹,双缝,S1,S2,屏幕,“中央明纹”的形成原因,光程差= 0,光程差= S1PS2P,第一亮纹,取P点上方的点P1，从S1S2发出的光到P1点的光程差，正好等于一个波长= S1S2=，当其中一条光传来的是波峰时，另一条传来
6、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AA1+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=,取P点上方的点P2，从S1S2发出的光到P2点的光程差，正好等于一个波长= S1S2=2，当其中一条光传来的是波峰时，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P2点总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅AA1+A2为最大，P2点总是振动加强的地方，故出现亮纹。,光程差= 2,当光程差= n时出现亮纹,以此类推,当光程差= n，那么,当其中一条光
7、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Pn点总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅AA1+A2为最大，Pn点总是振动加强的地方，故出现亮纹,Q1,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。,暗条纹形成的原因,取P点上方的点Q1，与两个狭缝S1、S2路程差= S1S2/2,= /2,Q2,第二暗纹,双缝,S1,S2,屏幕,3/2,Q1,第一暗纹,P 中央亮纹,取P点上方的点Q2，与两个狭缝S1、S2路程差= S
8、1S23/2,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。,= 3/2,双缝,S1,S2,屏幕,当光程差= 半波长的奇数倍时出现暗纹,以此类推,（1）空间的某点距离光源S1和S2的路程差为0、1 、2 、3 、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的路程差为 /2、3 /2、5/2、等半波长的奇数倍时，该点为振动减弱点。,总结规律,亮纹：路程差 = n（ n= 0,1，2，等）,结论：,产生明暗条纹的条件,暗纹：路程差
9、 =（2n+1)/2 (n=0，1,2,3,等）,路程差为波长的整数倍。,路程差为半波长的奇数倍。,干涉条纹的间距(条纹宽度)与哪些因素有关?,1、什么是干涉条纹的间距(条纹宽度)?,条纹间距的含义：亮纹和亮纹之间的距离或暗纹和暗纹之间的距离叫做条纹间距。,我们所说的亮纹是指最亮的地方，暗纹是最暗的地方，从最亮到最暗有一个过渡，条纹间距实际上是最亮和最亮或最暗和最暗之间的距离。,可以用实验证明：,当其他条件不变时，挡板到光屏之间距离L越大，相邻的亮条纹或暗条纹的间距x越大。 当其他条件不变时，光的波长越大，相邻的亮条纹或暗条纹的间距x越大。 当其他条件不变时，双缝的间距d越小，相邻的亮条纹或暗
10、条纹的间距x越大。,各色光在真空中的波长和频率的范围见下表：,一束红光从空气进入玻璃，f、V、如何变化？,白光的干涉图样是什么样的？,明暗相间的彩色条纹； 中央为白色亮条纹； 干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的； 在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。,为什么会这样?,课堂小结:,1.杨氏双缝干涉实验,3.干涉图样的特点,2.光的干涉条件: 相干光,4.产生明暗条纹的条件,单色光照射时:,白光照射时:,亮纹：路程差 = n 暗纹：路程差 =（2n+1)/2,例1在下列关于双缝干涉实验的说法中，正确的是:( ) A、将双缝间距变小，则干涉条纹宽度增大； B、在相同条件下，紫光的干涉纹较红光
11、干涉纹宽； C、用遮光片遮住双缝中的一条狭缝，则光屏上仅出 现一条亮线； D、将红色与兰色滤光片插入两条狭缝中，然后用白光照射双缝，则屏上不会出现干涉条纹。,A D,例2在杨氏双缝干涉实验中，如果所用单色光波长为0.40m ，屏上P点与双缝的距离差是1.80m ，则P点处是_条纹；若还用同一装置，而换成波长为0.60m单色光，则P点处是_条纹。 （填明、暗）,亮,暗,例3在利用双缝装置观察单色光的干涉现象时，下列说法正确的是 （ ） A对于同一实验装置，红光产生的干涉条纹间距比紫光产生的条纹间距小 B在其它条件不变条件下，增加双缝间距离，干涉条纹变宽 C在其它条件不变条件下，增加双缝到屏的距离，干涉条纹变宽 D由于不同颜色光的波长不同，位于中央的条纹可能是明条纹，也可能是暗条纹,C,
