光的衍射干涉

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光的干涉与衍射

光的干涉与衍射

光的干涉与衍射光的干涉与衍射是光学中重要的现象和实验现象,对于研究光的性质和应用具有重要意义。

本文将从理论和实验两个方面,详细介绍光的干涉与衍射的基本概念、原理以及常见的实验现象和应用。

一、干涉与衍射的基本概念1. 干涉的概念干涉是指两个或多个光波相遇时相互作用的现象。

当光波相遇时,根据波的叠加原理,它们的振幅会叠加,形成新的波前。

干涉现象的基础是光的波动性,它可以发生在光的任何频段。

2. 衍射的概念衍射是指光波通过物体边缘或孔隙时,发生偏离直线传播的现象。

当光波通过一个狭缝或物体边缘时,会产生新的波前,形成衍射图样。

衍射现象的基础是光的波动性和它对物体的相互作用。

二、干涉与衍射的原理1. 干涉的原理干涉现象的产生是由于光波的相长干涉或相消干涉。

光波的相长干涉是指两个波峰或两个波谷相遇时,振幅叠加形成波峰增强的现象;而相消干涉则是指波峰和波谷相遇时,振幅叠加形成波峰减弱的现象。

根据干涉现象的不同,可以分为相干光的干涉和非相干光的干涉。

2. 衍射的原理衍射现象的发生是由于光波在通过物体边缘或孔隙时发生弯曲。

当光波通过狭缝或物体边缘时,会产生衍射波前,使光的传播方向偏离直线传播,形成衍射图样。

衍射现象的程度与波长、物体的孔径、衍射物体和观察距离等因素有关。

三、光的干涉与衍射的实验现象和应用1. 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是干涉现象的经典实验之一。

通过在一块屏幕上开两个细缝,并用单色光照射,可以观察到明暗相间的干涉条纹。

这种实验可以验证光的波动性,测定光的波长以及研究光的干涉效应。

2. 菲涅尔衍射实验菲涅尔衍射实验是衍射现象的经典实验之一。

通过将光波通过一个边缘狭缝或物体,可以观察到光的衍射现象,产生夫琅禾费衍射图样。

这种实验可以用于测定物体的尺寸、研究光的衍射效应以及应用于光学仪器和光学器件的设计。

3. 光栅衍射光栅是一个具有规则周期结构的光学元件。

当光通过光栅时,会发生衍射现象,形成多个平行光束。

光的干涉和衍射

光的干涉和衍射

光的干涉和衍射光的干涉和衍射是光学领域中的重要现象,在研究光的特性和应用中起着关键的作用。

干涉是指光波的相互叠加所产生的干涉条纹,而衍射则是指光波在通过障碍物或孔径时发生的弯曲和散射现象。

本文将介绍光的干涉和衍射的基本原理、应用以及相关的实验方法。

一、光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相互叠加形成明暗相间的干涉条纹的现象。

干涉分为构成干涉的两束光波相干干涉和不相干干涉两种情况。

1. 相干干涉相干干涉是指两束或多束光波具有相同的频率、相位和方向,且光程差稳定不变的干涉现象。

其中最典型的例子是杨氏双缝干涉实验。

在杨氏实验中,一束光通过一个狭缝后,成为一个波源,经过两个狭缝后形成两束波,在屏幕上产生干涉条纹。

该实验说明了光的波动性和相干性。

2. 不相干干涉不相干干涉是指两束或多束光波在时间和空间上都是独立的,光程差随机变化的干涉现象。

其中最典型的例子是双反射干涉。

在双反射干涉中,一束光被反射到一个分束器上,经过两个不同的路径反射回来再次叠加,这种叠加产生的干涉条纹称为双反射干涉条纹。

二、光的衍射光的衍射是指光波通过一个障碍物或孔径时发生的弯曲和散射现象。

衍射现象是光波的波动性质的直接证据之一,它可以解释光在通过狭缝或物体边缘时产生弯曲和扩散的原因。

1. 单缝衍射单缝衍射是指当光通过一个狭缝时,光波会向前方形成一系列的衍射条纹。

这些条纹的分布规律与狭缝宽度和入射光的波长有关。

瑞利准则是描述单缝衍射的定量规律,它表示了两个相邻衍射极小值之间的最小角度差。

通过测量衍射条纹的分布情况,可以确定光的波长和狭缝的宽度。

2. 双缝衍射双缝衍射是指当光通过两个狭缝时,光波在屏幕上形成一系列的干涉条纹。

这些条纹是由两束波源发出的相干光波相互叠加形成的。

在双缝干涉实验中,通过测量干涉条纹的间距和角度,可以推导出光的波长和两个狭缝之间的距离。

三、光的干涉和衍射的应用光的干涉和衍射现象在日常生活和科学研究中有广泛的应用,下面介绍其中几个重要的应用领域。

光的衍射和干涉

光的衍射和干涉

光的衍射和干涉光的衍射和干涉是光学中的两个重要现象。

光的衍射是指光通过一个小孔或者通过一些细小物体时,光线会在这些物体周围散射,形成强度分布不均的光斑。

而光的干涉是指两束或者多束光线相遇时会产生干涉现象,使得光斑中的光强分布受到相位差干涉的影响而出现明暗条纹。

一、光的衍射光的衍射是光线经过障碍物或通过小孔时发生的一种现象。

当光线通过一个小孔时,其波前从小孔的缝隙处发散开来,光线在后面会出现干涉和衍射现象,然后形成亮暗交替,大小不同但形状相似的同心光环。

光的衍射现象是经典物理学中的典型现象,它是交换场理论的实验基础之一。

衍射现象的重要性体现在它的应用方面,如夹杂,光学显微镜,不同小孔和棱镜等。

1.夹杂夹杂是一种利用衍射现象来将物体的图像转化为光学干涉图的技术。

夹杂的原理是将透明的物体置于两片衬有点源的透明玻璃片之间,通过光的衍射现象得到物体的图像。

2.光学显微镜光学显微镜是由光学物镜和目镜组成的一种仪器。

它的工作原理是通过在物镜处形成的放大像来实现物体的观测。

光学显微镜的物镜具有极高的光学分辨率,可以观测到在分辨率下的小细节,是生物科学和医学研究中必不可少的仪器。

3.小孔和棱镜小孔作为光的衍射现象的重要载体,被广泛应用于光学、电子学等领域。

如果要从集中的光源中形成狭窄而平行的光源,可以采用折射和缝隙的方法来实现。

此外,小孔也被用于相对弱的光学仪器中,如普通的CCD相机、光学望远镜、放大镜以及太阳望远镜等。

棱镜也可以用于光的衍射。

当光线进入棱镜中时,会发生角散射,之后随着光的衍射,形成彩虹般的光带。

棱镜经常用于光学实验室的光谱仪中,可以通过衍射来测量物质成分,从而实现给定物体的光谱分析。

二、光的干涉光的干涉是指两束或多束光线相遇时会产生干涉现象,使得光斑中的光强分布受到相位差干涉的影响而出现明暗条纹。

光的干涉现象是一种典型的波动性质,其基本原理与光线的本质不同,可以通过光的相位变化来产生干涉现象。

光的干涉是物理学中非常重要的现象,广泛应用于科学研究和工业生产中。

光的衍射与光的干涉定律

光的衍射与光的干涉定律

光的衍射与光的干涉定律光的衍射与光的干涉定律是光学中的两个重要概念,在研究光的传播和性质时起着关键的作用。

本文将详细介绍光的衍射与光的干涉定律,并探讨其应用及相关实验。

一、光的衍射光的衍射是指当光通过一个物体的边缘或者孔径时,光波的传播方向和振动方向发生改变,产生新的光波现象。

根据赫维兹原理,当光通过一个孔径时,会在光屏上产生圆形的衍射斑。

光的衍射主要遵循以下定律:1. 衍射定律:光的衍射现象可以由赫维兹原理描述,即每一点成为次级波源,波源的干涉形成衍射现象。

2. 衍射图样定律:根据衍射现象可推导出不同孔径的物体在光屏上的衍射图样,如单缝衍射、双缝衍射等。

3. 衍射角定律:衍射角定律描述了衍射的角度与波长、孔径尺寸等因素之间的关系,可以用来计算衍射的位置和强度。

光的衍射广泛应用于科学研究和实际应用中,例如天文学中的天体观测、光刻技术中的微影制程等。

二、光的干涉光的干涉是指两个或多个光波相遇形成干涉图样的现象。

光的干涉可以分为两类:构成干涉的光源可以是同一光源的两个光波,或者来自不同光源的光波。

光的干涉遵循以下定律:1. 干涉定律:干涉图样可以由菲涅尔原理和赫维兹原理解释。

菲涅尔原理认为光波的振幅在干涉区域内叠加,赫维兹原理认为每一点成为次级波源形成干涉现象。

2. 干涉条纹定律:干涉现象产生的条纹可以通过叠加图案观察到,例如Young双缝干涉实验中的明暗条纹。

3. 干涉色定律:干涉现象还可以产生彩色条纹,根据不同波长的光波受干涉程度不同,出现不同颜色的现象。

光的干涉在波动光学研究中具有重要的应用,例如干涉仪的设计和测量,薄膜干涉等。

三、光的衍射与干涉实验为了验证光的衍射与干涉定律,科学家开展了大量实验。

其中一些经典的实验包括:1. 杨氏双缝干涉实验:将光通过两个狭缝,在光屏上形成明暗条纹,用以验证光的干涉理论。

2. 单缝衍射实验:通过一个狭缝使光通过,在光屏上观察到衍射图样,验证光的衍射理论。

3. 惠更斯衍射实验:将光通过一个孔径,观察到光的衍射现象,验证衍射定律。

光的干涉与衍射现象比较

光的干涉与衍射现象比较

光的干涉与衍射现象比较光的干涉和衍射是光学领域中两个基本的波动现象。

它们都是由光波的传播性质引起的,但在具体的表现形式上有所不同。

本文将对光的干涉和衍射现象进行比较,以便更好地理解它们之间的区别和联系。

一、光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相互叠加而形成明暗条纹的现象。

两束或多束光波在空间中相遇时,会相互干涉,产生干涉条纹。

干涉的条件包括光源的相干性、干涉物(如刀口、薄膜等)的形状和间距。

典型的干涉现象有杨氏双缝干涉和牛顿环干涉。

1. 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉是将一束单色光通过两个非常接近的狭缝所形成的干涉现象。

在干涉屏幕上可以观察到一系列明暗相间的条纹,这些条纹可以用来测量光波的波长。

杨氏双缝干涉说明了干涉现象是由光波的波动性质引起的。

2. 牛顿环干涉牛顿环干涉是利用光在凸透镜和平板玻璃之间的干涉现象。

当光波在平板玻璃上反射和折射后再与原来的光波相遇时,会产生明暗相间的环形条纹。

利用牛顿环干涉可以测量透镜的曲率半径和介质的折射率。

二、光的衍射光的衍射是光波传播时遇到物体缝隙、边缘等障碍物时发生的波动现象。

衍射的结果是光波传播到屏幕上时形成弧形或直线条纹的图案。

典型的衍射现象有单缝衍射和夫琅禾费衍射。

1. 单缝衍射单缝衍射是将单色光波通过一个细缝后形成的衍射现象。

在屏幕上可以观察到中央明亮、两侧暗化的衍射条纹。

根据衍射条纹的形状和间距,可以推断出光波的波长和衍射角。

单缝衍射是衍射现象的一种基本表现形式。

2. 夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射是指光通过一个具有圆形或方形孔径的屏幕后产生的衍射现象。

夫琅禾费衍射的特点是在中央有明亮的中心区域,并伴随着一系列的环形和直线衍射条纹。

夫琅禾费衍射是衍射现象中的典型例子,也被广泛应用于光学实验和光学仪器中。

三、干涉与衍射的比较尽管干涉和衍射两者都是光的波动现象,但在具体表现形式上有所区别。

1. 形成条件:干涉需要两束或多束光波的相互叠加,而衍射则是光波传播时通过物体缝隙或边缘发生的波动现象。

什么是光的干涉和衍射

什么是光的干涉和衍射

什么是光的干涉和衍射知识点:光的干涉和衍射光的干涉是指两束或多束光波相互叠加时产生的干涉现象。

当这些光波相遇时,它们的振幅可以相互增强(相长干涉)或相互抵消(相消干涉),从而产生明暗相间的条纹。

光的干涉现象可以用杨氏双缝干涉实验来说明,其中光通过两个非常接近的狭缝后,会在屏幕上形成一系列亮暗相间的条纹。

光的衍射是指光波遇到障碍物或通过狭缝时,光波会向各个方向传播并发生弯曲现象。

衍射现象可以用明显的例子如单缝衍射和圆孔衍射来说明。

在单缝衍射实验中,光通过一个狭缝后,在屏幕上形成一系列明暗相间的条纹,中心亮条纹最宽最亮。

而在圆孔衍射实验中,光通过一个小圆孔后,在屏幕上形成一系列以圆心为中心的亮环。

光的干涉和衍射都是波动光学的基本现象,它们可以帮助我们了解光的本质和光的传播方式。

这些现象在科学技术中有广泛的应用,如光学显微镜、光学干涉仪、激光技术等。

光的干涉和衍射现象也是物理学中的重要研究领域,对于研究光的波动性和光的本质特性具有重要意义。

习题及方法:1.习题:在杨氏双缝干涉实验中,如果狭缝间的距离为d,入射光的波长为λ,那么在屏幕上形成的干涉条纹的间距是多少?解题方法:根据干涉条纹的间距公式△x = λ(L/d),其中L是屏幕到狭缝的距离。

将给定的数值代入公式计算即可得到干涉条纹的间距。

答案:干涉条纹的间距为λL/d。

2.习题:在单缝衍射实验中,如果狭缝的宽度为a,入射光的波长为λ,那么在屏幕上形成的衍射条纹的间距是多少?解题方法:根据衍射条纹的间距公式△x = λ(L/a),其中L是屏幕到狭缝的距离。

将给定的数值代入公式计算即可得到衍射条纹的间距。

答案:衍射条纹的间距为λL/a。

3.习题:在杨氏双缝干涉实验中,如果将入射光的波长从λ1变为λ2(λ1 < λ2),那么干涉条纹的间距会发生什么变化?解题方法:根据干涉条纹的间距公式△x = λ(L/d),可以看出干涉条纹的间距与波长成正比。

因此,当波长增加时,干涉条纹的间距也会增加。

什么是光的干涉和衍射

什么是光的干涉和衍射

什么是光的干涉和衍射?光的干涉和衍射是光波通过物体或孔径时发生的两种常见现象。

干涉是指两个或多个光波相互叠加形成明暗条纹的现象,而衍射是指光波在通过边缘或孔径时发生弯曲和扩散的现象。

以下是对光的干涉和衍射的详细解释和应用指导:光的干涉:光的干涉是指两个或多个光波相互叠加形成明暗条纹的现象。

干涉可以分为两种类型:构造干涉和破坏干涉。

1. 构造干涉:构造干涉是指两个或多个光波的相位差满足特定条件时形成明亮或暗淡的干涉条纹。

当两个波峰或两个波谷相遇时,它们会相长叠加,形成明亮的干涉条纹;当波峰和波谷相遇时,它们会相消叠加,形成暗淡的干涉条纹。

2. 破坏干涉:破坏干涉是指两个或多个光波的相位差没有特定条件时,叠加形成的干涉条纹没有明亮或暗淡的特征。

破坏干涉产生的干涉条纹没有规律可循,呈现出一种均匀分布的暗亮交错的图案。

光的干涉可以通过以下几个方面来解释:1. 干涉现象解释:干涉现象可以通过光的波动理论解释。

当两个或多个光波相遇时,它们会在空间中叠加形成干涉条纹。

根据叠加原理,相长叠加会增强光的强度,形成明亮的条纹;相消叠加会减弱光的强度,形成暗淡的条纹。

2. 干涉条纹特性:干涉条纹的特性取决于光波的相位差。

相位差的大小和性质决定了干涉条纹的亮度、间距和形状。

常见的干涉现象包括杨氏双缝干涉、杨氏单缝干涉、牛顿环干涉等。

3. 干涉的应用:干涉在物理学和工程学中有广泛的应用。

例如,干涉仪器如迈克尔逊干涉仪和扫描隧道显微镜可以用于测量长度、表面形貌和纳米级物体的检测。

干涉也用于光学薄膜的设计和制备、光学图案的显示和光学通信等领域。

光的衍射:光的衍射是指光波通过边缘或孔径时发生弯曲和扩散的现象。

衍射可以分为两种类型:菲涅尔衍射和菲涅耳-基尔霍夫衍射。

1. 菲涅尔衍射:菲涅尔衍射是指光波通过一个有限大小的孔径或边缘时发生的衍射现象。

当光波通过孔径或边缘时,它会弯曲和扩散,形成衍射图样。

菲涅尔衍射的特点是近场衍射,即孔径或边缘与观察点的距离很近。

光的衍射与干涉现象

光的衍射与干涉现象

应用实例分析
通过双缝干涉的应用 实例分析,可以更深 入地理解光的衍射与 干涉现象,进一步推 动光学领域的发展。
● 04
第四章 多缝衍射与干涉
多缝衍射现象
多缝衍射是指光波通 过多个狭缝后产生的 衍射效应。其特点包 括更为复杂的衍射图 样以及更细密的衍射 条纹,这种现象在光 学领域中具有重要意 义。
夫琅禾费方程
数学模型描述 角度计算应用
器件应用
光栅 夹杂镜 衍射光栅
单缝衍射总结
单缝衍射作为光学现象的重要分支,研究其特性 与应用具有重要意义。探索衍射背后的物理规律, 可推动光学领域的发展与创新,对光学器件设计 与实验具有指导意义。
● 03
第三章 双缝干涉
杨氏双缝实验
杨氏双缝实验是用来观察双缝干涉现象的经典实 验。实验中通过双缝产生的干涉条纹可以证明光 的波动性。
波导光子学器件
光电调制器 件
实现光信号的调 制
波导阵列
用于光通信中的 阵列传输
波导耦合器
实现波导之间的 耦合传输
传感器件
用于光学传感应 用
光子晶体
01 光子晶体结构
具有周期性的光学结构
02 光子带隙
在光子晶体中的能带结构
03 光子晶体应用
在光通信、光子计算中的应用场景
衍射与干涉在波导光子学中的作用
光学器件自 适应性
提升器件适应多 变光学环境
Hale Waihona Puke 非均匀介质 中的干涉效应
问题:光波传播 难点
展望未来
01 光子计算
推动量子计算发展
02 光学传感
实现高精度环境监测
03 光通信
提升信息传输速度
感谢致辞
感谢各位专家学者的 指导和支持,让我们 能够深入了解光的衍 射与干涉现象。希望 通过不懈的努力,我 们能共同推动光学领 域的发展和进步。在 这个光明的未来里, 光学技术必将发挥更 加重要的作用,创造 更加美好的世界。
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双缝
屏幕
S1
S2 3λ/2
Q2 第二暗纹
Q1 P
第一暗纹
中央亮纹
屏上Q1点的上方还可以找到δ= S1-S2 =3λ/2的Q2点出现第二条暗纹。同样可以 找到第三条暗纹Q3……,在中央明纹下方 也可以找到对称的Q1/、Q2/、Q3/……等暗 纹。
双缝 S1 S2
屏幕
P3 第三亮纹 δ=3λ
Q3 第三暗纹
光存储
在 CD、VCD、DVD 光学读写 系统中一束激光经光栅被衍射 成几束光束 , 其中间的一束按 原光轴方向前进的光强度最大 (最亮),称为主光束(或零 级光);紧邻的是较弱光束称 为副光束(或± 1 级光)。主 光束被用于读写碟片上的图像 和伴音信号,同时获得聚焦伺 服的信号,副光束则被用于获 得轨迹伺服的信号。
S1
Sd
S2
三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
1、什么是干涉条纹的间距?
双缝 S1
S2
屏幕
△x ★条纹间距的含义:亮纹 或暗纹之间的距离总是相 等的,亮纹和亮纹之间的 距离或暗纹和暗纹之间的 距离叫做条纹间距。
△x
2、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
双缝
屏幕
S1
d
L
S2
重做干涉实验,并定性寻找规律.
复习: (1)机械波中,产生稳定干涉现象的条件是: 频率相同相差恒定。 (2)两列波在波峰和波峰相遇或波谷与波谷 相遇时振幅变大,说明此点为振动加强点 。 两列波在波峰和波谷相遇时振幅变小,说明此 点为振动减弱点。
(3)对光发生干涉时 若光互相加强,出现亮条纹 若光互相削弱,出现暗条纹
单缝 双缝
屏幕
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。
P2 第二亮纹 δ=2λ
Q2 第二暗纹
P1 第一亮纹 δ=λ
Q1 P
第一暗纹 中央亮纹
δ=0
Q1 / 第一暗纹
P3 / 第一亮纹 δ=λ
Q2 / 第二暗纹
P3 / 第二亮纹 δ=2λ
Q3 / 第三暗纹
P3 / 第三亮纹 δ=3λ
δ=5λ/2 δ=3λ/2 δ=λ/2 δ=λ/2 δ=3λ/2 δ=5λ/2
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。
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。
3、白炽灯(白光)的单缝衍射条纹为中央亮, 两侧为彩色条纹,且外侧呈红色,靠近光源的 内侧为紫色.
1818年,当法国物理学家菲涅耳提出光的波动 理论时,著名数学家泊松根据菲涅耳的理论推 算出:把一个不透光的小的圆盘状物放在光束 中,在距这个圆盘一定距离的像屏上,圆盘的 阴影中心应当出现一个亮斑.人们从未看过和 听说过这种现象,因而认为这是荒谬的,所以 泊松兴高采烈地宣称他驳倒了菲涅耳的波动理 论,菲涅耳接受了这一挑战,精心研究,“奇 迹”终于出现了,实验证明圆盘阴影中心确实 有一个亮斑,这就是著名的泊松亮斑.
第十三章 光的波粒二象性 第一节 光的干涉和衍射
一、杨氏双缝干涉实验
1、装置特点: (1)双缝很近 0.1mm, (2)双缝S1、S2与单缝S的距离相等,
2、①要用单色光 ②单孔的作用:是获 得点光源 ③双孔的作用:相当
于两个振动情况完全 相同的光源,双孔的 作用是获得相干光源
单缝 双缝
S1 S
光沿直线传播只是一个近似的规律:当光的波长比障碍 物或孔的尺寸小得多时,可认为光是沿直线传播的, 当光的波长与障碍物或孔的尺寸可以相比拟时将产生 明显的衍射现象 提问:当光通过小孔或者狭缝时,在后面的光屏 上会得到什么样的图案?
当缝很大时—直线传播(得到影)
当缝减小时—逐渐会出现小孔成像的现象
继续减小缝的大小—会出现光的衍射现象.
4、实验的改进: ①指出用狭缝代替小孔,可以得到同样清晰,
但明亮得多的干涉条纹。
②用氦氖激光器发出的激光演示双缝干涉实验。
5、白光的干涉图样是什么样?
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缘,紫光在内线。
三、光的薄膜干涉
S2
屏幕
红滤色片
3、产生稳定光的干涉现象的条件 相干光源:两个振动情况完全相同的光源
4、干涉图样的特点: (1)形成明暗相间的条纹 (2)亮纹间等距、暗纹间等距 (3)两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位
置是亮条纹---中央亮纹
提出问题:(1)为什么会出现这样的图象?
(2)怎样用波动理论进行解释?
二、运用光的波动理论进行分析
1、实验 产生原因:膜的前
表面和后表面反 射的两列光波。 实验现象:水平的 彩色条纹
2、薄膜干涉的应用
1)检查精密仪器的表面:平行单色光垂直照射 实心劈尖上,上面的下表面、下面的上表面的反 射光将产生干涉。 现象:劈尖上厚度相同的地方,出现明或暗条纹。
2)增加透射:使某些颜色的单色光在表面 的反射干涉相消。
四、光的衍射:光离开直线路径绕道障 碍物阴影里去的现象.
1、产生明显衍射现象的条件:障碍物或小孔的 尺寸比波长小或差不多
2、实验现象:中央一级是又亮又宽的白色条纹, 两边是较窄较暗的彩色条纹.
光的衍射
单缝衍射规律
1、波长一定时,单缝越窄,衍射图样中央条 纹越宽,各条纹间距大.
2、单缝不变时,光的波长越长(可见光中红 光最长),中央亮纹越宽,条纹间隔越大.
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。
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 。
①d、λ不变,只改变屏与缝之 间的距离L——L越大,条纹间距 越大.
② L、λ不变,只改变双缝距离 d——d越小,条纹间距越大.
③ L、d不变,用不同的单色光进行实验—— 红光的条纹间距最大,紫光的最小。
红光的波长最大,紫光的波长最小。 红光的频率最小,紫光的频率最大。
3 、亮(暗)纹间距的公式(△x= L λ ) d
双缝 S1 S2
λ
屏幕
P1 第一亮纹
S1 S2 λ
P1 δ=λ
取P点上方的点P1,从S1S2发出的光到 P1点的光程差就不同,若这个光程差正好 等于波长的整数倍,比如δ= S1-S2=λ,出 现第一条亮纹。双缝 S1屏幕P2 第二亮纹
S2 2λ
屏上P1点的上方还可以找到δ= S1-S2= 2λ的P2点出现第二条亮纹。
如:照相机镜头有增透膜d= λ/4 呈现淡紫色 —— 消除黄绿色的反射光。
练习:
♣如果保持双缝的间距不变,光屏到缝的距 离越大,屏上明暗相间条纹间距 ____变__大______;
♥如果保持光屏到缝的距离双缝的间距不变, 双缝的间距越小,屏上明暗相间条纹间距 _____变__大_____;
♦如果保持光屏到缝的距离双缝的间距不变, 双缝的间距不变,改变光的波长越大,屏上 明暗相间条纹间距_______变__大___;
双缝 S1 S2
屏幕
P3 第三亮纹 δ=3λ P2 第二亮纹 δ=2λ P1 第一亮纹 δ=λ P 中央亮纹 δ=0
P3 / 第一亮纹 δ=λ P3 / 第二亮纹 δ=2λ P3 / 第三亮纹 δ=3λ
双缝
S1 S2
λ/2
屏幕
S1
P1
Q1 P
第一暗纹
中央亮纹
S2 λ/2
取P点上方的点Q1,与两个狭缝S1、S2 路程差δ= S1-S2=λ/2,其中一条光传来的 是波峰,另一条传来的就是波谷,其中一 条光传来的是波谷,另一条传来的一定是 波峰,Q1点激起的振动总是波峰与波谷相 遇,振幅最小,Q1点总是振动减弱的地方, 故应出现暗纹。
S1 S
S2 红滤色片
双缝
S1 S2
屏幕
S1
P
S2
δ=0
P 中央亮纹
由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同, 又经过相同的路程到达P点,其中一条光传来的 是波峰,另一条传来的也一定是波峰,其中一
条光传来的是波谷,另一条传来的也一定是波 谷,确信在P点激起的振动总是波峰与波峰相遇 或波谷与波谷相遇,振幅A=A1+A2为最大,P 点总是振动加强的地方,故应出现亮纹,这一 条亮纹叫中央亮纹。
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