1.波的干涉:頻率相同、相位差恒定、振動方向相同的兩列波疊加時,某些區(qū)域的振動總是加強,某些區(qū)域的振動總是減弱,這種現(xiàn)象叫作波的干涉.
2.穩(wěn)定干涉的條件:兩列波的頻率相同、相位差恒定、振動方向相同
4.干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象
肥皂膜看起來常常是彩色的,雨后公路積水上面漂浮的油膜,也經(jīng)常顯現(xiàn)出彩色條紋.這些彩色條紋或圖樣是怎樣形成的?
一.光的雙縫干涉------演示光的雙縫干涉
一.光的雙縫干涉------解釋光的雙縫干涉
讓一束單色光投射 到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上,狹縫S1和S2 相距很近.狹縫就成了兩個波源,它們的頻率、相位和振動方向總是相同的.
這兩個波源發(fā)出的光在擋板后面的空間互相疊加,發(fā)生干涉現(xiàn)象
兩個光源的光在一些位置相互加強,在另一些位置相互削弱,因此在擋板后面的屏上得到明暗相間的條紋.
狹縫S1 和S2 相當于兩個頻率、相位和振動方向都相同的波源,它們到屏上P0 點的距離相同;光程差δ=S2P0-S1P0=0
S1 和S2發(fā)出的兩列波到達P0 點的路程一樣,所以這兩列波的波峰或波谷同時到達P0 點,振幅A=A1+A2為最大,也就是相位仍然相同;
∵在P0 點,兩列波疊加后相互加強,∴這里出現(xiàn)亮條紋
若從S1S2發(fā)出的光到P1點的光程差δ= S1P1-S2P2=λ
在P1點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,P1點總是振動加強的地方,故出現(xiàn)亮紋
P0 點上方的另外一點Q1距S2比距S1遠一些,兩列波到達Q1點的路程不相同,兩列波的波峰或波谷不一定同時到達Q1 ;
∵兩列波疊加的結果是互相抵消,∴點Q1出現(xiàn)暗條紋
在Q2點總是波峰與波谷相遇,振幅最小,Q2點總是振動減弱的地方,故出現(xiàn)暗紋
二.干涉條紋和光的波長之間的關系
在線段P1S2上作P1M=P1S1,于是, δ= S2M =r2-r1
不同顏色的單色光產(chǎn)生的干涉條紋會有什么不同?
1.波長越長,頻率越低;波長越短,頻率越高2.光的顏色由頻率決定
這個燈焰的像和泡泡上的彩色條紋,都是液膜前后兩個面反射的光共同形成的.來自兩個面的反射光相互疊加發(fā)生干涉,也稱薄膜干涉
用液膜觀察燈焰的像與直接看到的燈焰有什么不同?
三.薄膜干涉----原理
不同位置的液膜,厚度不同,因此在膜上不同的位置,來自前后兩個面的反射光的路程差不同.
在某些位置,這兩列波疊加后相互加強,出現(xiàn)了亮條紋;在另一些位置,疊加后相互削弱,出現(xiàn)了暗條紋
三.薄膜干涉----應用
檢查平面平整度被檢查平面與標準樣板之間形成了一個楔形的空氣薄膜,單色光從空氣膜的上、下表面反射出兩列光波,形成干涉條紋.被檢查平面若是平的,干涉條紋是平行直線;若被檢查表面不平,干涉條紋將發(fā)生彎曲
1.明暗相間的同心圓環(huán)2.圓環(huán)的距離不等,隨離中心點距離的增加而逐漸變窄
三.薄膜干涉1.原理2.應用:增透膜、檢查平面平整度
例1.關于光的干涉,下列說法中正確的是 (   )A.在雙縫干涉現(xiàn)象里,相鄰兩亮條紋和相鄰兩暗條紋的間距是不等的B.頻率相同的兩列光一定能產(chǎn)生干涉C.只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉D.頻率不同的兩列光波也能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,只是不穩(wěn)定
例2.在雙縫干涉實驗中,雙縫到光屏上P點的距離之差為0.6 μm,若分別用頻率為f1=5.0×1014 Hz和f2=7.5×1014 Hz的單色光垂直照射雙縫,則P點出現(xiàn)亮、暗條紋的情況是 (   )A.單色光f1和f2分別照射時,均出現(xiàn)亮條紋B.單色光f1和f2分別照射時,均出現(xiàn)暗條紋C.單色光f1照射時出現(xiàn)亮條紋,單色光f2照射時出現(xiàn)暗條紋D.單色光f1照射時出現(xiàn)暗條紋,單色光f2照射時出現(xiàn)亮條紋
例3.如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置,P是附有肥皂膜的鐵絲圈,S是一點燃的酒精燈.往火焰上撒些鹽后,在肥皂膜上觀察到的干涉圖樣應是 ( )
例4.下列四幅圖中,有1幅與其余3幅反映的光學原理不同,這幅圖是(   )
例5.某同學用單色光做雙縫干涉實驗時,觀察到條紋如圖甲所示,改變一個實驗條件后,觀察到的條紋如圖乙所示.他所做的實驗條件改變可能是(   )A.減小了單色光的波長B.減小了雙縫之間的距離C.減小了光源到單縫的距離D.減小了雙縫到光屏之間的距離
例6.(多選)a光經(jīng)過某干涉儀形成的光的干涉圖樣如圖甲所示,若只將a光換成b光照射同一干涉儀,形成的光的干涉圖樣如圖乙所示。則下述正確的是(   )A.a光的頻率較大B.b光的頻率較大C.a光的波長較大D.b光的波長較大
例7.用橙色光做雙縫干涉實驗時,測得雙縫間的距離為0.1 cm,雙縫擋板與光屏間的距離為205 cm,第1條亮線與第5條亮線中心間距為0.5 cm.求橙色光的波長和頻率.

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3 光的干涉

版本: 人教版 (2019)

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