第4节:光的干涉
2、出现亮、暗条纹的条件和位置:
3、相邻两亮纹(或暗纹)间的距离
x L
d
x
xk 1
xk
(k
1) L k
d
L
d
L
d
4、光的干涉图样的特点
1、明暗条纹间距相同;
2、红光条纹间距最大,紫 光条纹间距最小;
3、白光干涉条纹为彩色 条纹。
可由 x L 定量说明
d
在阳光下,为什么肥皂薄膜上会形成彩色图样?
注意: 干涉条纹在前表面附近形成的
燃起一盏酒精灯,在酒精灯火焰里洒上一些氯 化钠,使火焰发出黄光。把酒精灯放在金属丝圈上 的肥皂液薄膜前,仔细观察,就可在薄膜上看到火 焰的反射像,像上出现了什么
出现明暗相间 的横向黄色条 纹
三、薄膜干涉
——光照射到薄膜上时,从膜的前表面和后表面分别 反射出来,形成两列相干光,产生了干涉现象。
2、出现亮、暗条纹的条件和位置:
条件:r k (k=0、1、2…)
出现亮纹的
位置: x k L
d
(k=0、1、2…)
出现暗纹的
条件:r (2k 1) (k=0、1、2…)
2
位置:x (2k 1) L (k=0、1、2…)
d2
光的干涉图样的特点和规律
1、双缝干涉中条纹的位置x与光程差Δr的关系:r d x l
光的干涉现象在技术中有重要应用。
干涉法检 测表面平 整度
如果被测表面是平的,那么产生的干涉条纹就 是平行的;如果被测表面某些地方不平,产生的干涉 条纹就要发生弯曲:还可以了解被测表面的不平情况。 这种测量的精度可达10-6cm。
S1 d
S2 Δr
双 缝
r1 2
L
L d , L x r1 r2 2L
2、波的干涉条件
频率相同 相差恒定 振动方向相同
相干波: (即能发生干涉的波)
——频率相同,相差恒定的两列波称为相干波。
3、波的干涉图样
——波的干涉会形成一种加强和减弱相间的 图样,这样的图样叫做干涉图样。
4、对干涉图样的规律 (1)振动加强点:
振动加强点的条件:两波源到振动加强点的 距离之差(波程差) 为波长的整数倍:
x k 2k
2
(k 0,1,2)
(2)振动减弱点:
振动减弱点的条件:两波源到振动减弱点的 距离之差(波程差)为半波长的奇数倍:
x (2k 1)
2
(k 0,1,2)
光有干涉现象吗?
——干涉现象是波的主要特征之一。光 如果是一种波,我们应该会观察到光的 干涉现象。
生活中可以观察到那些光的干涉现象?
第一单元(一、二、三)——几何光学 第二单元(四、五、六)——波动光学
第四节
光的干涉
回顾:
1、什么叫波的干涉? 2、波的干涉发生的条件是什么? 3、波的干涉图样有何特点或规律?
波的干涉
1、什么是“波的干涉”?
——频率相同的两列波叠加,使得合成波场中会出 现某些点的振动始终加强,另一些点的振动始终减 弱,这种现象称为波的干涉。
2、条件
两列光的频率相同 相差恒定 振动方向相同
相干光源:能发生干涉的两列波称为相干
波,两个光源称为相干光源。
二、杨氏双缝干涉实验
最先(1801年)在实验室里观察到光的干 涉现象的科学家是英国物理学家托马斯·杨
杨氏实验的设计思路:
——让一束光通过小孔射到第二个屏的两个小孔 上,两孔间距较短,且与前一个小孔的距离相 等。如果光是传播某种振动的波,这两个小孔 就成了两个振动情况完全相同的波源,它们发 出的波在屏上叠加,就会出现干涉现象。(很 好的解决了相干光源的问题)
如何在实验室中观察到光的干涉现象?
生活中光的干涉现象
如图所示是一只 美丽的蜂鸟,它颈 部羽毛上那漂亮的 彩色光泽是如何产 生的呢?
如图所示是一个在 阳光照耀下的肥皂泡, 它那漂亮的彩色光泽 是如何产生的呢?
自己吹个肥皂泡观察
一、光的干涉
1、定义
——由两束振动情况完全相同的光在空间相 互叠加,在一些地方相互加强,在另一些地 方相互削弱的现象,叫做光的干涉。
r22 r12 2dx
P
r12
L2
(x
d )2 2
x
r22
L2
(x
d )2 2
o
光 r22 r12 2dx
屏
r
r2
r1
d L
x
条纹特点
*横向彩色条纹 *条纹间距上宽下 窄
光从薄膜前表面和后表面分 别反射出来,形成两列振动情况完 全相同的(相干)光波。 当该两 列波恰是波峰(波谷)和波峰(波 谷)相遇,使光波的振动加强,形 成亮条纹;当两列波的波峰和波谷 相遇,使光波的振动互相抵消,形 成暗条纹。如果用白光照射肥皂液 薄膜,在薄膜上就出现了不同颜色 的彩色条纹。
实验观察: (演示)
屏上有明暗相 间的条纹
光的干涉图样的特点和规律
光程: ——光传播的几何路程r与传播介质折射率n的乘积
光程差(Δr):两列相干光传播的光程之差 1、双缝干涉中条纹的位置x与光程差Δr的关系:
请你推导: r d x l
光的干涉图样的特点和规律
1、双缝干涉中条纹的位置x与光程差Δr的关系:r d x l