高中物理 4.4 光的干涉課件 粵教版選修3-4.ppt

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目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 一 雙縫干涉現(xiàn)象1 干涉實驗將一激光筆發(fā)出的光照射在雙縫上 雙縫平面平行于墻壁 在墻壁上即可觀察到光的干涉圖樣 明暗相間的條紋 2 明暗條紋的成因和機(jī)械波的干涉一樣 激光筆發(fā)出的單色光經(jīng)過雙縫后成為兩列頻率相同的光 它們在空間產(chǎn)生干涉 某些區(qū)域得到了加強(qiáng) 出現(xiàn)明條紋 某些區(qū)域得到了削弱 出現(xiàn)暗條紋 而且這些明暗的區(qū)域也是相同的 從而形成了光的干涉圖樣 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 把兩支同樣的激光筆發(fā)出的光射向墻上的同一個地方 能觀察到明暗相間的干涉條紋嗎 提示不能 兩支激光筆屬于各自獨立發(fā)光的光源 兩者發(fā)出的光是非相干光 因此它們照射到同一點上時不發(fā)生干涉 所以無干涉條紋 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 二 光產(chǎn)生干涉的條件1 干涉條件 兩列光的頻率相同 相差恒定 振動方向相同 即光波為相干光波 2 相干光源 發(fā)出的光能夠產(chǎn)生干涉的兩個光源 3 當(dāng)兩列相干光波到達(dá)明 暗 干涉條紋的位置的路程差等于半波長的偶數(shù)倍時 即恰好等于波長的整數(shù)倍時 兩列光波在這點相互加強(qiáng) 出現(xiàn)明條紋 當(dāng)路程差等于半波長的奇數(shù)倍時 兩列光波在這點相互削弱 出現(xiàn)暗條紋 4 光程 介質(zhì)的折射率n與光在該介質(zhì)中傳播的幾何路程的乘積nr 5 光程差 兩列相干光從相位相同的地方達(dá)到空間某點P的光程的差 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 6 如果兩列光不是在真空或空氣中傳播 而是在折射率為n 絕對折射率 的介質(zhì)中傳播 對明暗條紋判斷時 若光的波長還是用光在真空或空氣中的波長 則路程差應(yīng)換為光程差 7 在雙縫干涉實驗中 如果觀察屏 墻 到雙縫擋板的距離為L 雙縫之間的距離為d 光的波長為 則觀察屏 墻 上的相鄰明條紋 或暗條紋 間的距離 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 三 薄膜干涉薄膜干涉的成因 豎直放置的肥皂液膜由于重力的作用 從膜的上部到膜的下部 厚度逐漸增加 形成了楔子形狀 因此 在膜不同的地方 其內(nèi) 外表面反射光的光程差不同 因而在不同的地方形成明條紋和暗條紋 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 一 楊氏雙縫干涉實驗楊氏雙縫干涉的裝置如圖 1 單縫屏的作用 獲得一個線光源 使光源有唯一的頻率和振動情況 如果用激光直接照射雙縫 可省去單縫屏 沒有激光時 用強(qiáng)光照亮一條狹縫 通過這條狹縫的光再通過雙縫產(chǎn)生相干光 2 雙縫屏的作用 平行光照射到單縫S上 又照到雙縫S1 S2上 這樣一束光被分成兩束頻率相同和振動情況完全一致的相干光 3 干涉是波特有的現(xiàn)象 楊氏雙縫干涉實驗證明了光是一種波 4 兩個一般的光源或同一光源的兩部分發(fā)出的兩束光 互相疊加時并不產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 例1 在雙縫干涉實驗中 以白光為光源 在屏上觀察到了彩色干涉條紋 若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片 只能透過紅光 另一縫前放一綠色濾光片 只能透過綠光 已知紅光與綠光的頻率 波長均不相等 這時 導(dǎo)學(xué)號51150066 A 只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋 其他顏色的雙縫干涉條紋消失B 紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失 其他顏色的雙縫干涉條紋仍然存在C 任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在 但屏上仍有光亮D 屏上無任何光亮思路分析解答此類問題的關(guān)鍵是明確兩列光波發(fā)生干涉的條件 知道不同色光的頻率不同 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 解析 兩列光波發(fā)生干涉的條件之一是頻率相同 利用雙縫將一束光分成能夠發(fā)生疊加的兩束光 在光屏上形成干涉條紋 但用綠色濾光片和紅色濾光片分別擋住兩條縫后 紅光和綠光頻率不相等 不能發(fā)生干涉 因此屏上不會出現(xiàn)干涉條紋 但由于紅光和綠光可通過各自的單縫 因此屏上仍有光亮 故選項C正確 答案 C 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 由兩個不同光源所發(fā)出的兩束白光落在同一點上 不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 這是因為 A 兩個光源發(fā)出光的頻率不同B 兩個光源發(fā)出光的強(qiáng)度不同C 兩個光源的光速不同D 這兩個光源是彼此獨立的 不是相干光源答案 D解析 本題考查相干光的條件 題中兩光源發(fā)的光都是白光 頻率不確定 沒法比較 選項A錯誤 光的強(qiáng)度對光是否發(fā)生干涉沒有影響 選項B錯誤 光速在真空中是確定的 但它對光的干涉也沒影響 選項C錯誤 兩個獨立光源 發(fā)光的頻率是不相同的 不是相干光源 不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 選項D正確 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 二 決定干涉條紋間距的條件1 頻率相同的兩列波在同一點引起的振動的疊加 如亮條紋處某點同時參與的兩個振動步調(diào)總是一致 即振動方向總是相同 暗條紋處振動步調(diào)總相反 2 判斷屏上某點是亮條紋還是暗條紋 要看該點到兩個光源 雙縫 的路程差與波長的比值 應(yīng)記住 路程差等于波長整數(shù)倍處出現(xiàn)亮條紋 等于半波長的奇數(shù)倍處為暗條紋 還要記住這一結(jié)論成立的條件是 兩個光源振動情況完全相同 即是兩個相干光源 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 例2 如圖所示是雙縫干涉實驗的示意圖 屏上O點到雙縫S1 S2的距離相等 當(dāng)用波長為0 75 m的單色光照射時 P是位于O點上方的第二條亮條紋位置 若換用波長為0 6 m的單色光做實驗 P處是亮條紋還是暗條紋 在OP之間共有幾條暗條紋 導(dǎo)學(xué)號51150067 思路分析解答本題的關(guān)鍵是理解干涉現(xiàn)象中產(chǎn)生亮條紋與暗條紋的條件 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 答案 暗條紋兩條 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 在雙縫干涉實驗中 雙縫到光屏上P點的距離之差為0 6 m 若分別用頻率為f1 5 0 1014Hz和f2 7 5 1014Hz的單色光垂直照射雙縫 則P點出現(xiàn)明 暗條紋的情況是 導(dǎo)學(xué)號51150068 A 用頻率為f1和f2的單色光分別照射時 均出現(xiàn)明條紋B 用頻率為f1和f2的單色光分別照射時 均出現(xiàn)暗條紋C 用頻率為f1的單色光照射時出現(xiàn)明條紋 用頻率為f2的單色光照射時出現(xiàn)暗條紋D 用頻率為f1的單色光照射時出現(xiàn)暗條紋 用頻率為f2的單色光照射時出現(xiàn)明條紋答案 C 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用