第1讲 光的干涉,目标定位 1.知道光的干涉现象，知道光是一种波.2.理解相干光源和产生干涉现象的条件.3.理解明暗条纹的成因及出现明暗条纹的条件.4.理解薄膜干涉的成因，知道薄膜干涉的现象和应用,一、双缝干涉 11801年，英国物理学家托马斯杨在实验室里成功地观察到了光的干涉 2双缝干涉：红色激光束垂直射到两条狭缝上，在它的后面的屏幕上看到了_的条纹，且条纹间距相等，这表明两束光在叠加区域内发生了干涉,明暗相间,偶数倍,整数倍,频率,二、薄膜干涉 1原理：以肥皂膜为例，单色光平行入射到肥皂泡液薄膜上，由液膜前后两个表面反射回来的两列光是相干光，它们相互叠加产生干涉，肥皂泡上就出现了_的条纹或区域 2应用：检查平面的平整程度.,明暗相间,1实验装置示意图实验装置如图1所示，有光源、单缝、双缝和光屏,一、双缝干涉实验,(1)单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况也可用激光直接照射双缝(2)双缝的作用：这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光 2产生干涉的条件：两列光的频率相同、相位相同、振动方向相同本实验中是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的,3干涉图样(1)若用单色光作光源，则干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹(2)若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中间条纹是白色的 4实验结论：证明光是一种波,【例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)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时( )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，其他颜色的干涉条纹依然存在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,解析 两列光波发生干涉的条件之一是频率相等，利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形成干涉条纹，但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，但仍有光亮 答案 C 借题发挥 明确两列光波发生干涉的条件，知道不同色光的频率不同，是对此类问题作出正确判断的关键.,二、双缝干涉图样中出现亮、暗条纹的条件,【例2】 如图2所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为400 nm的紫光源照射单缝，则( )AP和P1处仍为亮条纹BP处为亮条纹，P1处为暗条纹CP处为暗条纹，P1处为亮条纹DP、P1处均为暗条纹,解析 从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成两束相干光，由题意知屏中央P点到S1、S2距离相等，即分别由S1、S2射出的光到P点的路程差为零，因此中心是亮条纹，因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P点都是中央亮条纹而分别由S1、S2射出的光到P1点的路程差刚好是橙光的一个波长，即|P1S1P1S2|600 nm橙，则两列光波到达P1点振动情况完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹,答案 B 借题发挥 判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源(双缝)的路程差与半波长的比值，要记住路程差等于半波长偶数倍处出现亮条纹，等于半波长奇数倍处出现暗条纹，还要注意这一结论成立的条件是：两个光源情况完全相同,针对训练 如图3所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1r2|应为( ),1现象：光照到薄膜上，从膜的前表面和后表面反射回来的光再次相遇而产生的干涉现象两反射光的路程差等于膜厚度的2倍 2图样：以光照射肥皂泡为例，如果是单色光照射肥皂泡，肥皂泡上就会出现明暗相间的条纹或区域；如果是白光照射肥皂泡，液膜上就会出现彩色条纹，且每一条纹呈水平分布 3应用：用干涉法检查平面的平整程度；光学镜头上的增透膜,三、对薄膜干涉的理解,【例3】 关于薄膜干涉，下列说法中正确的是( )A只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象B只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象C厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹D观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧,解析 当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现明条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现；当薄膜厚度均匀时，不会出现干涉条纹，但也发生干涉现象观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧 答案 D,