高中物理《光的干涉》：課件一（33張PPT）（新人教版選修3-4）

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歡迎進入物理課堂 1 兩列機械波 如聲波 水波 發(fā)生干涉的條件是什么 復習回顧 2 如何獲得兩列相干的機械波 以水波為例 3 兩列波干涉時 振動最強的點和振動最弱的點條件是什么 光到底是什么 17世紀明確形成了兩大對立學說 牛頓 惠更斯 微粒說 波動說 19世紀初證明了波動說的正確性 由于波動說沒有數(shù)學基礎以及牛頓的威望使得微粒說一直占上風 光的干涉 分波面法小結 一 相干光的來源 二 楊氏雙縫實驗 楊氏雙縫干涉 像屏 雙縫屏 觀察實驗 概括實現(xiàn)象 并說明出這種現(xiàn)象的原因 三 單色光的雙縫干涉的實驗現(xiàn)象 1 等寬度 等間距的明暗條紋 2 波峰與波峰 波谷與波谷疊加的區(qū)域振動最強 即出現(xiàn)明條紋 波峰與波谷疊加的區(qū)域振動最弱 即出現(xiàn)暗條紋 思考 若用綠光在同樣的裝置中做雙縫干涉實驗 會得到什么圖樣呢 不同單色光的雙縫圖樣干涉比較 從兩張照片中可以看出 紅光的條紋間距 寬度 比綠光大 那么 不同單色光的干涉條紋的間距 寬度 與哪些因素有關 提出問題 P 思考1 下圖中P點為明條紋還是暗條紋 P1 思考2 設單色光的波長為 若P1為靠近中央最近的明條紋 則 P1S2 P1S1 Q1 思考3 若Q1為PP1的中點 則Q1是明條紋還是暗條紋 Q1S2 Q1S1 Q2 由于l遠遠大于d l遠遠大于x 1 條紋間距的含義 相鄰的亮紋或暗紋之間的距離總是相等的 相鄰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 四 單色光的雙縫間距或寬度與波長的關系 觀察不同單色光的雙縫干涉條紋的情況 說說你的思考 紅光波長最大 紫光波長最小 五 光的波長的測定 五 進一步研究 不同的色光在真空中的傳播速度相同 波長和頻率的乘積等于波速 v f 波長越長頻率越小 波長越短頻率越大 1nm 10 9m 七種單色光的綜合性質對比一覽表 思考4 七種單色光在同一種裝置中的雙縫干涉條紋間距是從大到小的 但它們在雙縫正對的像屏的中央P處附近均為亮條紋還是暗條紋 拓展1 若用白光在同樣的裝置中做雙縫干涉實驗 其干涉圖樣是什么條紋 拓展2 分析說明用白光做楊氏雙縫實驗時 中央亮紋的邊緣是什么顏色 拓展3 分析說明用白光做楊氏雙縫實驗時 離中央最近的一條亮紋是什么顏色 紅 紫 白光 藍光 紅光 單色光的合成 六 白光的雙縫干涉 中央明條紋 七 薄膜干涉 思考 肥皂泡看起來常常是彩色的 雨后公路積水上面漂浮的油膜 看起來也是彩色的 這些現(xiàn)象是這樣形成的 1 現(xiàn)象 水平明暗相間條紋 相干光的來源 肥皂薄膜前表面反射光波與后表面反射光波相互疊加產(chǎn)生干涉 在薄膜的厚度為d處 前后表面反射光的光程差為 d 則 當時 出現(xiàn)暗條紋 當時 出現(xiàn)亮條紋 如果薄膜厚度均勻變化 用單色光照射條紋間距相等用白光照射在同一厚度某一波長的光反射后增強 另一波長的光反射后減弱 所以出現(xiàn)彩色條紋 例1 如圖4 4所示 豎直的肥皂液膜的橫截面 右側受到一束平行光的照射 關于肥皂液膜產(chǎn)生干涉條紋的說法正確的是 A 在右側觀察到的干涉條紋是由光線在肥皂液薄膜左右兩個表面反射的兩列波迭加生成的B 在左側也能觀察到類似的條紋C 觀察到的條紋可能是黑白相間的也可能是色彩相間的D 觀察到的條紋可能是水平的也可能是豎直的 薄膜干涉的應用 a 干涉法檢查平面 原理 在被檢平面與透明樣板間墊一個薄片 使其間形成一個楔形的空氣薄層 當用單色光從上面照射時 入射光從空氣層的上 下表面反射出兩列光波 于是從反射光中看到干涉條紋 b 增透膜 原理 當薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的 時 在薄膜的兩個面上的反射光 光程差恰好等于半波長 因而相互抵消 達到減小反射光 增大透射光的作用 思考 增透膜能否將所有反射光都抵消 思考 那么 怎樣來確定增透膜的厚度 因為人的視覺最敏感的色光為綠光 所以增透膜的厚度為綠光在增透膜中波長的1 4 以增大綠光的透射強度 因為紅光與紫光反射強度大 所以照相機的鏡頭常呈淡紫色或藍色 照相機和望遠鏡 牛頓環(huán) 干涉圖樣 中央疏邊沿密的同心圓環(huán) 光的色散 色散 白光透過棱鏡以后被分解為紅 橙 黃 綠 藍 靛 紫氣種顏色的光 1 光的顏色由頻率來決定 紅光頻率最小 紫光頻率最大 在不同的介質中 光的頻率不變 2 不同頻率的光在真空中的傳播速度相同 但在介質中不同 3 同一介質對不同光的折射率不同 一般有 頻率越高 折射率越大 4 光在介質中傳播時光速發(fā)生變化 波長也發(fā)生變化 同一色光在不同介質中 折射率大的光速小 波長短 不同色光在同一介質中 頻率高的折射率大 光速小 波長短 03全國 一束單色光從空氣射入玻璃中 則其A 頻率不變 波長變長B頻率變大 彼長不變C頻率不變 波長變短D頻率變小 波長不變 04全國春季 對于單色光 玻璃的折射率比水大 則此光在玻璃中傳播時 A 其速度比在水中的大 其波長比在水中的長B 其速度比在水中的大 其波長比在水中的短C 其速度比在水中的小 其波長比在水中的短D 其速度比在水中的小 其波長比在水中的長 紫光由折射率為n的棱鏡進入空氣 則下列說法中正確的是 A 頻率為原來的n倍 波長為原來的1 nB 波長為原來的n倍 波速為原來的n倍C 頻率為原來的n倍 波長為原來的n倍D 頻率為原來的1 n 波長為原來的n倍 B 一束白光從頂角為的三棱鏡的一側 以較大的入射角射入棱鏡后 經(jīng)棱鏡折射在光屏P上可得到彩色光帶 如圖所示 當入射角逐漸減小到0的過程中 假如屏上的彩色光帶先后消失 則 A 紅光最先消失 紫光最后消失B 紫光最先消失 紅光最后消失C 紅光最先消失 黃光最后消失D 紫光最先消失 黃光最后消失 B 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全