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1、光的动摇性光的动摇性第一节：光的干涉第一节：光的干涉第一个问题第一个问题 光究竟是什么？光究竟是什么？17世纪构成了两种学说：世纪构成了两种学说：*微粒微粒说-以以为光是从光源光是从光源发出的一种物出的一种物质微粒，在均匀微粒，在均匀 介介质中以一定的速度中以一定的速度传播。播。 代表人物：牛代表人物：牛顿英国英国能解能解释-光的直光的直进景象、光的反射；不能解景象、光的反射；不能解释-同同时发生反生反射和折射、几束光相遇而互不干射和折射、几束光相遇而互不干扰。动摇说-以以为光是在空光是在空间传播的某种波。播的某种波。 代表人物：惠更斯荷代表人物：惠更斯荷兰能解能解释-同同时发生反射和折射、几
2、束光相遇而互不干生反射和折射、几束光相遇而互不干扰；不能解不能解释-光的直光的直进景象。景象。由于早期的由于早期的动摇说不能用数学作不能用数学作严厉的表达和分析、牛的表达和分析、牛顿在在物理界的声威，微粒物理界的声威，微粒说不断占上不断占上风。 * 19世纪初，在实验中察看到光的干涉和衍射景象，世纪初，在实验中察看到光的干涉和衍射景象，不能用微粒说解释，因此证明了动摇说的正确性。不能用微粒说解释，因此证明了动摇说的正确性。是什么波？是什么波？ 19世世纪60年代性，麦克斯年代性，麦克斯韦预言言电磁波存在，磁波存在，光也是一种光也是一种电磁波，赫磁波，赫兹实验证明明这种学种学说。动摇说得到了公得
3、到了公认。* 19* 19世世纪末，末，发现了新景象了新景象-光光电效效应，用，用动摇 说无法解无法解释。爱因斯坦于因斯坦于2020世世纪初提出光子初提出光子说， 以以为光具有粒子性，从而解光具有粒子性，从而解释了光了光电效效应。这儿的粒子不儿的粒子不同于牛同于牛顿所所说的微粒。的微粒。光究竟是什么？光究竟是什么？* * 如今人如今人们认识到：光既具有到：光既具有动摇性，又具有粒子性。性，又具有粒子性。本章引本章引见光的光的动摇性，下章要引性，下章要引见光的量子性。光的量子性。干涉、衍射干涉、衍射是波特有的是波特有的景象！景象！第一节第一节 光的干涉光的干涉 一、双缝干涉实验安装一、双缝干涉实
4、验安装第一节第一节 光的干涉光的干涉1、安装特点：、安装特点：双双缝S1、S2的的间隔很隔很近，近，缝很窄很窄 2、用用单色激光色激光 双双缝的作用：相当的作用：相当于两个振于两个振动情况完全一情况完全一样的光源，双孔的作用的光源，双孔的作用是是获得相关光源得相关光源 实验引引见：一、双缝干涉实验一、双缝干涉实验双缝双缝屏屏S1S2激光激光相关光不是相关光源2. 产生干涉的条件：产生干涉的条件： 由振动情况完全一样的光源发出的光相互叠加，由振动情况完全一样的光源发出的光相互叠加，才干干涉景象。双缝干涉实验中，狭缝才干干涉景象。双缝干涉实验中，狭缝S1、S2相当相当于两个振动情况总是一样的波源。
5、于两个振动情况总是一样的波源。两个独立光源两个独立光源发出的光，不能出的光，不能够是相关波源。是相关波源。必需是同一点光必需是同一点光源或源或线光源光源发出的一束光分出的一束光分成两束，才干得成两束，才干得到相关光。到相关光。第一节第一节 光的干涉光的干涉1、安装特点：、安装特点： 1双双缝很近很近 0.1mm 2双双缝S1、S2与与单缝S 的的间隔相等隔相等 2、滤色片作用：色片作用：获得得单色光色光 单缝的作用：是的作用：是获得得线光源光源 双双缝的作用：相当于的作用：相当于两个振两个振动情况完全一情况完全一样的的光源，双孔的作用是光源，双孔的作用是获得得相关光源相关光源 实验引引见：一、
6、杨氏双缝干涉实验一、杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉分波面法获得相关光源单缝单缝 双缝双缝红滤色片红滤色片S1SS2屏幕屏幕普通光源分波面法分波面法 在点光源在点光源发出的光的某一波面上，取两个子出的光的某一波面上，取两个子波源，他波源，他们发出的光可出的光可产生干涉景象，此法称生干涉景象，此法称为分波面法。如分波面法。如杨氏双氏双缝干涉干涉实验。pS *第三个第三个问题： 双双缝干涉干涉红光光实验景象分析：景象分析：见书本见书本P彩页彩页结论：光是一种波：光是一种波!单色光双色光双缝干涉干涉图样条条纹的特点：的特点： 1明暗相明暗相间 2条条纹等等宽等距等距 3条条纹亮度一亮度一样 4 两两缝S
7、1、S2中垂中垂线与屏幕相交位置是亮条与屏幕相交位置是亮条纹-中央亮中央亮纹问题：1为什么会出什么会出现这样的的图象？象？ 2怎怎样用用动摇实际进展解展解释？S1S2P=0 由于从由于从S1S2发出的光是振出的光是振动情况完全一情况完全一样，又，又经过一一样的路的路程到达程到达P点，其中一条光点，其中一条光传来的来的是波峰，另一条是波峰，另一条传来的也一定是来的也一定是波峰，其中一条光波峰，其中一条光传来的是波谷，来的是波谷，另一条另一条传来的也一定是波谷，确来的也一定是波谷，确信在信在P点激起的振点激起的振动，振幅，振幅AA1+A2为最大，最大，P点点总是振是振动加加强的地方，故的地方，故应
8、出出现亮亮纹，这一一条亮条亮纹叫中央亮叫中央亮纹。又叫零又叫零级亮亮纹P中央亮中央亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕 P点在点在S、S2的垂直平分线上的垂直平分线上留意：直留意：直线只表示光源到只表示光源到P的的间隔，没有箭隔，没有箭头， 由于在由于在动摇说 中没有光中没有光线的概念。在的概念。在动摇说中有中有“波波长的概念。的概念。P1 第一亮第一亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕S1S2P1 =双缝双缝S1S2屏幕屏幕P1 第一亮第一亮纹 =P 中央亮中央亮纹 =0P2 第二亮第二亮纹 =2P3 / 第三亮第三亮纹 =3P3 第三亮第三亮纹 =3P3 / 第二亮第二亮纹 =2P3 / 第一亮第一亮纹
9、=Q2 第二暗纹第二暗纹Q 1 第一暗纹第一暗纹Q3 第三暗第三暗纹纹Q3 / 第三暗纹第三暗纹Q2 / 第二暗纹第二暗纹Q1 / 第一暗纹第一暗纹=5/2=/2=3/2=5/2=3/2=/2总结规律总结规律2 .出现加强、减弱点的条件：出现加强、减弱点的条件：路程差路程差 =k =1,2,3 ,路程差路程差 =kk = 1,2,0,亮纹亮纹暗纹暗纹1 .路程差路程差3. 干涉条干涉条纹间距：距： x=dL三、干涉条纹的间距与哪些要素有关三、干涉条纹的间距与哪些要素有关?1、什么是干涉条纹的间距、什么是干涉条纹的间距?双缝双缝S1S2屏幕屏幕xx 条条纹间距的含距的含义：亮：亮纹或暗或暗纹之之
10、间的的间隔隔总是是相等的，亮相等的，亮纹和亮和亮纹之之间的的间隔或暗隔或暗纹和暗和暗纹之之间的的间隔叫做条隔叫做条纹间距。距。 我我们所所说的亮的亮纹是指是指最亮的地方，暗最亮的地方，暗纹是最暗是最暗的地方，从最亮到最暗有的地方，从最亮到最暗有一个一个过渡，条渡，条纹间距距实践践上是最亮和最亮或最暗和上是最亮和最亮或最暗和最暗之最暗之间的的间隔。隔。 实验：在两：在两缝间间隔隔d以及档以及档板和屏的板和屏的间隔隔L一定的情况下，一定的情况下，用不同的用不同的单色光做双色光做双缝干涉干涉实验。结果如右：果如右：四、波长和频率四、波长和频率 见书本彩页见书本彩页想一想：想一想：红、蓝、紫光的、紫光
11、的波波长大小是什么关系？大小是什么关系？1. 红光的波光的波长最最长， 紫光的波紫光的波长最短。最短。 白光的干涉白光的干涉图样是什么是什么样？白光的干涉白光的干涉图样是彩色的是彩色的零零级亮亮纹中央是白色的。中央是白色的。见书本彩本彩页。2、波、波长越越长频率越小，波率越小，波长越短越短频率越大。率越大。 波波长和和频率的乘率的乘积等于波速：等于波速：v=f 不同的色光在真空中的不同的色光在真空中的传播速度一播速度一样。所以：。所以： 波波长越越长频率越小，波率越小，波长越短越短频率越大。率越大。光的光的颜色颜色波波长(nm)频率频率 f(1014Hz)光的光的颜色颜色波波长(nm)频率频率
12、 f(1014Hz)红红7706203.94.8绿绿5804905.26.1橙橙6206004.85.0蓝靛蓝靛4904506.16.7黄黄6005805.05.2紫紫4504006.77.51nm=10-9m 1、在真空中波、在真空中波长为610-7 m的是黄光，波的是黄光，波长为410-7 m的是的是紫光，紫光，现有一束有一束频率率为51014HZ的的单色光，它在折射率色光，它在折射率n=1.5的的无色透明玻璃中的波无色透明玻璃中的波长是多少？它在玻璃中呈什么是多少？它在玻璃中呈什么颜色？色？解：解：该色光在真空中的波色光在真空中的波长 是黄光是黄光该色光在真空中色光在真空中为黄光，黄光，
13、进入玻璃后入玻璃后频率不率不变，因此仍，因此仍为黄光。黄光。例例题10-10m10-10m可得在玻璃中的波可得在玻璃中的波长为= 4000 10-10m10-10m 由由lllloo=ffvcn解：解：2. 在在杨氏干涉氏干涉实验中，假中，假设知两狭知两狭缝间距距为1mm，双，双缝到屏的到屏的 间隔隔为20cm，屏上得到的干涉，屏上得到的干涉图样如如图，请根据根据图中的丈量中的丈量 数据。求出数据。求出该单色光的波色光的波长和和频率。率。 由由l ldlx= =D Dcmcmx= = =D D1 . 055 . 0 =510-7mf练习1、关于光的干涉，以下、关于光的干涉，以下说法中正确的法中
14、正确的选项是是 A、两列不同、两列不同颜色的光不能色的光不能够发生干涉生干涉 B、两列、两列强强度不同的光不能度不同的光不能够发生干涉生干涉 C、两列、两列强强度不同的光能度不同的光能够发生干涉生干涉 D、两列、两列颜色一色一样的光不能的光不能够发生干涉生干涉 A C2、用白光做双、用白光做双缝干涉干涉实验时，察看到的干涉，察看到的干涉图样中中 央央为白色明白色明纹，两，两侧出出现彩色的条彩色的条纹。这是由于：是由于： A、各种色光的波、各种色光的波长不同不同 B、各种色光的、各种色光的传播速度不同播速度不同 C、各种色光的色散不同、各种色光的色散不同 D、各种色光的温度不同、各种色光的温度不
15、同A3、在双、在双缝干涉干涉实验中，要增大相中，要增大相邻两条明两条明纹的的间距，需求：距，需求： A、增大入射光的、增大入射光的频率率 B、增大入射光的、增大入射光的强强度度 C、减小入射光的、减小入射光的频率率 D、减小入射光的、减小入射光的强强度度 CC4、在双、在双缝干涉干涉实验中，当用波中，当用波长为1的的单色光照射色光照射时，观 察到屏上察到屏上P点点处恰恰为从光屏中心从光屏中心O点数起第三条亮点数起第三条亮纹，当，当 换用波用波长为 的的单色光做色光做实验时，从，从O点数起点数起 第三条亮第三条亮纹的位置的位置A在在P点下方点下方 B仍在仍在P点点C在在P点上方点上方 D条件缺乏，无法确定条件缺乏，无法确定 A、B、 C、D、5、如、如图，用，用频率率为f 的的单色光垂直照射双色光垂直照射双缝，在光屏上，在光屏上的的P点出点出现第第3条暗条暗纹，知光速，知光速为C，那么，那么P点到双点到双缝的的间隔之差隔之差应为：应为： D
