5.1光的干涉
偏振光的干涉
蓝色（485.4nm）相消 →黄色（585. 3 nm）。 红色（656.2 nm）相消→绿色（492.1nm）； 若d不均匀，则屏上出现彩色条纹。
色偏振是检验材料有无双折射效应的灵敏方法,用显微镜观察 各种材料在白光下的色偏振，可以分析物质内部的某些结构.
这时克尔盒相当于一块半波片。
应用:
光开关
P1 45
Δk
l
2π
k d2
U
2
+
P2 45
P1 P2
克尔盒 l
d
当U=0时，Δk 0 ,光通不过 P2, 关！
当U为半波电压时，克尔盒使线偏振光的振动面
转过 2 =900，光正好能全部通过 P2，开！
克尔盒的响应时间极短，每秒能够开关109次。
过Ｎ2后的相干光强为
N1 A
Ao
C
N2
Ae
600 Ae2
Ao2
I Ao22 Ae22 2 Ao2 Ae2 cos( / 2)
Ao22 Ae22 ( Asin 300 cos 600 )2 ( A cos2 300 )2
5 8
A2
5 16
I0.
出射光为线偏振光．
人工双折射
人工双折射是用人工的方法造成材料的 各向异性, 从而获得双折射的现象。
一.应力双折射（光弹性效应）
将有机玻璃加力，发现有机玻璃变成各向异性。 加力的方向即光轴的方向。
在观察偏振光干涉的装置中，将有机玻璃取代晶片：
··P1
SF C P2
有机玻璃
P1 P2
物理知识点光的干涉
物理知识点光的干涉光的干涉是光学中的重要概念之一，它揭示了光波的波动性质及其产生的干涉现象。
本文将依据物理知识点，对光的干涉进行详细论述。
一、干涉现象的基本原理光的干涉是指两个或多个光波相互叠加所形成的干涉图案。
干涉现象的产生需要满足两个基本条件：光源是相干光源，波长相同。
当光波经过不同路径传播后再次相遇时，它们会相互干涉，产生增强或减弱的干涉效应。
二、双缝干涉1. 双缝干涉的实验装置双缝干涉实验一般采用光源、狭缝、透镜和屏幕等组成。
光源发出的光经狭缝后，形成一个光源光斑，通过透镜聚焦后照射到屏幕上。
2. 双缝干涉的光程差当光波通过两个缝隙后再次相遇时，其传播路径的长度差称为光程差。
光的干涉现象取决于光程差的大小。
3. 双缝干涉的干涉图案双缝干涉的干涉图案呈现出一系列明暗相间的条纹，称为干涉条纹。
该条纹呈现出一定的规律性，可通过干涉公式和级差条件进行分析和计算。
三、杨氏双缝干涉实验1. 杨氏双缝干涉实验的装置杨氏双缝干涉实验是一种经典的干涉实验方法。
实验装置由一束狭缝光源、双缝、透镜和幕板等组成。
2. 杨氏双缝干涉的干涉条纹杨氏干涉条纹呈现出一系列黑白相间的圆环或直线条纹。
根据实验条件和光波的干涉效应，可以通过杨氏双缝干涉公式进行计算。
四、单缝干涉1. 单缝干涉的实验装置单缝干涉实验通常采用单缝光源、单缝和屏幕等组成。
单缝光源发出的光波通过单缝后形成一个光斑，映射到屏幕上形成单缝干涉图样。
2. 单缝干涉的干涉条纹单缝干涉的干涉条纹呈现出明暗相间且中央最亮的中央极大和两侧较暗的暗条纹分布。
单缝干涉的干涉效应可由单缝干涉公式和级差条件加以说明。
五、干涉现象的应用光的干涉在科学研究和实际应用中有着重要的意义。
1. 干涉仪干涉仪是一种基于光的干涉原理设计的精密仪器，常用于光学测量、干涉剖析和光学检测等领域。
2. 光纤通信光纤通信是一种基于光的传输技术。
光波经光纤传输时，可能会产生干涉现象，影响信号传输质量，因此需要进行干涉相关的优化和控制。
干涉装置
At Art
Atr
r%2 1 t%t%
Stocks倒逆关系
等倾干涉
• 在薄膜上方放置一凸 透镜，在凸透镜的像 方焦平面观察干涉条 纹。
• 此时只有相互平行的 光才能相遇，进行叠 加。
• 相互平行的光有相同 的倾角，故称等倾干 涉。
薄膜面积比光波长大得多，可以应用反射折射定律
P2
2、白光做光源 ？
在Ｍ1Ｍ2 的相交处 ,两光等光程, 即干涉仪两臂等光程 , 不论哪种波长,交点处都是等光程点，该处是暗纹，周围彩 色分布，常用来确定等光程点的位置。
Michelson干涉仪的干涉花样
等厚条纹的弯曲
2n2
h
cos
i2
(2
j
1)
2
向正上方的光线 i2 0
偏向的光线 i2 0
cos i2 1 cos i2 1
纹中心的角距离）
亮纹 2n2h cosi2 (2 j 1) 2
暗纹 2n2h cos(i2 i2 ) j
2n2hsin i2i2 / 2
i2
4n2h sin i2
膜厚增大，条纹细锐
中心条纹没有周围细锐
动态反应
考察中心点
L0 2nh m0
若h则 m
h
2n
中心级次 m0 1
原来是第4级条纹的位置现在是第5级，4、3、2、1级分别 向外移动一条，故看到 条纹自内向外冒出
级别与等倾反
rm
drm dm
1 2
R R
m 2rm
（2）愈往边缘，条纹愈密
0 1 2 345……
List of types of interferometers
• Field and linear interferometers • Intensity and nonlinear interferometers • Quantum optics interferometers • Interferometers outside optics
光的干涉物理教案
光的干涉物理教案第一章：光的干涉现象简介1.1 教学目标了解光的干涉现象的定义掌握干涉现象的产生条件理解干涉现象的特点1.2 教学内容光的干涉现象的定义干涉现象的产生条件：相干光源、相干波源、介质的反射和折射干涉现象的特点：干涉条纹、干涉图样、光的加强和减弱1.3 教学方法采用讲解、演示和实验相结合的方式进行教学通过示例和图示帮助学生理解干涉现象的产生条件和特点1.4 教学评估通过课堂提问和学生实验报告来评估学生对光的干涉现象的理解程度第二章：双缝干涉实验2.1 教学目标了解双缝干涉实验的原理掌握双缝干涉实验的操作方法理解双缝干涉条纹的分布规律2.2 教学内容双缝干涉实验的原理：光波的叠加、干涉条纹的形成双缝干涉实验的操作方法：设备的组装、调整和测量双缝干涉条纹的分布规律：等间距、对称、中心亮条纹2.3 教学方法采用实验演示和分组实验的方式进行教学通过实验操作和观察帮助学生理解双缝干涉实验的原理和条纹分布规律2.4 教学评估通过实验报告和实验讨论来评估学生对双缝干涉实验的理解程度第三章：单缝衍射实验3.1 教学目标了解单缝衍射实验的原理掌握单缝衍射实验的操作方法理解单缝衍射条纹的分布规律3.2 教学内容单缝衍射实验的原理：光波的衍射、衍射条纹的形成单缝衍射实验的操作方法：设备的组装、调整和测量单缝衍射条纹的分布规律：非等间距、不对称、中心亮条纹3.3 教学方法采用实验演示和分组实验的方式进行教学通过实验操作和观察帮助学生理解单缝衍射实验的原理和条纹分布规律3.4 教学评估通过实验报告和实验讨论来评估学生对单缝衍射实验的理解程度第四章：干涉和衍射的比较4.1 教学目标了解干涉和衍射的联系和区别掌握干涉和衍射的原理和特点能够区分干涉和衍射现象4.2 教学内容干涉和衍射的联系：都是光波的波动现象干涉和衍射的区别：干涉是两个或多个光波的叠加，衍射是光波通过障碍物或开口的传播干涉和衍射的原理和特点：干涉需要相干光源，衍射需要光波通过障碍物或开口4.3 教学方法采用讲解和讨论的方式进行教学通过示例和图示帮助学生理解干涉和衍射的联系和区别4.4 教学评估通过课堂提问和讨论来评估学生对干涉和衍射的理解程度第五章：光的干涉应用5.1 教学目标了解光的干涉应用的领域掌握光的干涉技术的原理和方法理解光的干涉技术的重要性5.2 教学内容光的干涉应用的领域：光学仪器、光学通信、光学显示等光的干涉技术的原理和方法：干涉仪、干涉滤光片、干涉显微镜等光的干涉技术的重要性：提高光学系统的分辨率和灵敏度5.3 教学方法采用讲解和示例的方式进行教学通过实际应用案例帮助学生理解光的干涉技术的原理和重要性5.4 教学评估通过课堂提问和讨论来评估学生对光的干涉应用的理解程度第六章：薄膜干涉6.1 教学目标了解薄膜干涉现象的产生掌握薄膜干涉条纹的特性理解薄膜干涉在实际应用中的意义6.2 教学内容薄膜干涉现象的产生：光照射在薄膜上下表面反射形成的干涉薄膜干涉条纹的特性：等间隔、对称、与薄膜厚度有关薄膜干涉在实际应用中的意义：光学滤光片、增透膜、反射镜等6.3 教学方法采用讲解、演示和实验相结合的方式进行教学通过示例和图示帮助学生理解薄膜干涉现象的产生和条纹特性6.4 教学评估通过课堂提问和学生实验报告来评估学生对薄膜干涉的理解程度第七章：迈克尔逊干涉仪7.1 教学目标了解迈克尔逊干涉仪的构造和原理掌握迈克尔逊干涉仪的操作方法理解迈克尔逊干涉仪在科学研究中的应用7.2 教学内容迈克尔逊干涉仪的构造：两个相互垂直的光路迈克尔逊干涉仪的原理：两束光路的光程差引起的干涉迈克尔逊干涉仪的操作方法：设备的组装、调整和测量迈克尔逊干涉仪在科学研究中的应用：测量光的波长、折射率等7.3 教学方法采用实验演示和分组实验的方式进行教学通过实验操作和观察帮助学生理解迈克尔逊干涉仪的构造和应用7.4 教学评估通过实验报告和实验讨论来评估学生对迈克尔逊干涉仪的理解程度第八章：激光干涉技术8.1 教学目标了解激光干涉技术的原理掌握激光干涉技术的应用理解激光干涉技术在现代科技中的重要性8.2 教学内容激光干涉技术的原理：激光的相干性和干涉现象激光干涉技术的应用：测距、测速、光学成像等激光干涉技术在现代科技中的重要性：精密测量、光盘刻录等8.3 教学方法采用讲解和示例的方式进行教学通过实际应用案例帮助学生理解激光干涉技术的原理和应用8.4 教学评估通过课堂提问和讨论来评估学生对激光干涉技术的理解程度第九章：干涉现象的数学描述9.1 教学目标掌握干涉现象的数学表达式理解干涉条纹的分布规律学会运用数学方法分析干涉现象9.2 教学内容干涉现象的数学表达式：干涉条纹的间距、强度等干涉条纹的分布规律：等间隔、对称、非等间隔等运用数学方法分析干涉现象：傅里叶级数、衍射理论等9.3 教学方法采用讲解和练习的方式进行教学通过示例和图示帮助学生理解干涉现象的数学描述方法9.4 教学评估通过课堂提问和练习题来评估学生对干涉现象数学描述的理解程度第十章：光的干涉现象研究前沿10.1 教学目标了解光的干涉现象研究的新进展掌握干涉现象在前沿领域的应用培养学生的创新意识和科研能力10.2 教学内容光的干涉现象研究的新进展：量子干涉、非线性干涉等干涉现象在前沿领域的应用：光子晶体、光学芯片等培养学生的创新意识和科研能力：探索新的干涉现象和应用10.3 教学方法采用讲座和讨论的方式进行教学通过前沿领域的实例和科研项目帮助学生了解光的干涉现象的研究前沿10.4 教学评估通过课堂提问和讨论来评估学生对光的干涉现象研究前沿的理解程度第十一章：干涉现象的计算机模拟11.1 教学目标了解计算机模拟干涉现象的方法掌握计算机模拟干涉现象的软件工具能够运用计算机模拟干涉现象并分析结果11.2 教学内容计算机模拟干涉现象的方法：数值模拟、图像处理等计算机模拟干涉现象的软件工具：Python、MATLAB等运用计算机模拟干涉现象并分析结果：编写程序、调整参数、分析干涉条纹等11.3 教学方法采用讲解和练习的方式进行教学通过示例和图示帮助学生理解计算机模拟干涉现象的方法和工具11.4 教学评估通过课堂提问和练习题来评估学生对计算机模拟干涉现象的理解程度第十二章：光的干涉现象实验设计与分析12.1 教学目标能够设计光的干涉现象实验掌握实验数据的采集与处理方法理解实验结果的分析与解释12.2 教学内容光的干涉现象实验设计：选择实验器材、确定实验步骤、设计实验方案实验数据的采集与处理方法：使用仪器测量、记录数据、处理数据实验结果的分析与解释：分析干涉条纹的特性、解释实验结果、讨论实验误差12.3 教学方法采用实验演示和分组实验的方式进行教学通过实验操作和观察帮助学生理解实验设计与分析的方法12.4 教学评估通过实验报告和实验讨论来评估学生对光的干涉现象实验设计与分析的理解程度第十三章：光的干涉现象在科学研究中的应用13.1 教学目标了解光的干涉现象在科学研究中的应用领域掌握光的干涉现象在实际科研中的实例培养学生的科研思维和创新能力13.2 教学内容光的干涉现象在科学研究中的应用领域：物理、化学、生物等光的干涉现象在实际科研中的实例：干涉光谱、干涉成像等培养学生的科研思维和创新能力：分析实际问题、设计干涉实验、提出解决方案13.3 教学方法采用讲解和实例分析的方式进行教学通过实际科研案例帮助学生了解光的干涉现象在科学研究中的应用13.4 教学评估通过课堂提问和讨论来评估学生对光的干涉现象在科学研究中的应用的理解程度第十四章：光的干涉现象与技术的发展趋势14.1 教学目标了解光的干涉现象与技术的发展趋势掌握新兴干涉技术及其应用培养学生的前瞻性和判断力14.2 教学内容光的干涉现象与技术的发展趋势：从传统干涉到纳米干涉、量子干涉等新兴干涉技术及其应用：光子集成电路、量子干涉仪等培养学生的前瞻性和判断力：分析技术发展、预测未来应用、评估潜在挑战14.3 教学方法采用讲座和讨论的方式进行教学通过前沿技术的实例和未来展望帮助学生了解光的干涉现象与技术的发展趋势14.4 教学评估通过课堂提问和讨论来评估学生对光的干涉现象与技术的发展趋势的理解程度第十五章：光的干涉现象综合讨论与研究15.1 教学目标能够综合运用所学知识分析光的干涉现象培养学生的独立研究和批判性思维能力了解光的干涉现象在实际应用中的挑战与机遇15.2 教学内容光的干涉现象综合讨论：结合不同章节内容，分析复杂的干涉现象培养学生的独立研究和批判性思维能力：设计研究问题、收集资料、提出观点了解光的干涉现象在实际应用中的挑战与机遇：讨论干涉技术的发展瓶颈和潜在解决方案15.3 教学方法采用小组讨论和报告的方式进行教学通过实际案例和问题引导学生进行综合分析和批判性思考15.4 教学评估通过小组报告和课堂讨论来评估学生对光的干涉现象综合讨论与研究的能力重点和难点解析重点：1. 光的干涉现象的定义、产生条件和特点。
光的干涉光的干涉现象与应用
光的干涉光的干涉现象与应用光的干涉是光波叠加产生的光强分布现象。
当两个或多个光波在空间相遇时，相遇点附近发生光强的增强或减弱，形成亮度相间的干涉条纹。
这种现象被称为光的干涉现象。
光的干涉现象是基于光的波动性而产生的，符合光的波动性特征。
由于光的波长较小，观察到的干涉现象常常需要借助光学仪器，如干涉仪、薄膜等。
光的干涉现象广泛应用于各个领域，包括微观世界的测量、光学材料的研究和光谱学等。
光的干涉现象主要有两种类型，即薄膜干涉和Young's干涉。
薄膜干涉是指光波在介质界面上发生反射和折射时产生的干涉现象。
当光波从一种介质进入另一种介质时，由于介质的折射率不同，光波会发生相位变化。
当这两个光波再次相遇时，它们会发生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
薄膜干涉现象广泛应用于表面膜的检测、涂层的质量评估和光学薄膜器件的设计等。
Young's干涉是指光波在空间中相遇时产生的干涉现象。
这种干涉现象是由英国科学家Thomas Young在1801年进行的实验证实的。
Young利用双缝实验显示了光的干涉现象，这也被称为Young's干涉。
在Young's干涉实验中，通过在狭缝间放置透光光源，光波经过双缝后会形成交替出现的亮暗条纹。
这些条纹是由光的波长和双缝间距所决定的。
光的干涉现象不仅仅是理论研究的重要内容，也具有广泛的应用价值。
在科学研究领域，利用光的干涉原理可以实现对微小物体的测量，例如光学干涉测量方法可以用来测量纳米尺寸的物体。
在光学材料的研究中，光的干涉现象被广泛应用于薄膜制备、纳米材料的表征等方面，以实现光学性能的优化。
另外，光的干涉也在光谱学领域扮演着重要的角色，例如利用干涉方法可以测量样品的折射率、测定材料的光学特性等。
除了科学研究领域，光的干涉现象还在工程技术中有广泛应用。
例如在光学仪器中，通过利用光的干涉原理可以实现高精度的测量，如干涉仪可以用于测量长度、角度等物理量。
南大大物实验报告
南大大物实验报告一、实验目的1. 了解光的干涉与衍射现象；2. 掌握用光几何方法分析光的干涉与衍射的基本规律；3. 学会使用干涉仪和衍射仪进行实验观测，并对观测结果进行分析。
二、实验原理2.1 光的干涉光的干涉是指两个或多个波源发出的光波在空间叠加时相互加强或抵消的现象。
干涉现象可以分为间接干涉和直接干涉。
间接干涉是指光经过反射、折射等发生改变后再叠加产生干涉现象，而直接干涉是指波源直接发出的光波在空间中叠加产生干涉。
2.2 光的衍射光的衍射是指光通过有限孔径或障碍物后，在周围空间形成特殊的波前分布图案的现象。
衍射现象是光的直接属性，只要光通过了足够小的孔径或物体，就会发生衍射。
三、实验器材和装置1. 多色光源；2. 目镜、物镜；3. 干涉管、干涉仪；4. 狭缝片；5. 衍射片；6. 三棱镜。
四、实验步骤及数据记录4.1 干涉实验1. 设置干涉仪，使干涉管两支光线平行且略有干涉条纹；2. 调整狭缝片的宽度，观察干涉条纹的变化，并记录数据。
4.2 衍射实验1. 将狭缝片替换为衍射片，观察衍射图样；2. 调整衍射片的位置和角度，观察衍射图样的变化，并记录数据。
五、实验结果与分析5.1 干涉实验结果分析通过调整狭缝片的宽度，我们观察到干涉条纹的变化。
随着狭缝片宽度的减小，干涉条纹的亮度逐渐增强，条纹间距逐渐变大。
这符合光的干涉现象，说明光波的相位关系发生了变化，导致干涉结果的改变。
5.2 衍射实验结果分析在衍射实验中，我们通过调整衍射片的位置和角度观察到不同的衍射图样。
当衍射片与光线垂直时，呈现出中央亮斑和一系列圆形暗环。
当衍射片与光线不垂直时，衍射图样会发生变形。
这证实了衍射是由光线通过有限孔径产生的，孔径越小，衍射现象越明显。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了光的干涉与衍射现象，并通过实验观察到了干涉条纹和衍射图样。
实验结果与理论分析相吻合，验证了光的干涉与衍射规律。
这对于我们深入理解光的特性和应用具有重要意义，也为我们今后的学习和研究提供了基础。
高中物理干涉的原理及应用
高中物理干涉的原理及应用1. 干涉的基本概念干涉是指两个或多个波在空间中相遇，产生叠加效应的现象。
在高中物理中，我们主要研究光波的干涉现象。
干涉是光的波动性的重要证据之一，对于理解光的性质和现象具有重要意义。
2. 干涉的原理干涉现象是由波的叠加原理所引起的。
当两个或多个波相遇时，它们会叠加而形成新的波。
这种叠加可能是增强的，也可能是相互抵消的，具体情况取决于波的相位差。
3. 干涉的类型3.1. 光的干涉光的干涉现象可以分为两类：分波干涉和波前干涉。
分波干涉是指光源经过一个狭缝后所发出的光波，再次经过另一个狭缝后，形成干涉图样。
波前干涉是指来自单一光源的光波通过不同路径传播后，再次相遇产生的干涉图样。
### 3.2. 声波的干涉声波的干涉现象与光的干涉类似，同样分为分波干涉和波前干涉。
声波的干涉实验可以用声源、共振腔、声屏障等实验装置来实现。
4. 干涉的应用干涉在生活和科学研究中有广泛的应用，下面列举几个典型的例子： ### 4.1. 干涉测距干涉测距是利用干涉现象进行长度测量的一种方法。
通过使用干涉仪测量入射波与反射波之间的相位差，可以计算出被测距离。
### 4.2. 多光束干涉多光束干涉是指由多个波源产生的干涉现象。
在多光束干涉实验中，可以观察到彩色的干涉条纹，这在光学原理的研究中具有重要意义。
### 4.3. 光学薄膜光学薄膜的干涉效应被广泛应用于光学元件的设计和制造。
通过在光学元件的表面上涂覆一层薄膜，可以改变光的反射和透射特性，从而实现对光的精确控制。
### 4.4. 色散干涉色散干涉是指由于折射率对波长的依赖而产生的干涉现象。
例如，彩虹就是色散干涉的结果，当太阳光经过水滴折射和反射后，形成了七彩的光谱。
5. 干涉的实验装置干涉的实验装置有多种，以下是几个常见的： ### 5.1. 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是经典的光的干涉实验，通过使用两个狭缝和一个屏幕，我们可以观察到干涉条纹，从而研究光的干涉现象。
光的干涉-PPT
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．
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光的干涉
薄膜干涉
1、在薄膜干涉中，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明条纹（暗条纹）应 出现在膜的厚度相等的地方．由于光波波长极短，所以 微薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条 纹．2、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，阳光下的肥 皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉．
第1节 光的干涉
光到底是什么？……………
17世纪明确形成 了两大对立学说
由于波动说没有 数学基础以及牛 顿的威望使得微 粒说一直占上风
牛顿
19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
微粒说
19世纪末光电效应现象使得 爱因斯坦在20世纪初提出了 光子说：光具有粒子性
波动说
这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”
光的干涉
干涉现象是波动独有的特征，如果光真的 是一种波，就必然会观察到光的干涉现象．
光的干涉 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．
双缝干涉
激
双
光
缝
束
屏上看到明暗相间的条纹 屏
光的干涉
S1 S2 d
双缝干涉
P2
P1
P
P
P1 P2
S1、S2
相干波源
P1S2－P1S1= d
光程差
P2S2－P2S1＞ d 距离屏幕的中心越远路程差越大
光的干涉
双缝干涉
1、两个独立的光源发出的光不是相干光，双缝干 涉的装置使一束光通过双缝后变为两束相干光，在光屏 上形成稳定的干涉条纹．
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的理论，他认为这些微粒从光源飞出来。
光学的发展简介：
3、波动光学时期
惠更斯反对光的微粒说，1678年他在《论光》一书中从声和光的
某些现象的相似性出发，认为光是在“以太”中传播的波．所谓“以太”则 是一种假想的弹性媒质，充满于整个宇宙空间，光的传播取决于“以太”的 弹性和密度．运用他的波动理论中的次波原理，惠更斯不仅成功地解释了反 射和折射定律，还解释了方解石的双折射现象．但惠更斯没有把波动过程的 特性给予足够的说明，他没有指出光现象的周期性，他没有提到波长的概念 ．
第五章 光的波动性
托马斯·杨
1773~1829
1801年，英国物理学家托 马斯·杨在实验室里成功的观察 到了光的干涉现象．
光学的发展简介：
光是什么？
在物理学的发展史上，光是什么的问题经历过很长一段时 间的争论，包括牛顿、惠更斯和爱因斯坦在内的大批科学家均 参与其中。正是他们大量的争论，推动了光学的发展。
单
色
激
S1
光
束
S2
双缝
屏
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
图样有何特征？ 明暗相间 等间距 中央亮条纹
探究： 出现明暗相间条纹的条件
S1
S2
亮条纹 亮条纹
出现亮条纹的条件
光程差：
r 2n •
2
（ n=0，1，2，3…）
探究： 出现暗条纹的条件
S1
S2
暗条纹
出现暗条纹的条件
第第中 第第
二一间 一二
条条亮 条条
亮亮纹 亮亮
纹纹
纹纹
第 第第第 第第 三 二一一 二三 条 条条条 条条 暗 暗暗暗 暗暗 纹 纹纹纹 纹纹
白光的干涉图样
①明暗相间的彩色条纹； ②中央为白色亮条纹； ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的； ④在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。
双缝干涉图样
光学的发展简介：
1、萌芽时期
我国的光学发展萌芽时期： （1）、对光的直线传播的认识 早在春秋战国时《墨经》已记载了 小孔成像的实验 （2）、对视觉和颜色的认识 （3）、光的反射和镜的利用 （4）、对大气光学现象的探讨 （5）、关于成影现象的认识
光学的发展简介：
2、几何光学时期
这一时期可以称为光学发展史上的转折点。在这个时期建 立了光的反射定律和折射定律，奠定了几何光学的基础。同时 为了提高人眼的观察能力，人们发明了光学仪器，第一架望远 镜的诞生促进了天文学和航海事业的发展，显微镜的发明给生 物学的研究提供了强有力的工具。
5.1光的干涉
一、双缝干涉
双缝干涉实验 证明光是一种波
1、装置特点：
单缝 双缝 屏
1）双缝S1、S2到单缝S的距离相等 2）双缝很近 0.1mm
S1
S
2、①单缝的作用：获得线光源
②双缝的作用：
S2
双缝的作用是获得两个振动情况完全 相同的光源，叫相干光源(频率相同)
屏上形成的明暗相间条纹叫做干涉图样
由于波动说没有 数学基础以及牛 顿的威望使得微 粒说一直占上风
牛顿
19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
微粒说
19世纪末光电效应现象使得 爱因斯坦在20世纪初提出了 光子说：光具有粒子性
波动说
这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”
光学的发展简介：
4、量子光学时期
19世纪末到20世纪初，光学的研究深入到光的发生、光和物质相互作用 的围观机制中。光的电磁理论主要困难是不能解释光和物质相互作用的某些 现象，例如，炽热黑体辐射中能量按波长分布的问题，特别是1887年赫兹发 现的光电效应。
19世纪初，波动光学初步形成，其中托马斯·杨圆满地解释了“薄膜 颜色”和双狭缝干涉现象。菲涅耳于1818年以杨氏干涉原理补充了惠更斯 原理，由此形成了今天为人们所熟知的惠更斯-菲涅耳原理，用它可圆满地 解释光的干涉和衍射现象，也能解释光的直线传播。
光到底是什么？……………
17世纪明确形成 了两大对立学说
1900年，普朗克从物质的分子结构理论中借用不连续性的概念，提
出了辐射的量子论。他认为各种频率的电磁波，包括光，只能以各自确定分 量的能量从振子射出，这种能量微粒称为量子，光的量子称为光子。
1905年，爱因斯坦运用量子论解释了光电效应。他给光子作了十
分明确的表示，特别指出光与物质相互作用时，光也是以光子为最小单位 进行的。
光程差：
r (2n 1) •
2
（ n=0，1，2，3…）
小结：出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹 暗条纹
r 2n • （ n=0，1，2，2，3…）
2
白光的干涉图样
为什么会 是这样的呢？
①明暗相间的彩色条纹； ②中央为白色亮条纹； ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的； ④在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。
光学是物理学中最古老的一个基础学科，又 是当前科学研究中最活跃的学科之一。随着人类 对自然的认识不断深入，光学的发展大致经历了 萌芽时期、几何光学时期、波动光学时期、量子 光学时期、现代光学时期等5个时期。
大量事实证明，光是直线前进的，可能是一个微小的粒子。
光的直线传播
光的反射
光的折射
我们如果能看到光发生干涉、衍射等现象，具有波特 有的性质，那么我们就可以说光是一种波。
光学的发展简介：
5、现代光学时期
从20世纪中叶起，随着新技术的出现，新的理论也不断发展，已逐 步形成了许多新的分支学科或边渊学科，光学的应用十分广泛。几何光学 本来就是为设计各种光学仪器而发展起来的专门学科，随着科学技术的进 步，物理光学也越来越显示出它的威力，例如光的干涉目前仍是精密测量 中无可替代的手段，衍射光栅则是重要的分光仪器，光谱在人类认识物质 的微观结构(如原子结构、分子结构等)方面曾起了关键性的作用，人们把 数学、信息论与光的衍射结合起来，发展起一门新的学科——傅里叶光学 ，把它应用到信息处理、像质评价、光学计算等技术中去。特别是激光的 发明，可以说是光学发展史上的一个革命性的里程碑，由于激光具有强度 大、单色性好、方向性强等一系列独特的性能，自从它问世以来，很快被 运用到材料加工、精密测量、通讯、测距、全息检测、医疗、农业等极为 广泛的技术领域，取得了优异的成绩。此外，激光还为同位素分离、储化 ，信息处理、受控核聚变、以及军事上的应用，展现了光辉的前景。