《黑龙江省穆棱市朝鲜族学校高中物理课件选修3-4《13.4 实验》》由会员分享，可在线阅读，更多相关《黑龙江省穆棱市朝鲜族学校高中物理课件选修3-4《13.4 实验》（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Thomas Young(17731829) 英国物理学家、考古学家、医生、光的波动说奠基人之一。杨氏双缝干涉实验是最早利用单一光源，通过分波阵面法获得干涉现象的典型实验。11-2 双缝干涉一 杨氏双缝干涉实验(1801)11-2 杨氏双缝干涉一、光的干涉现象-杨氏干涉实验1、装置特点： （1）双缝很近 0.1mm， （2）双缝S1、S2与单缝S的距离相等，单缝 双缝红滤色片S1SS2屏幕2、装置要用单色光单孔的作用：是获得点光源双孔的作用：相当于两个振动情况完全相同的光源，双孔的作用是获得相干光源3、干涉图样的特点： （1）形成明暗相间的条纹 （2）亮纹间等距、暗纹间等距 （3）两缝S1、S
2、2中垂线与屏幕相交位置是亮 条纹-中央亮纹提出问题：（1）为什么会出现这样的图象？ （2）怎样用波动理论进行解释？来源:Z|xx|k.Com复习：（1）两列波在波峰和波峰相遇或波谷与波谷相遇时振幅变大，说明此点为振动加强点 。 （2）两列波在波峰和波谷相遇时振幅变小，说明此点为振动减弱点。 二、运用光的波动理论进行分析（3）对光发生干涉时 若光互相加强，出现亮条纹 若光互相削弱，出现暗条纹 实 验 示 意 图p11-2 杨氏双缝干涉2 理论计算二列波干涉加强和减弱的条件波程差条件加强11-2 杨氏双缝干涉 减弱来源:Zxxk.Com(1) 条纹间距 一系列平行的明暗相间的等间距条纹；各级明暗纹
3、在中央明纹两侧对称分布。 (2) 条纹特点x=0处, k=0,中央明纹11-2 杨氏双缝干涉x其它地方的亮度介于最明和最暗之间k=3k=2k=1k=0下一步 3、实验的改进：指出用狭缝代替小孔，可以得到同样清晰， 但明亮得多的干涉条纹。 用氦氖激光器发出的激光演示双缝干涉实验。 4、实验演示红滤色片单缝 双缝S1SS2屏幕S1S2PP=0中央亮纹 由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同，又经过相同的路程到达P点，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波谷，另一条传来的也一定是波谷，确信在P点激起的振动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
4、点总是振动加强的地方，故应出现亮纹，这一条亮纹叫中央亮纹。双缝S1S2屏幕P1 第一亮纹双缝S1S2屏幕S1S2P1 取P点上方的点P1，从S1S2发出的光到P1点的光程差就不同，若这个光程差正好等于波长的整数倍，比如= S1S2=，出现第一条亮纹。 =P2 第二亮纹双缝S1S2屏幕 屏上P1点的上方还可以找到= S1S22的P2点出现第二条亮纹。 2P3 第三亮纹双缝S1S2屏幕 屏上P1点的上方还可以找到= S1S24的P2点，= S1S25的P3点等处的第四条、第五条亮纹；在中央明纹P的下方可找到= S1S2的P1/点，= S1S22的P2/点，= S1S23的P3/点等处与中央明纹为对
5、称的第一、第二、第三，第n条亮纹。3双缝S1S2屏幕P1 第一亮纹 =P 中央亮纹 =0P2 第二亮纹 =2P3 / 第三亮纹 =3P3 第三亮纹 =3P2 / 第二亮纹 =2P1 / 第一亮纹 =Q1 第一暗纹双缝S1S2屏幕S1S2P1 取P点上方的点Q1，与两个狭缝S1、S2路程差= S1S2/2，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点激起的振动总是波峰与波谷相遇，振幅最小，Q1点总是振动减弱的地方，故应出现暗纹。/2/2P 中央亮纹Q2 第二暗纹双缝S1S2屏幕 屏上Q1点的上方还可以找到= S1S23/2的Q2点出现第二条
6、暗纹。同样可以找到第三条暗纹Q3，在中央明纹下方也可以找到对称的Q1/、Q2/、Q3/等暗纹。 3/2Q1 第一暗纹P 中央亮纹双缝S1S2屏幕P1 第一亮纹 =P 中央亮纹 =0P2 第二亮纹 =2P3 / 第三亮纹 =3P3 第三亮纹 =3P3 / 第二亮纹 =2P3 / 第一亮纹 =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=5/2=/2=3/2=5/2=3/2=/2来源:Zxxk.Com（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（半波长的奇数倍）时，该点为振动加强点。 （2）空间的某点距离光源
7、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。总结规律光程差 =k（ k=0，1，2，等）光程差 =（2k-1)/2 (k=1,2,3,等）亮纹暗纹表达式： 亮纹：光程差 =k（ k=0，1，2，等） 暗纹：光程差 =（2k-1)/2 (k=1,2,3,等）结论：双缝S1S2屏幕三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?1、什么是干涉条纹的间距?xx条纹间距的含义：亮纹或暗纹之间的距离总是相等的，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
8、间的距离。 1) 条纹间距 与 的关系如何？讨论:11-2 杨氏双缝干涉2) 若 变化, 则 将怎样变化？11-2 杨氏双缝干涉双缝S1S2屏幕Ld 重做干涉实验，并定性寻找规律 d、不变，只改变屏与缝之间的距离LL越大，条纹间距越大 L、不变，只改变双缝距离dd越小，条纹间距越大2、干涉条纹的间距与哪些因素有关? 在狭缝间的距离、狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，条纹间的距离是不同的。红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小。 1 、红光的波长最长，紫光的波长最短。 x= 红光的波长最长，紫光的波长最短。 波长和频率的乘积等于波速，不同色的光在真空中的传播速度相同。所以： 波
9、长越长频率越小，波长越短频率越大。2、波长越长频率越小，波长越短频率越大。光的颜色波长(m)频率 f(1014Hz)光的颜色波长(m)频率 f(1014Hz)红0.770.623.94.8绿0.580.495.26.1橙0.620.64.85.0蓝靛0.490.456.16.7黄0.60.585.05.2紫0.450.406.77.53、光的颜色由频率决定各色光在真空中的波长和频率的范围见下表：白光的干涉图样是什么样？ 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缘，紫光在内线。 【学生实验】观察白炽灯光的干涉。 杨氏双缝实验中用白光照射时中央明纹为什么色？白色思考：11-2 杨氏双缝干涉*两侧呢?彩色条纹 中央明纹两侧出现彩色条纹，最靠近中央明纹的是什么颜色？紫色11-2 杨氏双缝干涉SM劈尖角一 劈 尖11-4 劈尖 牛顿环 (4 )干涉条纹的移动11-4 劈尖 牛顿环一、光的干涉现象-杨氏干涉实验二、运用光的波动理论进行分析三、干涉条纹的间距与哪些因素有关
