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1、13.313.3光的干涉光的干涉2024/8/241光到底是什么光到底是什么？1717世纪明确形成世纪明确形成了两大对立学说了两大对立学说牛牛顿顿惠惠更更斯斯微粒说微粒说波动说波动说由于牛顿在物理由于牛顿在物理学界的威望使得学界的威望使得微粒说一直占上微粒说一直占上风，并延续了风，并延续了100100多年。多年。对光本性的认识，人类经历了十分漫长的过程对光本性的认识，人类经历了十分漫长的过程 如果光是波的话，应该会有波的特性，波有些什么特性如果光是波的话，应该会有波的特性，波有些什么特性呢？能不能通过实验验证光具有这些特性呢？很多科学家终身为呢？能不能通过实验验证光具有这些特性呢？很多科学家终
2、身为之探究，希望能有所收获。之探究，希望能有所收获。2024/8/242 100 100多年后的多年后的18011801年，英国物理年，英国物理学家托马斯学家托马斯杨，在实验室里成功杨，在实验室里成功的观察到了光的干涉的观察到了光的干涉 干涉是波特有的现象，干涉是波特有的现象，所以托马斯所以托马斯杨有力的证明了杨有力的证明了 光是一种波光是一种波托马斯托马斯杨杨17731829思考：思考： 如果要观察到光的如果要观察到光的干涉现象需要什么条件干涉现象需要什么条件？2024/8/243什么是波的干涉现象？什么是波的干涉现象？两列波产生干涉的条件？两列波产生干涉的条件？ 复习回顾复习回顾：频率相同
3、频率相同频率相同频率相同 相位差恒定相位差恒定相位差恒定相位差恒定 频率相同的两列波叠加，使某些区频率相同的两列波叠加，使某些区域的振幅加大，某些区域的振幅减小的现象。域的振幅加大，某些区域的振幅减小的现象。2024/8/244波的干涉图样波的干涉图样思考：思考：怎样计算出波的干涉现象中的加强或减弱的位置？怎样计算出波的干涉现象中的加强或减弱的位置？P21S1 12 2= =S PS P-2024/8/245加强加强减弱减弱空间某点空间某点P P到两波源的路程差（波程差）到两波源的路程差（波程差）s s满足满足: :(n=0,1,2,3-)(n=0,1,2,3-) (n=0,1,2,3-)(n
4、=0,1,2,3-) 2024/8/246 如果光真的是一种波，也如果光真的是一种波，也应该能光发生的干涉现象应该能光发生的干涉现象2024/8/247亮暗 亮亮亮 暗光源光源光源光源亮亮亮暗暗 探究：探究： 两个手电筒发出的光观察到光的干涉现象吗？两个手电筒发出的光观察到光的干涉现象吗？2024/8/248讨论：没有看到想象中的干讨论：没有看到想象中的干涉图样的原因？怎样改进？涉图样的原因？怎样改进？S S * *1SS1S22024/8/249 杨氏双杨氏双缝实验被缝实验被评为十大评为十大最美丽实最美丽实验之一验之一。天才的设想天才的设想单缝单缝双缝双缝红滤色片红滤色片 屏幕屏幕s s0
5、0s s1 1s s2 2托马斯托马斯杨杨巧妙解决了相干光问题巧妙解决了相干光问题2 2、装置特点、装置特点： （1 1）双缝）双缝S S1 1、S S2 2与单缝与单缝S S 的距离相等的距离相等 （2 2）双缝很近小于双缝很近小于 0.1mm0.1mm1 1、装置介绍、装置介绍单缝的作用：是获得线光源，单缝的作用：是获得线光源，有唯一的频率和振动情况有唯一的频率和振动情况 双双缝缝的的作作用用：将将一一束束光光一一分分为为二二，形形成成不不但但频频率率和和振振动动方方向向相相同同，而而且且总总是是相相位位相相同同的相干光源的相干光源 滤色片作用：获得单色光滤色片作用：获得单色光杨氏双缝干涉
6、实验介绍杨氏双缝干涉实验介绍：普普通通光光源源2024/8/2410见书本彩页见书本彩页白光2024/8/2411图图13133 31 12024/8/2412单单色色激激光光束束挡挡板板双缝干涉示意图双缝干涉示意图S S1 1S S2 2 观看实观看实验，用语言表验，用语言表述看到的干涉述看到的干涉图样特点图样特点2024/8/2413单单色色激激光光束束挡挡板板双缝干涉示意图双缝干涉示意图（1 1）如何解释光屏上出现的亮条纹（或暗条纹）？）如何解释光屏上出现的亮条纹（或暗条纹）？S S1 1S S2 2（2 2）光屏上出现亮条纹（或暗条纹）的条件是什么？）光屏上出现亮条纹（或暗条纹）的条件
7、是什么？小组讨论：小组讨论：屏上看到屏上看到 明暗相间的条纹明暗相间的条纹结论结论: :光是一种波光是一种波中央亮条纹中央亮条纹2024/8/2414中央亮条纹中央亮条纹亮条纹亮条纹探究探究2 2： 出现明暗相间条纹的条件出现明暗相间条纹的条件S1S2亮条纹亮条纹出现亮条纹的条件出现亮条纹的条件（ n=0，1，2，3）l=Dns2024/8/2415暗条纹暗条纹探究探究2 2： 出现明暗相间条纹的条件出现明暗相间条纹的条件S1S2暗条纹暗条纹（ n=0，1，2，3）出现暗条纹的条件出现暗条纹的条件 22024/8/2416双缝双缝S S1 1S S2 2屏幕屏幕P P1 1 第一亮纹第一亮纹
8、=P P 中央亮纹中央亮纹 =0=0P P2 2 第二亮纹第二亮纹 =2=2P P3 3 / / 第三亮纹第三亮纹 =3=3P P3 3 第三亮纹第三亮纹 =3=3P P3 3 / / 第二亮纹第二亮纹 =2=2P P3 3 / / 第一亮纹第一亮纹 =Q Q2 2 第二暗纹第二暗纹Q Q 1 1 第一暗纹第一暗纹Q Q3 3 第三暗纹第三暗纹Q Q3 3 / / 第三暗纹第三暗纹Q Q2 2 / / 第二暗纹第二暗纹Q Q1 1 / / 第一暗纹第一暗纹 =5/2 =/2 =3/2 =5/2 =3/2 =/2DsDsDsDsDsDsDsDsDsDsDsDsDs出现亮条纹条件出现亮条纹条件出现
9、暗条纹条件出现暗条纹条件（ n=0，1，2，3）（ n=0，1，2，3）l=Dns归纳总结归纳总结2024/8/2417练习练习 对两列光在空中叠加，以下说对两列光在空中叠加，以下说法正确的是（法正确的是（ ）A A 不同的色光不可能产生干涉现象不同的色光不可能产生干涉现象B B 不同的色光有可能产生干涉现象不同的色光有可能产生干涉现象C C 光的强度不同不可能产生干涉现象光的强度不同不可能产生干涉现象D D 光的强度不同有可能产生干涉现象光的强度不同有可能产生干涉现象A DA D2024/8/2418练习练习. .在双缝干涉实验中，双缝到光屏上在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P P点点的距离之
10、差的距离之差s =0.6ms =0.6m；若分别用频率为；若分别用频率为f f1 1=5.0=5.010101414HzHz和频率为和频率为f f2 2=7.5=7.510101414HzHz的单的单色光垂直照射双缝隙，则色光垂直照射双缝隙，则P P点出现条纹的情况点出现条纹的情况是以下哪种是以下哪种( )( )A.A.用频率用频率f f1 1的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现明条纹点出现明条纹B.B.用频率用频率f f2 2的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现明条纹点出现明条纹C.C.用频率用频率f f1 1的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现暗条纹点出现暗条纹D.
11、D.用频率用频率f f2 2的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现暗条纹点出现暗条纹由由C=fC=f得：得：1 1=C/f=C/f1 1= = 0.6m, 0.6m, 0.6m, 0.6m, s s =0.6m=0.6m=0.6m=0.6m=1 1明条纹明条纹由由C=fC=f得：得：2 2=C/f=C/f2 2= = 0.4m, 0.4m, 0.4m, 0.4m, s s =0.6m=1.5=0.6m=1.5=0.6m=1.5=0.6m=1.52 2暗条纹暗条纹ADAD2024/8/2419练习练习 下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( () ) A
12、 A双双缝缝的的作作用用是是获获得得两两个个振振动动情情况况相相同同的的相相干光源干光源 B B光光屏屏上上距距两两缝缝的的路路程程差差等等于于半半波波长长的的整整数数倍处出现暗条纹倍处出现暗条纹 C C光光屏屏上上距距两两缝缝的的路路程程差差等等于于半半波波长长的的偶偶数数倍处出现亮条纹倍处出现亮条纹 D D在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生与光屏之间的空间却没有干涉发生ACAC2024/8/2420 影响影响相邻明（暗）纹间相邻明（暗）纹间的距离大小的的距离大小的因素因素探究：探究：2024/8/2421亮暗 亮亮亮 暗光
13、源光源光源光源亮亮亮暗暗 双缝与屏间的距离双缝与屏间的距离 l l : :l l 越大，相邻的亮越大，相邻的亮( (暗暗) )纹间距纹间距 越大越大X2024/8/2422亮亮亮亮亮亮d d2 2d d1 1亮亮L LL L屏屏屏屏观察：条纹的间距与双缝间距观察：条纹的间距与双缝间距d d的关系？的关系？ 亮亮 亮亮 亮亮 双缝之间的距离双缝之间的距离d:d:d d越小，相邻的亮越小，相邻的亮( (暗暗) )纹间距纹间距 越大越大X2024/8/2423观察：条纹的间距与波长观察：条纹的间距与波长的关系？的关系？亮亮LL屏屏屏屏波长波长： 越大，相邻的亮越大，相邻的亮( (暗暗) )纹间距纹间距 越大越大X2024/8/24242 2、相邻明（暗）纹间的距离大小：、相邻明（暗）纹间的距离大小：双缝之间的距离双缝之间的距离d:d:双缝与屏间的距离双缝与屏间的距离 l l : :S1S2P1Pl波长波长： 越大，相邻的亮越大，相邻的亮( (暗暗) )纹间距纹间距 越大越大d d越小，相邻的亮越小，相邻的亮( (暗暗) )纹间距纹间距 越大越大l l 越大，相邻的亮越大，相邻的亮( (暗暗) )纹间距纹间距 越大越大（1 1）影响因素：）影响因素：（2 2）相邻亮纹间距计算公式：）相邻亮纹间距计算公式：XXX2024/8/2425
