高二物理光的干涉
高二物理知识点梳理光的干涉与衍射
高二物理知识点梳理光的干涉与衍射高二物理知识点梳理：光的干涉与衍射光的干涉与衍射是高中物理中重要的概念和知识点之一，涉及到光的波动性和光的相互作用。
本文将梳理光的干涉与衍射相关的基本知识点，包括定义、干涉与衍射的条件、干涉与衍射的现象、常见实验以及应用等。
一、光的干涉和衍射概述在我们日常生活中，我们经常会遇到一些光现象，如彩虹、干涉条纹、衍射等。
这些现象都与光的干涉和衍射有关。
光的干涉是指两束或多束光波相互叠加产生干涉现象的现象。
光的衍射是指光波遇到障碍物的边缘或孔径时发生扩散并产生衍射现象。
二、干涉与衍射的条件光的干涉与衍射需要满足一定的条件才能发生。
这些条件包括：1. 光源单色性：光源应为单色光，即光波的频率相同。
2. 光源的相干性：光源的相干性决定了光波的相位关系，从而影响到干涉与衍射现象。
3. 干涉或衍射物的特性：干涉与衍射需要具备干涉或衍射物，如等厚薄膜、双缝、单缝等。
4. 干涉或衍射物的尺寸：干涉或衍射物的尺寸应与光的波长相当。
三、光的干涉现象1. 干涉条纹：当两束相干光波相遇时，会发生干涉现象，形成明暗相间的干涉条纹。
2. 条纹间距：干涉条纹的间距与入射光的波长、两个光源之间的距离以及干涉条纹的级数有关。
3. 干涉的种类：根据光的相位关系，干涉可以分为相长干涉和相消干涉两种。
4. 双缝干涉：双缝干涉是一种常见的干涉现象，通过双缝实验可以验证光的波动性。
四、光的衍射现象1. 衍射的特点：光的衍射具有波动性，它是光波的一种传播方式，波面扩散经过一个孔或窄缝时会产生衍射。
2. 衍射的条件：衍射的条件包括波长、障碍物的尺寸以及光屏的距离。
3. 单缝衍射：当一个光波通过一个狭缝时，会出现中央亮条纹和两侧暗条纹的衍射图样。
4. 衍射光栅：衍射光栅是一种具有多个狭缝的光学元件，通过衍射光栅可以实现光的分光。
五、光的干涉与衍射的应用1. 干涉仪：干涉仪是利用光的干涉原理制造的仪器，可用于测量物体的薄膜厚度、折射率等。
高中物理光的干涉知识点总结
高中物理光的干涉知识点总结
光的干涉是光学中的一个重要概念,涉及到干涉现象的原理、种类、特征和应用等方面。
以下是高中物理光的干涉知识点总结:
1. 光的干涉原理
干涉原理是指两个或多个相干光源发出的光在某些情况下会发
生干涉现象。
干涉现象是由光的相干性引起的,当两个或多个光源发出的光相互接近时,它们就会干涉在一起,形成干涉条纹。
2. 干涉条纹的种类
干涉条纹的种类有:干涉衍射条纹、干涉屏散条纹、干涉筛法条纹、干涉干涉条纹等。
其中,干涉衍射条纹是最为普遍的干涉条纹类型,它是由于干涉仪本身的结构所引起的。
3. 干涉仪
干涉仪是一种利用干涉原理进行实验的工具,常见的干涉仪有干涉仪、单色干涉仪、干涉显微镜等。
干涉仪可以用来测量光的波长、频率、相位等参数,从而实现对光的深入探究。
4. 干涉条纹的特征
干涉条纹的特征包括:
- 干涉条纹具有重复性:相同频率的光在一起会产生干涉条纹,
不同频率的光在一起也会产生干涉条纹,条纹的频率会重复。
- 干涉条纹具有干涉斑:当光源不同的时候,产生的干涉斑大小
不同,干涉条纹的形态也不同。
- 干涉条纹具有随机性:干涉条纹的形态和位置取决于光源的位
置和时间。
5. 干涉的应用
干涉现象在科学研究和实际应用中有着广泛的应用,例如: - 利用干涉现象测量光的频率和波长
- 利用干涉现象分析光的干涉和衍射现象
- 利用干涉现象制作光纤通信和光学传感器等。
高二物理课件光的干涉课件
最先在实验室里观察到光的干涉现象 的是英国物理学家托马斯·杨
杨氏双缝干涉实验
杨氏双缝干涉实验妙何处？
巧妙的获得两列振动情况完全相同的光源——相干光源
明暗条纹产生的原因
分析：
（1）△S=nλ时出现的是亮条纹
（2） △S=（2n+1)λ/2时出现的是暗条纹 (n=0,1,2‥ ‥ ‥)
条纹间距和哪些因素有关:
（1）△S=nλ时出现的是亮条纹 巧妙的获得两列振动情况完全相同的光源——相干光源
１、解释干涉现象 色的双缝干涉条纹消失．
杨氏双缝干涉实验妙何处？
小结：双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L越大，光波长λ越大 则相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距△x越大。 例题: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用(只能透过红光）,另一缝前放一
（1）△S=nλ时出现的是亮条纹 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
（2） △S=（2n+1)λ/2时出现的是暗条纹 色的双缝干涉条纹消失．
巧妙的获得两列振动情况完全相同的光源——相干光源 C、任何颜色的干涉条纹都不存在,但屏 B、红色和绿色的干涉条纹消失,其它颜 (n=0,1,2‥ ‥ ‥) C、任何颜色的干涉条纹都不存在,但屏 17世纪明确形成了两大对立学说 例题: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用(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: B、红色和绿色的干涉条纹消失,其它颜 上仍有亮光．
dr1ຫໍສະໝຸດ xr2亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
条纹间距:
L
x
L
d
L:两缝到屏的距离 d:两缝之间的距离
高二物理选修课件光的干涉
非线性光学中自聚焦产生干涉
非线性光学
研究光在非线性介质中传播规律的光学分支学科。
自聚焦现象
在非线性介质中，强激光束的传播路径会受到自身光强的影响，导 致光束在传播过程中自动聚焦。
自聚焦产生干涉
当两束自聚焦的光波在空间中相遇时，由于它们的光强分布和相位 分布都受到自聚焦的影响，因此会产生复杂的干涉现象。
光的干涉现象
牛顿环是一种典型的光的干涉现象，当单色光照射到透明薄膜上时，由于光程差的存在，使得反射光和透射光在薄膜 上下表面发生干涉，形成明暗相间的圆环。
牛顿环的形成
当平行单色光垂直照射到凸透镜或凹透镜时，在透镜的反射面上会形成一个以接触点为中心的圆形空气薄膜，这个空 气薄膜的厚度随着离接触点的距离增大而增大。当光照射到这个空气薄膜上时，就会产生光的干涉现象，形成牛顿环 。
干涉条件
双缝干涉实验
通过双缝干涉实验可以观察到光的干 涉现象，明暗相间的干涉条纹是光波 动性质的直接证明。
产生干涉现象的光波必须满足频率相 同、振动方向相同、相位差恒定三个 条件。
光源对干涉影响
光源的相干性
相干光源发出的光波具有稳定的 相位关系，能够产生明显的干涉 现象。非相干光源发出的光波相 位关系不稳定，不能产生明显的
干涉现象。
光源的单色性
单色性好的光源发出的光波频率 单一，有利于产生明显的干涉现 象。单色性差的光源发出的光波 包含多种频率成分，不利于产生
明显的干涉现象。
光源的亮度
亮度高的光源可以提供更强的光 强，使得干涉现象更加明显。但 是过高的亮度可能会导致光源相
干性变差，影响干涉效果。
Part
02
双缝干涉实验与结果分析
射强度，减少光的反射损失。
高二物理选修34第十三章：光的干涉
高二物理选修34第十三章：光的干涉制造人：陈合森日期：【学习目的】1、观察光的干预现象，看法干预条纹的特点。
2、能论述干预现象的成因及明暗条纹的位置特点3、知道相关光源的概念和发生干预现象的条件【重点难点】干预现象的成因及明暗条纹的位置特点、发生干预现象的条件教学进程一、杨氏双缝干预实验1.1801年，英国物理学家___________〔1773~1829〕在实验室里成功的观察到了光的干预．2.双缝干预实验〔1〕实验进程：让一束_____________的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，他们的频率、相位和振动方向总是_________的，两个光源收回的光在挡板前面的空间相互叠加发作_______.(2)实验现象:在屏上失掉_________条纹〔3〕实验结论：证明光是一种__________.(4)现象解释：S1、S2相当于两个频率、相位和振动方向相反的波源，当两个光源与屏上某点的距离只差等于半波长的________倍时〔即恰恰等于波长的_______倍时〕，两列光波在这点相互增强，出现_________;当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的________倍时，两列光波在这点____________,出现暗条纹。
二、光发生干预的条件1.干预条件：两列波的_________同、振动方向相反、相位差恒定2.相关光源：收回的光可以发生干预的两个光源。
三、双缝干预条纹特征一系列平行的明暗相间的等间距条纹；各级明暗纹在中央明纹两侧对称散布。
相邻亮条纹或相邻暗条纹间的距离为_________________各种色光的波长由长到短的顺序为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫频率由低到高的顺序依次为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫稳固练习：1．平行光照射在双缝上，在屏上失掉干预条纹，当〔〕A．双缝到屏的距离增大时，干预条纹间距也增大．B．双缝间距减小时，干预条纹间距也减小．C．波长变短，坚持光强不变时，那么条纹间距也不变．D．波长不变，光强削弱时，那么条纹间距也不变．2．假设把杨氏双缝干预装置从空气中移到透明液体中做实验，那么条纹宽度〔〕A．增大．B．减小．C．不变．D．缺少条件，无法判别．3．双逢干预实验装置如图3所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，调整实验装置使得像屏上可以见到明晰的干预条纹，关于干预条纹的状况，以下表达正确的选项是( )A．假定将像屏向左平移一小段距离，屏上的干预条纹将不会发作变化B．假定将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有明晰的干预条纹C．假定将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有明晰的干预条纹D．假定将像屏向上平移一小段距离，屏上的干预条纹将将不会图3图6 发作变化4、假设把杨氏双缝干预实验，从空气中移动到某种透明的液体中做实验，那么条纹的间距：〔 〕A 、增大B 、减小C 、不变D 、缺少条件，无法判别5.在单色光的双缝干预实验中〔 〕A ．两列光波的波峰和波峰堆叠处出现亮条纹 B. 两列光波的波谷和波谷堆叠处出现亮条纹C ．干预条纹明暗相反，且条纹间距相等，中央条纹为亮条纹D ．从两个狭缝抵达光屏上的路程差等于光的半个波长的整数倍时，出现暗条纹6．如下图是双缝干预实验表示图，屏上某处P 出现明条纹，那么P 处到双缝S1、S2的距离之差是〔 〕A ．光波半波长的奇数倍．B ．光波波长的奇数倍．C ．光波半波长的偶数倍．D ．光波半波长的整数倍．7．以下图是研讨光的双缝干预用的表示图，挡板上有两条狭缝S 1、S 2，由S 1和S 2收回的两列波抵达屏上时会发生干预条纹，入射激光的波长为λ，屏上的P 点到两缝S 1和S 2的距离相等，假设把P 处的亮条纹记作第0号亮纹，由P 向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，那么P 1处的亮纹恰恰是10号亮纹.设直线S 1P 1的长度为γ1，S 2P 1的长度为γ2，那么γ2-γ1等于( )A. λ5B. 10λC. 20λD. 40λ8．光的颜色决议于 〔 〕A ．波长．B ．波速．C ．频率．D ．折射率．9．同一束单色光从空气射入水中，那么 〔 〕A ．光的颜色、频率不变，波长、波速都变小．B ．光的频率变小，颜色，波长、波速都不变．C ．光的频率、速度变小，颜色、波长不变．D ．频率、颜色、波长都不变，只要波速变小．10. 在双缝干预实验中，以白光为光源，在屏上观察到黑色干预条纹，假定在双缝中的一缝前放一白色滤光用只能透过红光〕，另一缝前放一绿色滤光片〔只能透过绿光〕，这时：A 、只要白色和绿色的干预条纹，其它颜色的双缝干预条纹消逝．B 、白色和绿色的干预条纹消逝，其它颜色的干预条纹依然存在．C 、任何颜色的干预条纹都不存在，但屏上仍有亮光．D 、屏上无任何亮光．11．如图6，在双缝干预实验中，SS 1=SS 2，且S 1、S 2到光屏上P 点的路程差△s=1.5×10-6m ，当S 为λ=0.6μm 的单色光源时，在P 点处将构成 条纹；当S 为λ=0.5μm 的单色光源时，在P 点处将构成条纹。
光的干涉课件-高二物理人教版(2019)选择性必修第一册
薄膜干涉及应用
在线段P1 S2上作P1 M＝P1 S1，则S2M＝r2－r1， 因d≪l，三角形S1S2M可看做直角三角形。
r1
P1
S1
r2
x
d S2
M
P
l
计算光的路程差: r2－r1＝S2M=dsin θ (令∠S2S1M＝θ) ①
由于d<<l，则有：x＝ltanθ≈lsinθ ②
由①、②得
d
r2－r1＝ l
亮条纹位置 当两列波的路程差为波长的整数倍，即
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 （ B ）
A.P和P1仍为亮条纹 B.P为亮条纹，P1为暗条纹 C.P为暗条纹，P1为亮条纹 D.P、P1均为暗条纹
三、薄膜干涉
演示：肥皂膜的干涉
思考：
应该在薄膜哪侧观察？ 看到的像是怎样的？
与平面镜中的像有什么不同？ 为什么有明暗相间的条纹呢？
导入新课
肥皂膜看起来常常是彩色的，雨后公路积水上面漂浮的油膜，也经常显现出 彩色条纹。
这些彩色条纹或图样是怎样形成的？
肥皂膜
一、光的双缝干涉
思考：光是一种电磁波，那么光也应该会发生干涉现象，怎样才能观察到光的
干涉现象呢？
实验设计
让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相 距很近，两条狭缝就产生两个光源，它们的振动情况总是相同，两光源发出的 光在挡板后面的空间互相叠加。
dx k(k 0，1， 2 ) 时才会出现亮条纹,解得
l x k l （k 0，1， 2 ）
d
相邻两个明条纹之间的距离为
x l
d
结论：相邻两个明(或暗)条纹之间的距离△x与波长λ成正比，与屏到双缝间的
高中物理选修3-4-光的干涉
光的干涉知识集结知识元光的干涉知识讲解一、光的干涉1．干涉现象两束光相遇时，如果满足一定的条件，就会产生干涉现象，在屏上出现明暗相间的干涉条纹．2．由干涉现象得出的结论光具有波的特性，光是一种波．3．相干条件要使两列光波相遇时产生干涉现象，两光源必须具有相同的频率和振动方向，还要满足相位差恒定．相邻条纹间距公式：二、杨氏双缝干涉1．1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。
2．双缝干涉的装置示意图实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。
（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：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。
3．让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近，狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的。
这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象，挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹。
这种现象证明光是一种波。
4．屏上某处出现亮、暗条纹的条件实验装置如图所示，双缝S1、S2之间的距离为d，双缝到屏的距离为l，屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2，路程差∆r=r2-r1。
（1）若满足路程差为波长的整数倍，即∆r=kλ(其中k=0,1,2,3，…)，则出现亮条纹。
（2）若满足路程差为半波长的奇数倍，即(其中k=0,1,2,3，…)，则出现暗条纹。
5．相邻亮条纹(暗条纹)间的距离∆x与波长λ的关系：，其中l为双缝到屏的距离，d为双缝之间的距离。
三、薄膜干涉1．薄膜干涉中相干光的获得光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面反射的光是由同一个实际的光源分解而成的，它们具有相同的频率，恒定的相位差。
2．薄膜干涉的原理光照在厚度不同的薄膜上时，前后两个面的反射光的路程差等于相应位置膜厚度的2倍，在某些位置，两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现暗条纹。
物理高二光的干涉知识点
物理高二光的干涉知识点光的干涉是物理高二课程中的重要知识点之一。
干涉是指两束或多束光波相遇后，产生明暗相间的干涉条纹现象。
在干涉中，光的波动性起到了关键的作用。
本文将从光的波动性、干涉的条件、干涉模式以及干涉的应用等方面来介绍光的干涉知识点。
一、光的波动性光既可以被看作是一种电磁波，也可以被看作是由光子组成的粒子。
在干涉现象中，我们主要关注光的波动性。
光的波动性表现为光的传播具有波长、频率和振幅等特性。
光的波动性由麦克斯韦方程组以及光的波动模型来描述。
二、干涉的条件要产生干涉现象，我们需要满足以下两个基本条件：1.光源必须是相干光源，即光源发出的光波具有相同的频率、相位以及恒定的相对相位关系。
2.光波之间存在干涉的叠加，即光波在空间中有相互叠加并形成干涉现象。
三、干涉模式根据干涉条纹的形态和光源的性质，光的干涉可分为两种典型模式：分波前干涉和分波后干涉。
1.分波前干涉：分波前干涉是指在光源发出的光波通过干涉装置之前进行分波处理。
常见的分波前干涉有双缝干涉和光栅干涉等。
2.分波后干涉：分波后干涉是指光源发出的光波通过干涉装置后，再进行干涉现象的观察。
常见的分波后干涉有薄膜干涉和薄板干涉等。
四、干涉的应用光的干涉在实际生活和科学研究中有着广泛的应用。
以下是几个常见的干涉应用：1. Michelson 干涉仪：Michelson 干涉仪是一种重要的光学仪器，它可以用于测量光的波长、光速以及薄膜的厚度等。
2. 干涉消色差：利用干涉的原理，可以设计制造一些具有消色差效果的光学元件，例如消色差镜头、消色差光栅等。
3. 干涉显微镜：干涉显微镜是一种高分辨率的显微镜，它利用了干涉的原理来增强光学图像的清晰度和对比度。
4. 光的编码和解码：利用干涉的特性，可以将信息编码进光波中，通过解码方式获取信息，例如光栅码、二维码等。
综上所述，光的干涉是物理高二课程中的重要知识点，涉及到光的波动性、干涉的条件、干涉模式以及干涉的应用等方面。
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13.3光的干涉
课前预习学案
一、预习目标
预习“光的干涉”，初步了解产生光的明显干涉的条件以及出现明暗条纹的规律。
二、预习内容
1、请同学们回顾机械波的干涉现象
以及产生的条件；
2、对机械波而言，振动加强的点表明该点是两列波
的，该点的位移随时间（填变化或者不变化）；振动减弱的点表明该点是两列波的；
3、不仅机械波能发生干涉，电磁波等一切波都能发生干涉，所以
光若是一种波，则光也应该能发生干涉
4、相干光源是指：
5、光的干涉现象：
6、光的干涉条件是：
7、杨氏实验证明：
8、光屏上产生亮条纹的条件是
；光屏上产生暗条纹的条件是
9、光的干涉现象在日常生活中很少见的，这是为什么？
三、提出疑惑
同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
课内探究学案
一、学习目标
1．说出什么叫光的干涉
2．说出产生明显干涉的条件
3．准确记忆产生明暗条纹的规律
学习重难点：产生明暗条纹规律的理解
二、学习过程
一、光的干涉
探究一：回顾机械波的干涉
1．干涉条件：
2．干涉现象：
3.规律总结
探究二：光的干涉条件及出现明暗条纹的规律1.光产生明显干涉的条件是什么？
2.产生明暗条纹时有何规律：
（1）两列振动步调相同的光源：（2）两列振动步调正好相反的光源：（三）课堂小结
六、当堂检测
1、 在杨氏双缝实验中，如果 （ BD ） A 、 用白光做光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B 、
用红光做光源，屏上将呈现红黑相间的条纹.
C 、 用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
D 、 用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹.
2、2005年诺贝尔物理学家将授予对激光研究做处杰出贡献的三位科学家。
狭缝S 1、S 2, 由S 1和S 2已知入射激光波长为λ，屏上的P 点到两缝S 1
和果把P 处的亮条纹记做0号亮
条纹，由P 向上数与0号亮纹相邻的是11号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，设P 1处的亮纹恰好 是10号亮纹，直线S 1 P 1的长度为r 1, S 2 P 1的长度为 r 2, 则r 2－r 1等于（ B ）
A 、5λ
B 、10λ.
C 、20λ
D 、40λ
课后练习与提高
1. 在双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，若双缝处两束光的振动
屏
P 1
S S 激光
情况恰好相同，在屏上距两缝波程差d1= 地方出现明条纹；在屏上距两缝波程差d2=
地方出现暗条纹；若双缝处两束光的振动情况恰好相反，在屏上距两缝波程差d3= 地方出现明条纹；在屏上距两缝波程差d4=
地方出现暗条纹。
2.
用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则
(A) 干涉条纹的宽度将发生改变．
(B) 产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹．
(C) 干涉条纹的亮度将发生改变．
（D) 不产生干涉条纹［ D 】
3. 双缝干涉中屏幕E上的P点处是明条纹．若将缝S2盖住，并在S1S2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M，如图所示，则此时[ A ]
(A) P点处仍为明条纹．
(B) P点处为暗条纹．
(C) 不能确定P点处是明条纹还是暗条纹．
(D) 无干涉条
纹．【。