光的干涉和衍射ppt课件
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16
2、由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点 上，不会产生干涉现象．这是因为( ) A．两个光源发出光的频率不同 B．两个光源发出光的强度不同 C．两个光源的光速不同 D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
17
3、对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的 是
A．不同的色光有可能发生干涉现象 B．不同的色光不可能发生干涉现象 C．光的强度不同有可能发生干涉现象 D．光的强度不同不可能发生干涉现象
36
防伪
• 利用光的衍射现象制作出来的全息衍射防伪标 记。由于防伪标记利用了全息摄像技术，所以 制作成本和难度都较高，能有力的保护消费者 不买到假冒伪劣商品。
37
珍宝鉴定
1985年，加拿大文物保护协会（CCT）的科学家们就 利用X光射线衍射分析方法对一件被作为凡高作品出 售的油画颜料进行了分析鉴定。科学家从这幅油画 的颜料中发现了大量的金红石的存在。作为白色颜 料的使用，二氧化钛一般以两种状态存在：金红石 和锐钛矿。锐钛矿作为白色颜料使用是从1925年开 始的，而金红石作为白色颜料直到1938年才开始生 产。因为金红石的存在，使得这幅油画的创作时间 不可能早于1938年，这与凡高的生活时期（1853年1890年）是不相符的，因而可以断定这幅被鉴定的 油画是一幅赝品。
18
光的衍射
19
机械波的衍射
水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？
20
光的衍射
光可以绕过障碍物继续传播的现象叫光的衍射
激
光
束
调节狭
缝宽窄
21
光的衍射
明显衍射条件： 障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多．
22
单缝衍射
23
单缝衍射
单缝衍射条纹的特征
1、中央亮纹宽而亮． 2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．
（2）什么情况下出现暗条纹？
光屏上某点到双缝的
P1
路程差（光程差）为半波长
的奇数倍时，该点出现暗条
S1
P
纹D=(2n+1)λ/2（n=0、1、2、
S2 d
3、……）
7
光的干涉
双缝干涉
请问：（1）改用不同颜色的光做该实验，条纹宽 度是否相同？什么颜色的光条纹宽度最大？
红光干涉条纹最宽、紫
光的干涉条纹宽度最窄
钢针的衍射
圆孔衍射
圆屏衍射
31
泊松亮斑
障碍物的衍射：圆形阴影中心有亮点
32
衍射光栅
衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形 成的光学仪器。可分为透射光栅和反射光栅
(a) N=1 (b)N=2
(c) N=3
(d)N=4
33
干涉图样和衍射图样的区别
• 干涉图样：条纹等宽等亮
• 衍射图样：中间条纹最宽最 亮，两边迅速变窄变暗。
干涉现象是波动独有的特征，两列频率相 同的波在相遇的区域里叠加,出现了某些区域 的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱的 相互间隔的干涉现象。
请问：如果光真的是一种波，就必然会观察到
光的干涉现象，干涉图样将是怎样的？
3
Байду номын сангаас 光的干涉
1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）在实验 室里成功的观察到了光的干涉．
白光的干涉图样：
11
光的干涉
薄膜干涉
让一束光经薄膜的两个表面反射 后，形成的两束反射光产生的干涉 现象叫薄膜干涉．
实验演示
12
请问（1）薄膜干涉中的相干光源来自于 哪里？
薄膜的前后两个反射面
（2）怎样观察才能看到干涉图样？ 人与火焰同侧（入射光侧） 薄膜干涉在生产技术中的应用： 用干涉法检查表面是否平整 、增透膜
4
光的干涉
双缝干涉
束激 光 缝双
屏上看到明暗相间的条纹
屏
5
光的干涉
P1
S1
S2 d
P
相干波源是哪两个？ 光程差
双缝干涉
P P1 P2
S1、S2 Δ r =P1S2－P1S1
6
光的干涉
双缝干涉
请问（1）什么情况下出现明条纹？
光屏上某点到双缝的路程差（光程差）为波长的 整数倍时，该点出现亮条纹。D=nλ(n=0、1、2、 3……)
光的干涉和光的衍射
1
复习
什么是机械波? 机械振动在介质中的传播称为机械波
注意:机械波只是机械振动这种振动形
式在介质中的传播
波的叠加
当两列频率相同的两列波在介质中传播 相遇会出现什么现象呢?
2
波的干涉
频率相同的波叠加时,空间某些区域的振幅加 强,另一些区域的振幅减弱,这种现象叫做波的 干涉
波的干涉条件:两列波的频率必须相同
24
单缝衍射
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
25
单缝衍射
26
单缝衍射
27
单缝衍射
单缝衍射规律 1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条 纹间距大． 2、单缝不变时，光波波长大的（红光）中央 亮纹越宽，条纹间隔越大． 3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白 色，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，内侧为 紫色．
34
自然现象中的衍射
• 抬头透过树叶 缝隙看到的阳 光带有彩色光 晕。就是光的 衍射现象。
35
自然现象中的衍射
神 秘 的 佛 光
是在光的“衍射－反射”成像原理下形成的一种特殊光象，学术界称为“宝 光”。这是一种在云雾山地的地方常见的一种大气光象，以往在峨眉山多见， 故有“峨眉宝光”之说。实际上，“宝光”在黄山、庐山、五台山等地山区， 甚至一些稍有起伏的平原地带也可以看到 。
28
圆孔衍射
A S
1、 孔较大时——屏上出现清 晰的光斑
B
2、 孔较小时——屏上出现衍射花样
29
圆孔衍射
衍射图样的特点： 明暗相间的圆形条纹，中央为较大亮斑．
30
光的衍射
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能 使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原 因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．历史 上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．
P1
（2）屏到光源距离改 变，条纹宽度会改变 吗？
随屏到光源的距离的
增大而增大
x L
d
注：L>>d
(p )1 S1
P
S2
l
8
光的干涉图样： 单色光：
明暗相间的条纹，且条纹间距相等。 两相邻亮纹（或暗纹）间距离与光的波长有关。
9
单色光的干涉图样：
10
光的干涉图样： 白光：
干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。
13
干涉法检查表面的平整程度：
14
光的干涉
薄膜干涉
增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚 度等于入射光的在薄膜中的波长的1/4时，从薄 膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半 个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量， 增强了透射光的能量，称为增透膜。
15
1、下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是 A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出 现暗条纹 D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏 之间的空间却没有干涉发生
2、由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点 上，不会产生干涉现象．这是因为( ) A．两个光源发出光的频率不同 B．两个光源发出光的强度不同 C．两个光源的光速不同 D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
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3、对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的 是
A．不同的色光有可能发生干涉现象 B．不同的色光不可能发生干涉现象 C．光的强度不同有可能发生干涉现象 D．光的强度不同不可能发生干涉现象
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防伪
• 利用光的衍射现象制作出来的全息衍射防伪标 记。由于防伪标记利用了全息摄像技术，所以 制作成本和难度都较高，能有力的保护消费者 不买到假冒伪劣商品。
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珍宝鉴定
1985年，加拿大文物保护协会（CCT）的科学家们就 利用X光射线衍射分析方法对一件被作为凡高作品出 售的油画颜料进行了分析鉴定。科学家从这幅油画 的颜料中发现了大量的金红石的存在。作为白色颜 料的使用，二氧化钛一般以两种状态存在：金红石 和锐钛矿。锐钛矿作为白色颜料使用是从1925年开 始的，而金红石作为白色颜料直到1938年才开始生 产。因为金红石的存在，使得这幅油画的创作时间 不可能早于1938年，这与凡高的生活时期（1853年1890年）是不相符的，因而可以断定这幅被鉴定的 油画是一幅赝品。
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光的衍射
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机械波的衍射
水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？
20
光的衍射
光可以绕过障碍物继续传播的现象叫光的衍射
激
光
束
调节狭
缝宽窄
21
光的衍射
明显衍射条件： 障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多．
22
单缝衍射
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单缝衍射
单缝衍射条纹的特征
1、中央亮纹宽而亮． 2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．
（2）什么情况下出现暗条纹？
光屏上某点到双缝的
P1
路程差（光程差）为半波长
的奇数倍时，该点出现暗条
S1
P
纹D=(2n+1)λ/2（n=0、1、2、
S2 d
3、……）
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光的干涉
双缝干涉
请问：（1）改用不同颜色的光做该实验，条纹宽 度是否相同？什么颜色的光条纹宽度最大？
红光干涉条纹最宽、紫
光的干涉条纹宽度最窄
钢针的衍射
圆孔衍射
圆屏衍射
31
泊松亮斑
障碍物的衍射：圆形阴影中心有亮点
32
衍射光栅
衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形 成的光学仪器。可分为透射光栅和反射光栅
(a) N=1 (b)N=2
(c) N=3
(d)N=4
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干涉图样和衍射图样的区别
• 干涉图样：条纹等宽等亮
• 衍射图样：中间条纹最宽最 亮，两边迅速变窄变暗。
干涉现象是波动独有的特征，两列频率相 同的波在相遇的区域里叠加,出现了某些区域 的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱的 相互间隔的干涉现象。
请问：如果光真的是一种波，就必然会观察到
光的干涉现象，干涉图样将是怎样的？
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Байду номын сангаас 光的干涉
1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）在实验 室里成功的观察到了光的干涉．
白光的干涉图样：
11
光的干涉
薄膜干涉
让一束光经薄膜的两个表面反射 后，形成的两束反射光产生的干涉 现象叫薄膜干涉．
实验演示
12
请问（1）薄膜干涉中的相干光源来自于 哪里？
薄膜的前后两个反射面
（2）怎样观察才能看到干涉图样？ 人与火焰同侧（入射光侧） 薄膜干涉在生产技术中的应用： 用干涉法检查表面是否平整 、增透膜
4
光的干涉
双缝干涉
束激 光 缝双
屏上看到明暗相间的条纹
屏
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光的干涉
P1
S1
S2 d
P
相干波源是哪两个？ 光程差
双缝干涉
P P1 P2
S1、S2 Δ r =P1S2－P1S1
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光的干涉
双缝干涉
请问（1）什么情况下出现明条纹？
光屏上某点到双缝的路程差（光程差）为波长的 整数倍时，该点出现亮条纹。D=nλ(n=0、1、2、 3……)
光的干涉和光的衍射
1
复习
什么是机械波? 机械振动在介质中的传播称为机械波
注意:机械波只是机械振动这种振动形
式在介质中的传播
波的叠加
当两列频率相同的两列波在介质中传播 相遇会出现什么现象呢?
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波的干涉
频率相同的波叠加时,空间某些区域的振幅加 强,另一些区域的振幅减弱,这种现象叫做波的 干涉
波的干涉条件:两列波的频率必须相同
24
单缝衍射
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
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单缝衍射
26
单缝衍射
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单缝衍射
单缝衍射规律 1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条 纹间距大． 2、单缝不变时，光波波长大的（红光）中央 亮纹越宽，条纹间隔越大． 3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白 色，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，内侧为 紫色．
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自然现象中的衍射
• 抬头透过树叶 缝隙看到的阳 光带有彩色光 晕。就是光的 衍射现象。
35
自然现象中的衍射
神 秘 的 佛 光
是在光的“衍射－反射”成像原理下形成的一种特殊光象，学术界称为“宝 光”。这是一种在云雾山地的地方常见的一种大气光象，以往在峨眉山多见， 故有“峨眉宝光”之说。实际上，“宝光”在黄山、庐山、五台山等地山区， 甚至一些稍有起伏的平原地带也可以看到 。
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圆孔衍射
A S
1、 孔较大时——屏上出现清 晰的光斑
B
2、 孔较小时——屏上出现衍射花样
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圆孔衍射
衍射图样的特点： 明暗相间的圆形条纹，中央为较大亮斑．
30
光的衍射
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能 使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原 因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．历史 上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．
P1
（2）屏到光源距离改 变，条纹宽度会改变 吗？
随屏到光源的距离的
增大而增大
x L
d
注：L>>d
(p )1 S1
P
S2
l
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光的干涉图样： 单色光：
明暗相间的条纹，且条纹间距相等。 两相邻亮纹（或暗纹）间距离与光的波长有关。
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单色光的干涉图样：
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光的干涉图样： 白光：
干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。
13
干涉法检查表面的平整程度：
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光的干涉
薄膜干涉
增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚 度等于入射光的在薄膜中的波长的1/4时，从薄 膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半 个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量， 增强了透射光的能量，称为增透膜。
15
1、下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是 A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出 现暗条纹 D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏 之间的空间却没有干涉发生