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1、增透技术与光的干涉增透技术与光的干涉托马斯托马斯杨杨17731829 1801年，英国物理学家托年，英国物理学家托马斯马斯杨在实验室里成功的观察杨在实验室里成功的观察到了光的干涉现象到了光的干涉现象光学是物理学中最古老的一个基础学科，又光学是物理学中最古老的一个基础学科，又是当前科学研究中最活跃的学科之一。随着人类是当前科学研究中最活跃的学科之一。随着人类对自然的认识不断深入，光学的发展大致经历了对自然的认识不断深入，光学的发展大致经历了萌芽时期、几何光学时期、波动光学时期、量子萌芽时期、几何光学时期、波动光学时期、量子光学时期、现代光学时期等光学时期、现代光学时期等5个时期。个时期。光学的发
2、展简介：光学的发展简介：光是什么？在物理学的发展史上，光是什么的问题经历过很长一段时间的争论，包括牛顿、惠更斯和爱因斯坦在内的大批科学家均参与其中。正是他们大量的争论，推动了光学的发展。光的直线传播光的反射光的折射大量事实证明，光是直线前进的，可能是一个微小的粒子。我们如果能看到光发生干涉、衍射等现象，具有波特我们如果能看到光发生干涉、衍射等现象，具有波特有的性质，那么我们就可以说光是一种波。有的性质，那么我们就可以说光是一种波。光到底是什么？17世纪明确形成了两大对立学说牛顿牛顿惠更斯惠更斯微粒说微粒说波动说波动说19世纪初证明了波动说的正确性由于波动说没有由于波动说没有数学基础以及牛数学基
3、础以及牛顿的威望使得微顿的威望使得微粒说一直占上风粒说一直占上风19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说：光具有粒子性这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”一、双缝干涉双缝干涉实验证明光是一种波1 1 1 1、装置特点装置特点装置特点装置特点：2 2 2 2、单缝单缝单缝单缝双缝双缝双缝双缝S1S1S1S1S S S SS2S2S2S2屏屏屏屏屏上形成的明暗相间条纹叫做屏上形成的明暗相间条纹叫做屏上形成的明暗相间条纹叫做屏上形成的明暗相间条纹叫做干涉图样干涉图样干涉图样干涉图样2 2）双缝很近双缝很近双缝很近双缝很近 0.1mm0.1mm1 1）双缝）双缝）双缝）双缝S S1
4、 1、S S2 2到单缝到单缝到单缝到单缝S S的距离相等的距离相等的距离相等的距离相等双缝的作用是获得两个振动情况完全双缝的作用是获得两个振动情况完全双缝的作用是获得两个振动情况完全双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源，叫相同的光源，叫相同的光源，叫相同的光源，叫相干光源相干光源相干光源相干光源( (频率相同频率相同频率相同频率相同) )双缝的作用：双缝的作用：双缝的作用：双缝的作用：单缝的作用：单缝的作用：单缝的作用：单缝的作用： 获得线光源获得线光源获得线光源获得线光源中中间间亮亮纹纹第第二二条条亮亮纹纹第第一一条条亮亮纹纹第第一一条条亮亮纹纹第第二二条条亮亮纹纹第第一一条条暗暗纹
5、纹第第一一条条暗暗纹纹第第二二条条暗暗纹纹第第三三条条暗暗纹纹第第二二条条暗暗纹纹第第三三条条暗暗纹纹白光的干涉图样明暗相间的彩色条纹；明暗相间的彩色条纹；明暗相间的彩色条纹；明暗相间的彩色条纹；中央为白色亮条纹；中央为白色亮条纹；中央为白色亮条纹；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；干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；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。在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。 单单色色激
6、激光光束束屏屏等间距等间距双缝干涉图样双缝干涉图样图样有何特征？图样有何特征？S1S2亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线双缝双缝中央亮条纹中央亮条纹明暗相间明暗相间亮条纹亮条纹亮条纹亮条纹探究：探究： 出现明暗相间条纹的条件出现明暗相间条纹的条件S1S2光程差：光程差：出现亮条纹的条件出现亮条纹的条件（ n=0，1，2，3）暗条纹暗条纹 /2探究：探究： 出现暗条纹的条件出现暗条纹的条件S1S2光程差：光程差：出现暗条纹的条件出现暗条纹的条件（ n=0，1，2，3）亮条纹亮条纹暗条纹暗条纹小结：出现亮条纹和暗条纹的条
7、件小结：出现亮条纹和暗条纹的条件（ n=0，1，2，3）（ n=0，1，2，3）白光的干涉图样明暗相间的彩色条纹；明暗相间的彩色条纹；明暗相间的彩色条纹；明暗相间的彩色条纹；中央为白色亮条纹；中央为白色亮条纹；中央为白色亮条纹；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；干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；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。在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。 为什么会是这样的呢？条纹间距x、
8、缝宽d和缝屏距离L的关系：因为，由结论可知：各种色光的波长不相同，由不同的色光作光源，在双缝宽度和缝、屏宽度相同的情况下，形成的干涉图样的条纹间距是各不相同的，红光的条纹间距最宽，紫光的最窄。条纹间距x、缝宽d和缝屏距离L的关系：二、薄膜干涉单色光成单色条纹；复色光成彩色条纹二、薄膜干涉形成干涉图样的原因是：重力作用下，薄膜的厚度随高度变化，当入射光射到肥皂泡液薄膜上时，由液膜前的两个表面反射回来的两列光是相干光，相互叠加产生干涉。三、应用干涉法检查平面的平整度视频：干涉的应用牛顿环楔性空气薄层楔性空气薄层标准样板标准样板标准样板标准样板被检测平面被检测平面被检测平面被检测平面光在空气层的上下
9、光在空气层的上下光在空气层的上下光在空气层的上下表面发生反射表面发生反射表面发生反射表面发生反射, ,这两这两这两这两束反射光发生干涉束反射光发生干涉束反射光发生干涉束反射光发生干涉. .如果被检测表面的平整的如果被检测表面的平整的如果被检测表面的平整的如果被检测表面的平整的, ,将看到与将看到与将看到与将看到与底线平行的干涉条纹底线平行的干涉条纹底线平行的干涉条纹底线平行的干涉条纹. .原因是厚度相等的地方，光程差一样、干原因是厚度相等的地方，光程差一样、干原因是厚度相等的地方，光程差一样、干原因是厚度相等的地方，光程差一样、干涉情况一样，即某一处反射回来的两列波涉情况一样，即某一处反射回来
10、的两列波涉情况一样，即某一处反射回来的两列波涉情况一样，即某一处反射回来的两列波叠加，若光振动加强，产生亮点，那些与叠加，若光振动加强，产生亮点，那些与叠加，若光振动加强，产生亮点，那些与叠加，若光振动加强，产生亮点，那些与这处厚度相等的地方都是亮点，这些亮点这处厚度相等的地方都是亮点，这些亮点这处厚度相等的地方都是亮点，这些亮点这处厚度相等的地方都是亮点，这些亮点组成彼此平行的亮纹组成彼此平行的亮纹组成彼此平行的亮纹组成彼此平行的亮纹, ,反之是暗纹反之是暗纹反之是暗纹反之是暗纹三、应用干涉法检查平面的平整度例、如图所示，是用干涉法检查某厚玻例、如图所示，是用干涉法检查某厚玻璃的上表面是否平
11、整的装置，所用单色璃的上表面是否平整的装置，所用单色光做光源，检查中所观察到的干涉条纹光做光源，检查中所观察到的干涉条纹是由下列两个表面反射的光线叠加而成是由下列两个表面反射的光线叠加而成的？的？A A、a a的上表面和的上表面和b b的下表面的下表面B B、a a的上表面和的上表面和b b的上表面的上表面C C、a a的下表面和的下表面和b b的上表面的上表面D D、a a的下表面和的下表面和b b的下表面的下表面C C练习：如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表面是练习：如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生否平的装置，所用单色光是用普通光源加
12、滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由哪两个表面反射的，检查中所观察到的干涉条纹是由哪两个表面反射的光叠加而成的的光叠加而成的( )( )A Aa a的上表面和的上表面和b b的下表面的下表面B Ba a的上表面和的上表面和b b的上表面的上表面C Ca a的下表面和的下表面和b b的上表面的上表面D Da a的下表面和的下表面和b b的下表面的下表面练习：将波长为练习：将波长为的单色光从空气垂直入的单色光从空气垂直入射到折射率为射到折射率为n的透明介质膜上，要使透射的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为（光得到加强，薄膜的厚度最少应为（ ） A A、/4/4n； B B、/2/2n； C C、/4/4； D D、/2/2
