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1、第五章第五章 光的波动性光的波动性1、光的干涉、光的干涉【教学重点教学重点】（1）使学生知道双缝干涉产生的条件，认识干涉图样的特征。（2）理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件【教学难点教学难点】对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解,如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，在时间上是稳定的，空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱” 一知识回顾一知识回顾(1)这是 现象。其特征是 。 (2) 这种现象是 特有的现象。产生这样的现象，要求两个波源的振动必 须满足 条件。二、双缝干涉：二、双缝干涉： （1）假设：光是一种波，则必然会观察到波的哪些特有现象?18
2、01 年英国物理学家托马斯杨在实验室里成功的观察到了光的干涉。 （2）两列光相遇时发生干涉现象应满足什么条件？（3）托马斯杨是如何获得频率相同的两列光源的.? （4）实验探究： 实验现象(单色红光干涉图样)：（1）： 为什么中央出现亮条纹（2）条纹是明暗相间说明了什么？（3）光屏上出现亮暗条纹应满足什么条件？出现亮条纹条件：出现亮条纹条件：出现暗条纹的条件：出现暗条纹的条件：三薄膜干涉中三薄膜干涉中如图：把这层液膜当做一个平面镜，用它观察灯焰的像：是液膜前后两个反射的光形成的，与双缝干涉的情况相同，在膜上不同位置，来自前后两个面的反射光用图中实虚线来代表两列光，所走的路程差不同。在某些位置叠加
3、后加强，出现了亮纹，在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现了暗纹。注意：关于薄膜干涉要弄清的几个问题：（1）是哪两列光波发生干涉；（2）应该从哪个方向去观察干涉图样；（3）条纹会向哪个方向侧移应用（1）照相机、望远镜的镜头表面的增透膜。（2）检查工件表面是否平整。课后练习课后练习1、 （如图所示）.单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，则可观察到的图象是（ ）2、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图 16-1-4 所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气膜，当光垂直入射后，从上往下看的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：（）任意一
4、条明纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度相等（）任意相邻明纹或暗纹所对应的薄膜厚度恒定；现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹：（ ）变疏变密不变消失3、如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的。检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反向的光叠加而成的（ ）Aa的上表面、b的下表面 Ba的上表面、b的上表面 Ca的下表面、b的上表面 D.a的下表面、b的下表面 D.（4、 下面哪些属于光的干涉现象：（ ）雨后美丽的彩虹对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹光通过三棱镜产生的彩色条纹阳光下肥皂
5、膜上的彩色条纹5如图所示是光的双缝干涉的示意图,下列说法中正确的是( )单缝 S 的作用是为了增加光的强度.双缝 S1、S2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源.当 S1、S2发出两列光波到 P 点的路程差为光的波长 的1.5 倍时,产生第二条暗条纹。当 S1、S2发出的两列光波到 P 点的路程差为长 时,产生中央亮条纹.A. B. C. D.图甲图乙6关于双缝干涉条纹的以下说法中正确的是()A.用同一种单色光做双缝干涉实验,能观察到明暗相间的单色条纹.B.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差为该色光波长的整数倍.C.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差一定为该色光波
6、长的奇数倍.D.用同种单色光经双缝后干涉的暗条纹到两缝的距离之差一定为该色光半波长的奇数倍.7如图所示，一束白光从左侧射人肥皂薄膜，下列说法中正确的是 （ ）人从右侧向左看，可看到彩色条纹人从左侧向右看，可看到彩色条纹彩色条纹水平排列 彩色条纹竖直排列A B C D8用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为x。下列说法中正确的有 （ ）A如果增大单缝到双缝间的距离，x 将增大B如果增大双缝之间的距离，x 将增大C如果增大双缝到光屏之间的距离，x将增大D如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，x将增大9如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，
7、在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是 （ ） A干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的2 2、双缝干涉测量光的波长、双缝干涉测量光的波长实验原理：实验原理：光源发出的光经滤色片成为单色光，单色光通过单缝后，相当于线光源。通过双缝后， 变成频率相同、相（位）差恒定的相干光，可以在光屏上产生稳定的干涉图
8、样根据计算波长的公式： ，测出双缝间的距离 d，双缝到光屏的距离 ，同种相邻干涉条纹间的距离 x，即可算出单色光的波长。实验方法：仪器安装调节好后，换上测量头，把测量头的游标尺置 10mm 左右，调节目镜，在视场 中出现清晰的干涉条纹及分划板上的刻线，然后在单缝前套上红色或绿色滤色片即可开 始测量。分划板上的刻线形状如图所示，一条水平刻线、二条竖直刻线。竖直刻线应与干涉条纹 平行。若不平行，松开测量头上的紧固螺钉，转动测量头，使竖直划线与干涉条纹平行在双缝距 d 及缝屏距 已知的条件下。测出相邻两条亮（或暗）条纹的间距x，就可计算波长 。若直接测 x，测量的相对误差较大，因此可先测 6 条明（
9、或暗）条纹的总间距再计算出 x。转动手轮，把分划板刻线对齐左边某一条清晰 的亮（或暗）条纹，记下游标尺上的读数 x1，然后把分划板移向右边，把刻线对齐第七 条亮（或暗）条纹，记下游标尺读数 x7，如图所示。6 条条纹的总间距为 x7 一 x1则。分划板刻线能否对齐干涉条纹，对测量结果影响很大，由于明暗条纹的单线不很清晰， 测量时应对齐干涉明（或暗）条纹的中心。方法如下：把明（或暗）条纹嵌在分划板两 根短刻线之间，使条纹的两边边缘与短刻线的距离相等，这时，中心刻线就对齐在条纹 的中心，如图所示。为减小测量误差，x1 及 x7 的读数应重复测几次，取其平均值。计算波长时，双缝缝距标在双缝座上，在安
10、装仪器时就要把 d 值记下来。缝屏距 。不加接长管是 600mm，加上接长管后为 700mm。误差分析：产生偶然误差主要是条纹间距的测量和读数操作错误。课后练习课后练习1、如图（a）所示是利用双缝干涉测定单色光波长的实验装置，滤光片的作用是_，单缝的作用是_，双缝的作用是_，单缝和双缝之间的方向关系是_某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时（图 1） ，游标卡尺的示数如图 3 所示，第二次分划板中心刻度对齐 B 条纹中心时（图 2） ，游标卡尺的示数如图 4 所示，已知双缝间距为 0.5mm，从双缝到屏的距离为 1m，则图3 中游标卡尺的示数为_mm图 4 游标卡尺的示数为_
11、mm实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是_，所测单色光的波长为_m2、在双缝干涉实验中，如果将双缝中的一条挡住，其它都不改变，那么在光屏上观察到的现象将是 （ ）A.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹，只是亮纹的亮度变暗了B.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹，只是由于挡住一条缝，所以光屏上只有一半区域内有干涉条纹，另一半区域内将没有干涉条纹C.仍然有明暗相间的条纹，只是条纹的宽窄和亮度分布不再是均匀的了D.由于只有单缝，不能形成相干光源，所以不会发生光的干涉现象，光屏上将没有任何条纹出现2.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上 P 点的距离之差x=0.6m,若分别用频率为f1=5.01014Hz 和 f2=
12、7.51014Hz 的单色光垂直照射双缝,则 P 点出现明、暗条纹的情况是( )A.用频率为 f1的单色光照射时,出现明条纹.B.用频率为 f2的单色光照射时,出现明条纹.C.用频率为 f1的单色光照射时,出现暗条纹.D.用频率为 f2的单色光照射时,出现暗条纹.3关于双缝干涉条纹的以下说法中正确的是()A.用同一种单色光做双缝干涉实验,能观察到明暗相间的单色条纹.B.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差为该色光波长的整数倍.C.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差一定为该色光波长的奇数倍.D.用同种单色光经双缝后干涉的暗条纹到两缝的距离之差一定为该色光半波长的奇数倍.
13、图a4在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（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（ ）A只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失B红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在C任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D屏上无任何光亮6用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为x。下列说法中正确的有 （ ）A如果增大单缝到双缝间的距离，x 将增大B如果增大双缝之间的距离，x 将增大C如果增大双缝到光屏之间的距离，x将增大D如果减小双缝的每
14、条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，x将增大7.在光的双缝干涉实验中，如果只改变一个条件，以下说法中正确的是：（ ）使双缝间距变小，则条纹间距变宽使屏与双缝距离变小，则条纹间距变宽将入射光由绿光改为红光，则条纹间距变宽将入射光由绿光改为紫光，则条纹间距变宽8如图所示的双缝干涉实验装置中，当使用波长为m7106的橙光做实验时，光屏中心点点及其上方的 P点形成两条相邻的亮纹；若换用波长为m7104的紫光重复上述实验，在和 P1点形成的亮、暗纹情况是（ ）和 P1都是亮纹 是亮纹，P1是暗纹是暗纹，P1是亮纹和 P1都是暗纹3、光的衍射与偏振、光的衍射与偏振 4、激、激 光光一、光的衍射一、光的衍射 1产生明显衍射现象的条件： 2光的衍射现象： 3衍射图样 （1）单缝衍射现象： 单色光： 白光： （2）圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，圆环远远超过孔的直线照明的面积 （3）圆盘衍射：明暗相间的不等距圆环，中心有一亮斑称为泊松亮斑 4干涉现象与衍射现象的区别与联系：（1）产生的条件不同：干涉是两束相干光的叠加，衍
