2019-2020学年沪科版选修3-4 4.1 光的干涉 学案
2019-2020学年沪科版选修3-4 4.1 光的干涉 学案第2页

  2.相干光源:薄膜前后两面反射的光波.

  3.形成明暗相间条纹的原因:与双缝干涉的情况相同,在膜上不同位置,来自前后两个面的反射光(用图中实虚线来代表两列光),所走的路程差不同.路程差是光在介质中波长的整数倍的这些位置上,叠加后加强,出现了亮纹;路程差是光在介质中半波长的奇数倍的这些位置上,叠加后相互削弱,于是出现了暗纹.

  

   双缝干涉出现明暗条纹的条件

  1.干涉条件:两列光的频率相同,振动情况相同且相位差恒定.能发生干涉的两列波称为相干波,两个光源称为相干光源,相干光源可用同一束光分成两列而获得,称为分光法.

  2.双缝干涉的分析

  如图所示 ,S为单缝,S1、S2为双缝(间距为d),双缝到屏的距离为L,O为S1S2垂直平分线与屏的交点,S1、S2到屏上P点的路程分别为L1、L2,两列光波传到P的光程差ΔL=|L1-L2|,设光波波长为λ.

  (1)当ΔL=nλ(n=0,1,2...),两列波传到P点同相,互相加强,出现明纹.

  (2)若ΔL=(2n+1)(n=0,1,2...),两列波传到P点反相,互相减弱,出现暗纹.

  (3)相邻明纹或相邻暗纹之间的距离相等,且Δx=λ.当L、d一定时,条纹宽度与波长成正比.

  3.一般情况下很难观察到光的干涉现象的原因:由于不同光源发出的光频率一般不同,即使是同一光源,它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相位差,在一般情况下,很难找到那么小的缝和那些特殊的装置.故一般情况下不易观察到光的干涉现象.

  4.双缝干涉图样的特点

  (1)单色光的干涉图样

  若用单色光作光源,则干涉条纹是明暗相间的条纹,且条纹间距相等.中央为亮条纹,两相邻亮纹(或暗纹)间距离与光的波长有关,波长越大,条纹间距越大.

  (2)白光的干涉图样

  若用白光作光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中央条纹是白色的.这是因为:

  ①从双缝射出的两列光波中,各种色光都形成明暗相间的条纹,各种色光都在中央条纹处形成亮条纹,从而复合成白色条纹.

  ②两侧条纹间距与各色光的波长成正比,即红光的亮纹间距宽度最大,紫光亮纹间距宽度最小,即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合,这样便形成了彩色干涉条纹.

 在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm,若分别用频率为f1=5.0×1014 Hz和f2=7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝,则P点出现亮、暗条纹的