光的干涉和衍射PPT多媒体教学课件

泊松亮斑．用一束平行光垂直照射到一个不透明的 足够小的圆板上，在圆板背后的阴影中心会出一 个亮点，亮点周围有环形条纹．这个亮点就是泊松 亮斑，它是光的衍射理论的必然结果．衍射条纹不 是等间距的，中央亮斑亮度最大．若入射光是单色 光，环形条纹明暗相间；若入射光为白光，则环形 条纹是彩色的.
取两只圆柱形铅笔并在一起，两笔间自然留下 一很窄的狭缝，将铅笔靠近眼睛，远离日光灯 (或太阳)，并将狭缝与日光灯灯管平行，就会 看到许多平行的彩色衍射条纹．
在光的薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差 由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中同一亮纹或同 一暗纹应出现在膜的厚度相同的地方．
由于光波波长极短，因此做薄膜干涉所用介质膜 应足够薄，才能观察到干涉条纹．
三、光的衍射现象
1．光离开直线传播路径而绕到障碍物阴影里的现 象就是光的衍射现象．
产生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比光 的波长小，或者与光波长相差不多．
光的色散表明：白光是复色光；同一介质对不 同色光的折射率不同，不同色光在同一介质中 传播速度也不同．
六、干涉、衍射现象有何区别
光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果， 但存在明显的区别：双缝干涉条纹是等间距、等 亮度的，而单缝衍射条纹除中央明条纹最宽最亮 外，两侧条纹亮度、宽度逐渐减小．对着日光从 两铅笔的窄缝中看到的彩色条纹是光的衍射现 象．
4．光的干涉现象证明了光是一种波．
光的颜色由光的频率决定．红光频率最小，在真空 中波长最长，紫光频率最大，在真空中波长最短．由 红到紫频率逐渐增大，在真空中波长逐渐减小．
在同种介质中不同频率的可见光折射率不同，介质 对频率高的折射率大．对红光折射率最小，对紫光折 射率最大，红光传播速度最大，紫光传播速度最小
一、双缝干涉
1．让一束平行的单色光投射到一个有两条相隔很 近狭缝的挡板上，平行光的光波会同时传到两狭 缝上，成为两个振动情况总是相同的波源，它们 发出的光在挡板后面的空间互相叠加，会产生光 在一些地方互相加强、在一些地方互相削弱的干 涉现象，在挡板后面的屏上产生亮暗相间的条纹， 这就是双缝干涉
2．产生光的干涉现象的条件．只有由相干波 源(即振动情况完全相同的光源)发出的光，才 能产生光的干涉现象，在屏上出现稳定的亮 暗相间的条纹．
3．干涉条纹的特征
单色光经双缝产生的干涉图样的亮纹(或暗纹)的宽 度相等，即干涉条纹是等间距的，并且亮度相同．
相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离x与光波波长的 关系：x＝ l (l d )．其中d为两条狭缝间的距离，
d l为挡板与屏间的距离．
双缝干涉用白光，屏上则出现彩色条纹，中间为 白色，两侧第一组亮纹从里到外由紫到红依次排 列
B．红色和绿色的干涉条纹消失，其他颜色的干涉条
纹仍然存在
C．任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光
D．屏上无任何亮光
解析：只有频率相同，相差恒定的两列光波相 遇，才会产生稳定的干涉图样，红、绿光频率 不同，不会产生干涉，但屏仍会被照亮．
光的衍射现象也是波的主要特征之一，同样可证 明光具有波动性
2．典型的光的衍射实验有哪些？
圆孔衍射．点光源照射到其直径与光的波长差不多 的圆孔上时，正对孔区域的屏上有一亮斑，亮斑周 围出现明暗相间的环纹，且照亮的区域比光沿直线 传播时应照亮区域明显大些．
单缝衍射．在一个不透明的屏上装一个宽度可调节 的缝隙，缝后放一个不透光的屏，用平行单色光照 射这一狭缝．调节缝的宽度到很窄时，光屏上就出 现明暗相间的条纹，即为衍射图样．
激光的特点有①极好的相干性；②平行度非常好； ③亮度高，即可以在很小的空间和很短的时间内 集中很大的能量．
一、干涉的条件及规律
例1、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观 察到彩色干涉条纹，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)，这时( C ) ． A．只有红色和绿色的干涉条纹，其他颜色的双缝干 涉条纹消失
七、光的偏振现象
1．偏振光的振动方向跟偏振片的透振方向垂直时， 偏振光不能通过，透射光的强度为零；偏振光的振 动方向跟偏振片的透振方向平行时，透射光的强度 最强，这就是光的偏振现象．
2．光的偏振现象表明光是横波．
3．光振动：光是电磁波，电磁波中电场E和磁感应强 度B的振动方向都与电磁波的传播方向垂直．光波的感 光作用和生理作用等主要由电场强度E所引起，因此常 将E的振动称为光振动．
五、光的色散
复色光在介质中由于折射率不同而分解成单色光的 现象，叫做光的色散．白光通过棱镜折射后将发生 色散现象．
光谱，白色光通过棱镜折射后，色散成由各种色光 组成的彩色光带，就是光谱．光带的颜色由棱镜的 顶角向底边排列依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、 紫七种颜色．
光的色散产生原因，是同一介质对不同色光的 折射率不同而引起的，折射率大的偏折角 大．在七种色光中，紫光的折射率最大，所以 紫光向棱镜底部偏折程度最大．
4．自然光：光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然 光．普通光源发出的光是自然光，包含着在垂直于传 播方向上沿一切方向振动的光，且各个方向上强度相 等．
5．偏振光：如果光振动只沿一个特定方向，这束光就 是偏振光．人们通常看到的绝大部分光都是偏振光．
八、激光
激光是从物质的原子中发生受激辐射，同时向同 一方向产生相同频率的光子而发射出来的光．
在不同介质中传播速度不同，但频率保持不变，
波长变化．波长、波速和频率的关系是v f .
由光在真空中、介质中光的传播速度、波长、
频率间的关系c
0
f
、v
f
得：c v
0
, 而n
c v
,
所以同一色光在真空中波长0和介质中波长的
关系是0 n.
二、薄膜干涉
薄膜干涉是光照射到薄膜上时，被膜的前、后表 面反射的两列光相叠加产生的一种干涉现象．
四、棱镜
常用的棱镜是横截面为三角形的三棱镜，通常 简称为棱镜．
棱镜对光线的作用．光线照射到棱镜的一个侧面上 时，经两个侧面折射后，出射光线向棱镜的底面偏 折；物体经棱镜所成的虚像的位置与物体的实际位 置比较，像向顶角方向偏移．
偏折角度．通过棱镜的出射光线和入射光线的夹角， 即偏折角度，跟棱镜的折射率有关，折射率越大， 偏折角度越大．