光的衍射干涉

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1、第十三章光的波粒二象性第一節(jié)光的干涉和衍射一、楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)1、裝置特點(diǎn)：（1）雙縫很近0.1mm，（2）雙縫S1、S2與單縫S的距離相等，單縫雙縫紅濾色片S1SS2屏幕2、①要用單色光②單孔的作用：是獲得點(diǎn)光源③雙孔的作用：相當(dāng)于兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的光源，雙孔的作用是獲得相干光源4、干涉圖樣的特點(diǎn)：（1）形成明暗相間的條紋（2）亮紋間等距、暗紋間等距（3）兩縫S1、S2中垂線與屏幕相交位置是亮條紋---中央亮紋提出問(wèn)題：（1）為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的圖象？（2）怎樣用波動(dòng)理論進(jìn)行解釋？3、產(chǎn)生穩(wěn)定光的干涉現(xiàn)象的條件相干光源：兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的光源復(fù)習(xí)：（1）機(jī)械波中，產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)

2、象的條件是：頻率相同相差恒定。（2）兩列波在波峰和波峰相遇或波谷與波谷相遇時(shí)振幅變大，說(shuō)明此點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。兩列波在波峰和波谷相遇時(shí)振幅變小，說(shuō)明此點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)。二、運(yùn)用光的波動(dòng)理論進(jìn)行分析（3）對(duì)光發(fā)生干涉時(shí)若光互相加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋若光互相削弱，出現(xiàn)暗條紋紅濾色片單縫雙縫S1SS2屏幕S1S2PPδ=0中央亮紋由于從S1S2發(fā)出的光是振動(dòng)情況完全相同，又經(jīng)過(guò)相同的路程到達(dá)P點(diǎn)，其中一條光傳來(lái)的是波峰，另一條傳來(lái)的也一定是波峰，其中一條光傳來(lái)的是波谷，另一條傳來(lái)的也一定是波谷，確信在P點(diǎn)激起的振動(dòng)總是波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇，振幅A＝A1+A2為最大，P點(diǎn)總是振動(dòng)加強(qiáng)的地方，故

3、應(yīng)出現(xiàn)亮紋，這一條亮紋叫中央亮紋。雙縫S1S2屏幕P1第一亮紋雙縫S1S2屏幕S1S2P1取P點(diǎn)上方的點(diǎn)P1，從S1S2發(fā)出的光到P1點(diǎn)的光程差就不同，若這個(gè)光程差正好等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍，比如δ=S1－S2=λ，出現(xiàn)第一條亮紋。λλδ=λP2第二亮紋雙縫S1S2屏幕屏上P1點(diǎn)的上方還可以找到δ=S1－S2＝2λ的P2點(diǎn)出現(xiàn)第二條亮紋。2λ雙縫S1S2屏幕P1第一亮紋δ=λP中央亮紋δ=0P2第二亮紋δ=2λP3/第三亮紋δ=3λP3第三亮紋δ=3λP3/第二亮紋δ=2λP3/第一亮紋δ=λQ1第一暗紋雙縫S1S2屏幕S1S2P1取P點(diǎn)上方的點(diǎn)Q1，與兩個(gè)狹縫S1、S2路程差δ=S1－S2

4、＝λ/2，其中一條光傳來(lái)的是波峰，另一條傳來(lái)的就是波谷，其中一條光傳來(lái)的是波谷，另一條傳來(lái)的一定是波峰，Q1點(diǎn)激起的振動(dòng)總是波峰與波谷相遇，振幅最小，Q1點(diǎn)總是振動(dòng)減弱的地方，故應(yīng)出現(xiàn)暗紋。λ/2λ/2P中央亮紋Q2第二暗紋雙縫S1S2屏幕屏上Q1點(diǎn)的上方還可以找到δ=S1－S2＝3λ/2的Q2點(diǎn)出現(xiàn)第二條暗紋。同樣可以找到第三條暗紋Q3……，在中央明紋下方也可以找到對(duì)稱的Q1/、Q2/、Q3/……等暗紋。3λ/2Q1第一暗紋P中央亮紋雙縫S1S2屏幕P1第一亮紋δ=λP中央亮紋δ=0P2第二亮紋δ=2λP3/第三亮紋δ=3λP3第三亮紋δ=3λP3/第二亮紋δ=2λP3/第一亮紋δ=

5、λQ2第二暗紋Q1第一暗紋Q3第三暗紋Q3/第三暗紋Q2/第二暗紋Q1/第一暗紋δ=5λ/2δ=λ/2δ=3λ/2δ=5λ/2δ=3λ/2δ=λ/2雙縫S1S2屏幕三、干涉條紋的間距與哪些因素有關(guān)?1、什么是干涉條紋的間距?△x△x★條紋間距的含義：亮紋或暗紋之間的距離總是相等的，亮紋和亮紋之間的距離或暗紋和暗紋之間的距離叫做條紋間距。雙縫S1S2屏幕Ld重做干涉實(shí)驗(yàn)，并定性尋找規(guī)律．①d、λ不變，只改變屏與縫之間的距離L——L越大，條紋間距越大．②L、λ不變，只改變雙縫距離d——d越小，條紋間距越大．2、干涉條紋的間距與哪些因素有關(guān)?③L、d不變，用不同的單色光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——紅光的條紋

6、間距最大，紫光的最小。3、亮（暗）紋間距的公式(△x=λ）紅光的波長(zhǎng)最大，紫光的波長(zhǎng)最小。紅光的頻率最小，紫光的頻率最大。下一步4、實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：①指出用狹縫代替小孔，可以得到同樣清晰，但明亮得多的干涉條紋。②用氦氖激光器發(fā)出的激光演示雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。5、白光的干涉圖樣是什么樣？①明暗相間的彩色條紋；②中央為白色亮條紋；③干涉條紋是以中央亮紋為對(duì)稱點(diǎn)排列的；④在每條彩色亮紋中紅光總是在外緣，紫光在內(nèi)線。三、光的薄膜干涉1、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生原因：膜的前表面和后表面反射的兩列光波。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：水平的彩色條紋現(xiàn)象：劈尖上厚度相同的地方，出現(xiàn)明或暗條紋。1）檢查精密儀器的表面：平行單色光垂直照射實(shí)心劈尖上，

7、上面的下表面、下面的上表面的反射光將產(chǎn)生干涉。2、薄膜干涉的應(yīng)用2）增加透射：使某些顏色的單色光在表面的反射干涉相消。如：照相機(jī)鏡頭有增透膜d=λ/4呈現(xiàn)淡紫色——消除黃綠色的反射光。?如果保持雙縫的間距不變，光屏到縫的距離越大，屏上明暗相間條紋間距____________；?如果保持光屏到縫的距離雙縫的間距不變，雙縫的間距越小，屏上明暗相間條紋間距____________；?如果保持光屏到縫的距離雙縫的間距不變，雙縫的間距不變，改變光的波長(zhǎng)越