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光的干涉

为什么会这样?
(2)白光的干涉图样
若用白光作光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中 央条纹是白色的. 这是因为:
从双缝射出的两列光波中,各种色光都能形成 明暗相间的条纹,各种色光都在中央条纹处形成 亮条纹,从而复合成白色条纹.
两侧条纹间距与各色光的波长成正比,即红光 的亮条纹间距宽度最大,紫光的亮条纹间距宽度 最小,即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重 合,这样便形成了彩色干涉条纹.
双缝
S1 S2
屏幕
P3 第三亮纹 P2 第二亮纹 P1 第一亮纹 P 中央亮纹
P1 / 第一亮纹 P2 / 第二亮纹 P3 / 第三亮纹
当路程差δ= nλ,那 么,当其中一条光传 δ=3λ 来的是波峰时,另一 条传来的也一定是波 δ=2λ 峰,其中一条光传来 的是波谷时,另一条 δ=λ 传来的也一定是波谷, δ=0 在Pn点总是波峰与波 峰相遇或波谷与波谷 δ=λ 相遇,振幅A=A1+A2 为最大,Pn点总是振 δ=2λ 动加强的地方,故出 δ=3λ 现亮纹
绿光的频率、波长均不相等,这时( C )
A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色 的双缝干涉条纹消失 B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色 的双缝干涉条纹仍然存在 C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上 仍有光亮 D.屏上无任何光亮
例2 在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离
之差为0.6μm,若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和 f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝,试分析判 断P点应出现亮条纹还是暗条纹?分别为第几条亮 纹或暗纹?
(半波长的偶数倍)时,该点
为振动加强点。
(2)空间的某点距离光
源S1和S2的路程差为λ /2、3 λ/2、5λ/2、等
半波长的奇数倍时,该点
为振动减弱点。
路程差 δ= kλ ( k=0,1,2,…)
路程差 δ =(2k-1)λ/2 (k=1,2,3,…)
亮纹
暗纹
2、决定明暗条纹的条件
(1)Δr=nλ(n=0,1,2……),即距离差为波长的 整数倍时,P点为振动加强点。即为亮条纹。
即时应用
1.在光的双缝干涉现象里,下列描述正确的是( A )
A.用白光做光的干涉实验时,偏离中央亮条纹较远的 是波长较长的红光 B.用白光做光的干涉实验时,偏离中央亮条纹较远的 是波长较短的紫光 C.相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的 D.在双缝干涉现象里,把入射光由红光换成紫光,相 邻两个亮条纹间距将变宽
黄 0.6~0.58 5.0~5.2
紫 0.45~0.40 6.7~7.5
用不同的单色光进行实验: 红光的条纹间距最大,紫光的最小。
1 、红光的波长最长,紫光的波长最短。 2、波长越长频率越小,波长越短频率越大。 3、光的颜色由频率决定
白光的干涉图样是什么样的?
①明暗相间的彩色条纹; ②中央为白色亮条纹; ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的; ④在每条彩色亮纹中红光总是在外侧,紫光在内侧。
数学推导(阅 读空间P85)
x L
d (L d时成立)
各色光在真空中的波长和频率的范围见下表:
光 色
波长λ(μm)
频率 f (1014Hz)
光的 颜色
波长λ(μm)
频率 f (1014Hz)
红 0.77~0.62 3.9~4.8
绿 0.58~0.49 5.2~6.1
橙 0.62~0.6 4.8~5.0 蓝-靛 0.49~0.45 6.1~6.7
例1 由两个不同光源所发出的两束白光落在同一
点上,不会产生干涉现象.这是因为( D )
A.两个光源发出光的频率不同 B.两个光源发出光的强度不同 C.两个光源的光速不同 D.这两个光源是彼此独立的,不是相干光源
变式训练1 在双缝干涉实验中,以白光为光源,
在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的 一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝 前放一绿色滤光片(只能透过绿光),已知红光与
光的本质到底是什么?
牛顿:光是一种粒子 惠更斯:光是一种波
19世纪初,人们发现了光的干 涉和衍射现象。迈出了认识光 的本质的第一步!
光的干涉
干涉现象是波动所特有的现象,如果能观察到光的 干涉,就能证明光是一种波。
1801年,英国物理学家托马斯.杨成功地观察到了 光的干涉现象,证明了光的确是一种波. 托马斯·杨(Thomas Young)
以此类推
当路程差δ= 半波长的奇数时出现暗纹
双缝 S1
屏幕
Q3 第三暗纹 Q2 第二暗纹 Q 1 第一暗纹
δ=5λ/2 δ=3λ/2 δ=λ/2S2Q1 / Nhomakorabea第一暗纹
δ=λ/2
Q2 / 第二暗纹
δ=3λ/2
Q3 / 第三暗纹
δ=5λ/2
总结规律
(1)空间的某点距离光源S1 和S2的路程差为0、1 λ、2 λ、3 λ、等波长的整数倍
波动学说的确立奠定了基础。
单缝提供线光源的作用 双缝的作用是将线光源一分为二,形成相干光
1 、光的干涉
双缝干涉
1、双缝干涉实验 (1)观察白光的干涉图样有何特点? 中央为白色条纹,两侧为彩色条纹 (2)滤光片有什么作用? 白光通过红色滤光片,只剩下红光 (3)单色光干涉图样有何特点?
等间距明暗相间的条纹。 红光的干涉图样与蓝光的干涉图样有何区别?
红光条纹宽,相邻两条纹间距大。
干涉图样的特点:
屏上到S1S2距离相 等的点出现的是明
条纹,叫做中央亮纹
双缝 S1
S2 明(暗)条纹的宽度相同
屏幕
P3 第三亮纹 P2 第二亮纹 P1 第一亮纹 P 中央亮纹
P1 / 第一亮纹 P2 / 第二亮纹 P3 / 第三亮纹
以此类推
当路程差δ= nλ时出现亮纹
(2)Δr=(2n+1)λ/2 (n=0,1,2……),即距 离差为半波长的奇数倍时,P点为振动减弱点。即 为暗条纹。
3、双缝干涉图样的特点
(1)单色光的干涉图样 若用单色光作光源,则干涉条纹是明暗相间的
条纹,且条纹间距相等.中央为亮条纹,两相邻 亮纹(或暗纹)间距离与光的波长有关,波长越大, 条纹间距越大.
英国物理学家、医生和考古学家, 光的波动说的奠基人之一
波动光学:杨氏双缝干涉实验
生理光学:三原色原理
材料力学:杨氏弹性模量
考古学:破译古埃及石碑上的文字
杨氏双缝干涉实验装置
1801年,杨氏巧妙地设计了一种把单个波阵面分 解为两个波阵面以锁定两个光源之间的相位差的方法
来研究光的干涉现象。杨氏用叠加原理解释了干涉 现象,在历史上第一次测定了光的波长,为光的
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