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光的干涉和单缝衍射教材

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大学物理--光的干涉和衍射 PPT

大学物理--光的干涉和衍射 PPT

E 2 E12 E22 2E1E2cos
其中
2
1
2
(r2
r1 )
8
E 2 E12 E22 2E1E2cos
在波动光学中,光强定义为
I E 2 1 E 2dt 0
即光强
I I1 I2 2
1
I1
I
2
(
cosdt )
0
1、非相干叠加
对普通光源来说,由于原子发光就是间歇得、随
2、相干叠加 I I1 I2 2
1
I
1
I
2
(
cosdt )
0
如果在观察时间内,相位差保持恒定,则合成
光强为
I I1 I2 2 I1 I2 cos
2 2 1 (r2 r1 )
可见,在相干叠加时,合成光强在空间形成强弱相
间得稳定分布。这就是相干叠加得重要特征。 11
I I1 I2 2 I1 I2 cos
反 2e n22 n12sin2i
+半=
(0, )
(k 1) 明纹 2 暗纹
暗纹 明纹
2
(k=0,1,2……)
f
S
a1 a2 反射光
D
i
C n1
e
Ar B
n2
b2 n3
b1
36
透射光
例题 一平板玻璃(n=1、50)上有一层透明油膜 (n=1、25),要使波长=6000Å得光垂直入射无反射,薄 膜得最小膜厚e=?
反射光没有半波损失. 反射光在A点与B点都有半波损失、
f
两反射光得光程差不加
半波损失项、
总结:
S
a1 a2 反射光 n1>n2>n3时, 或者

光的干涉和单缝衍射教材

光的干涉和单缝衍射教材
暗环
rk
rk
{
(2k 1) R k .1.2.3. O 明环 2 k 0 . 1 . 2 . 3 . R kR
利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消 干涉条件来减少反射，从而使透射增强。 增反膜----利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长 干涉，因此反射光因干涉而加强。
例 已知用波长
550nm ，照相机镜头n3=1.5，其
n1 1
n2 1.38
上涂一层 n2=1.38的氟化镁增透膜，光线垂直入射。
17-3
薄膜干涉
利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和 折射，可在反射方向(或透射方向)获得相干光束。 一、薄膜干涉 扩展光源照射下的薄膜干涉 在一均匀透明介质n1中 放入上下表面平行,厚度 为e 的均匀介质 n2(>n1)， 用扩展光源照射薄膜，其 反射和透射光如图所示
n1 n1
a
i
a1
a2
D
B
n2 A
说明：在入射单色光一定时 劈尖的楔角越小，则l越大，干涉条纹越稀疏； 越大，则l越小，干涉条纹越密集。
劈尖干涉应用举例： （1）干涉膨胀仪
C：由铟钢作而成，其热 膨胀极小； M：被检体。 原理： 温度增高t时，数出条 纹移动的条数N，则： 样本增高
装
置
M C
l N
2
热膨胀系数：
方向就干涉减弱。
2 k 1,2 ,
厚度均匀（ e恒定） 对应等倾干涉
干涉条纹的干级决定于入射光的入射角。 干涉成因：
屏 扩展 光源 “2” “1”
等倾干涉
r
透镜
“4”
i
“3” 不是相干光！
i
薄膜

《光的干涉和衍射》 讲义

《光的干涉和衍射》 讲义

《光的干涉和衍射》讲义在我们生活的这个丰富多彩的世界里，光扮演着至关重要的角色。

从清晨第一缕阳光穿透云层，到夜晚璀璨的灯光照亮城市的街道，光无处不在。

而光的干涉和衍射现象，更是为我们展现了光的神秘与奇妙。

一、光的本质要理解光的干涉和衍射，首先得明白光到底是什么。

在很长一段时间里，科学家们对光的本质争论不休。

有的认为光是一种粒子，有的则认为光是一种波。

直到现代物理学的发展，我们才知道光具有波粒二象性。

光作为一种电磁波，具有波长、频率、振幅等特性。

不同波长的光呈现出不同的颜色，比如红光波长较长，紫光波长较短。

二、光的干涉光的干涉是指两列或多列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终减弱，从而形成稳定的强弱分布的现象。

就好比两个人同时在水面上扔石子，产生的水波相遇时会相互影响。

如果两列波的波峰和波峰相遇，波谷和波谷相遇，就会形成加强的区域，波峰和波谷相遇则会相互抵消，形成减弱的区域。

最典型的光的干涉实验就是杨氏双缝干涉实验。

让一束单色光通过两个相距很近的狭缝，在屏幕上就会出现明暗相间的条纹。

这些条纹的间距和光的波长、双缝间距以及双缝到屏幕的距离有关。

干涉现象在日常生活中也有不少应用。

比如在光学精密测量中，利用干涉可以测量微小的长度变化；在薄膜干涉中，我们能看到肥皂泡表面五彩斑斓的颜色，这是因为薄膜的上下表面反射的光发生干涉。

三、光的衍射光的衍射则是指光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，光会偏离直线传播而进入几何阴影区域，并在屏幕上出现光强不均匀分布的现象。

想象一下，一束光通过一个很小的孔，它不再沿着直线传播，而是像水波绕过石头一样，向四面八方扩散。

这就是光的衍射。

单缝衍射是常见的衍射现象之一。

当光通过单缝时，在屏幕上会形成中央亮纹宽而亮，两侧对称分布着较窄较暗的条纹。

衍射现象在很多方面都有重要作用。

比如在光学仪器的设计中，需要考虑衍射对成像质量的影响；在 X 射线衍射分析中，可以用来研究晶体的结构。

高中一年级物理科目教案光的干涉与衍射

高中一年级物理科目教案光的干涉与衍射

高中一年级物理科目教案光的干涉与衍射在教案中，教师需要按照教学目标、教学方法和教学过程等要求，制定一份高中一年级物理科目光的干涉与衍射的教案。

以下是一份适用于高中一年级物理课程的教案范例：教案名称：光的干涉与衍射教学目标：1. 了解光的干涉与衍射的基本概念和原理；2. 掌握光的干涉与衍射的实验方法和实验现象；3. 进一步培养学生的实验操作能力和科学思维能力；4. 培养学生的观察能力和实验数据处理能力；5. 培养学生团队合作精神和交流能力。

教学内容：一、干涉与衍射的基本概念1. 介绍干涉与衍射的定义和基本概念；2. 分析干涉与衍射的物理现象和光的波动性。

二、光的干涉实验1. 环形干涉;2. 条纹干涉;3. 光栅干涉。

三、光的衍射实验1. 单缝衍射；2. 双缝衍射。

教学方法：1. 讲授与讨论相结合，引导学生积极思考与交流；2. 示范实验操作，引导学生观察和分析实验现象；3. 小组合作，开展实验操作，促进学生合作与探究。

教学过程：一、概念讲解（10分钟）1. 介绍干涉与衍射的定义和基本概念；2. 分析干涉与衍射的物理现象和光的波动性。

二、干涉实验（40分钟）1. 环形干涉实验a. 示范实验操作，解释实验装置的原理；b. 引导学生观察实验现象，记录实验数据；c. 指导学生根据实验结果进行数据处理，分析实验现象。

2. 条纹干涉实验a. 示范实验操作，解释实验装置的原理；b. 引导学生观察实验现象，记录实验数据；c. 指导学生根据实验结果进行数据处理，分析实验现象。

3. 光栅干涉实验a. 示范实验操作，解释实验装置的原理；b. 引导学生观察实验现象，记录实验数据；c. 指导学生根据实验结果进行数据处理，分析实验现象。

三、衍射实验（40分钟）1. 单缝衍射实验a. 示范实验操作，解释实验装置的原理；b. 引导学生观察实验现象，记录实验数据；c. 指导学生根据实验结果进行数据处理，分析实验现象。

2. 双缝衍射实验a. 示范实验操作，解释实验装置的原理；b. 引导学生观察实验现象，记录实验数据；c. 指导学生根据实验结果进行数据处理，分析实验现象。

光的干涉》教案新人教选修

光的干涉》教案新人教选修

光的干涉》教案-新人教选修第一章：光的干涉现象1.1 教学目标1. 了解干涉现象的定义和特点2. 掌握双缝干涉和单缝衍射的实验现象及原理3. 能够分析干涉条纹的分布规律和特点1.2 教学内容1. 干涉现象的定义和特点2. 双缝干涉实验现象及原理3. 单缝衍射实验现象及原理4. 干涉条纹的分布规律和特点1.3 教学方法1. 讲授法：讲解干涉现象的定义、特点和原理2. 演示法：展示双缝干涉和单缝衍射实验现象3. 讨论法：分析干涉条纹的分布规律和特点1.4 教学资源1. 教案、PPT课件2. 双缝干涉和单缝衍射实验器材1.5 教学过程1. 导入：介绍干涉现象的定义和特点2. 讲解：讲解双缝干涉和单缝衍射的实验现象及原理3. 演示：展示双缝干涉和单缝衍射实验现象4. 分析：分析干涉条纹的分布规律和特点5. 练习：解答相关问题第二章：干涉仪的制作和使用2.1 教学目标1. 了解干涉仪的制作原理和过程2. 掌握干涉仪的使用方法和技巧3. 能够进行干涉实验并分析实验结果2.2 教学内容1. 干涉仪的制作原理和过程2. 干涉仪的使用方法和技巧3. 干涉实验的步骤和注意事项2.3 教学方法1. 讲授法：讲解干涉仪的制作原理和使用方法2. 演示法：展示干涉仪的制作过程和实验操作3. 实验法：进行干涉实验并分析实验结果2.4 教学资源1. 教案、PPT课件2. 干涉仪器材3. 实验指导书2.5 教学过程1. 导入：介绍干涉仪的制作原理和过程2. 讲解：讲解干涉仪的制作原理和使用方法3. 演示：展示干涉仪的制作过程和实验操作4. 实验：进行干涉实验并分析实验结果第三章：光的干涉测量3.1 教学目标1. 了解光的干涉测量原理和方法2. 掌握光的干涉测量技术及应用3. 能够分析干涉测量结果和误差3.2 教学内容1. 光的干涉测量原理和方法2. 干涉仪在科学研究和工业生产中的应用3. 干涉测量结果的分析和误差估计3.3 教学方法1. 讲授法：讲解光的干涉测量原理和方法2. 演示法：展示干涉仪在科学研究和工业生产中的应用3. 讨论法：分析干涉测量结果和误差3.4 教学资源1. 教案、PPT课件2. 干涉仪器材3. 相关科研和工业生产案例3.5 教学过程1. 导入：介绍光的干涉测量原理和方法2. 讲解：讲解光的干涉测量原理和方法3. 演示：展示干涉仪在科学研究和工业生产中的应用4. 分析：分析干涉测量结果和误差5. 练习：解答相关问题第四章：杨氏双缝干涉实验4.1 教学目标1. 理解杨氏双缝干涉实验的原理2. 掌握杨氏双缝干涉条纹的分布规律3. 能够运用杨氏双缝干涉实验测量光的波长4.2 教学内容1. 杨氏双缝干涉实验的原理2. 杨氏双缝干涉条纹的分布规律3. 杨氏双缝干涉实验在测量光的波长中的应用4.3 教学方法1. 讲授法：讲解杨氏双缝干涉实验的原理和条纹分布规律2. 演示法：展示杨氏双缝干涉实验的操作和结果3. 实验法：学生自行操作进行杨氏双缝干涉实验4.4 教学资源1. 教案、PPT课件2. 杨氏双缝干涉实验器材3. 实验指导书4.5 教学过程1. 导入：回顾光的干涉现象和双缝干涉实验2. 讲解：详细讲解杨氏双缝干涉实验的原理和条纹分布规律3. 演示：展示杨氏双缝干涉实验的操作和结果4. 实验：学生自行操作进行杨氏双缝干涉实验第五章：薄膜干涉现象5.1 教学目标1. 理解薄膜干涉现象的原理2. 掌握薄膜干涉条纹的分布规律3. 能够分析薄膜干涉现象在实际应用中的例子5.2 教学内容1. 薄膜干涉现象的原理2. 薄膜干涉条纹的分布规律3. 薄膜干涉现象在实际应用中的例子5.3 教学方法1. 讲授法：讲解薄膜干涉现象的原理和条纹分布规律2. 演示法：展示薄膜干涉现象的操作和结果3. 讨论法：分析薄膜干涉现象在实际应用中的例子5.4 教学资源1. 教案、PPT课件2. 薄膜干涉现象实验器材3. 相关实际应用案例5.5 教学过程1. 导入：回顾光的干涉现象和薄膜干涉现象2. 讲解：详细讲解薄膜干涉现象的原理和条纹分布规律3. 演示：展示薄膜干涉现象的操作和结果4. 讨论：分析薄膜干涉现象在实际应用中的例子5. 练习：解答相关问题第六章：迈克尔逊干涉仪6.1 教学目标1. 理解迈克尔逊干涉仪的原理2. 掌握迈克尔逊干涉仪的使用方法3. 能够利用迈克尔逊干涉仪进行光的波长测量6.2 教学内容1. 迈克尔逊干涉仪的原理2. 迈克尔逊干涉仪的使用方法3. 迈克尔逊干涉仪在测量光的波长中的应用6.3 教学方法1. 讲授法：讲解迈克尔逊干涉仪的原理和使用方法2. 演示法：展示迈克尔逊干涉仪的操作和结果3. 实验法：学生自行操作进行迈克尔逊干涉仪实验6.4 教学资源1. 教案、PPT课件2. 迈克尔逊干涉仪器材3. 实验指导书6.5 教学过程1. 导入：回顾光的干涉现象和迈克尔逊干涉仪2. 讲解：详细讲解迈克尔逊干涉仪的原理和使用方法3. 演示：展示迈克尔逊干涉仪的操作和结果4. 实验：学生自行操作进行迈克尔逊干涉仪实验第七章：激光干涉仪7.1 教学目标1. 理解激光干涉仪的原理2. 掌握激光干涉仪的使用方法3. 能够利用激光干涉仪进行精密测量7.2 教学内容1. 激光干涉仪的原理2. 激光干涉仪的使用方法3. 激光干涉仪在精密测量中的应用7.3 教学方法1. 讲授法：讲解激光干涉仪的原理和使用方法2. 演示法：展示激光干涉仪的操作和结果3. 实验法：学生自行操作进行激光干涉仪实验7.4 教学资源1. 教案、PPT课件2. 激光干涉仪器材3. 实验指导书7.5 教学过程1. 导入：回顾光的干涉现象和激光干涉仪2.重点和难点解析1. 双缝干涉和单缝衍射实验现象的演示和分析：这是理解干涉现象的基础，学生需要通过实验观察和理论分析，掌握干涉条纹的形成原理和分布规律。

光的衍射与单缝实验备课教案

光的衍射与单缝实验备课教案

光的衍射与单缝实验备课教案一、教学目标1. 理解衍射和干涉的概念与区别；2. 掌握光的衍射规律及其在单缝实验中的应用；3. 能够运用所学知识分析和解决与光的衍射有关的问题；4. 培养学生的观察、实验、分析和解决问题的能力。

二、教学内容1. 理论知识：光的衍射与干涉的概念与区别；2. 实验介绍：单缝实验的原理与实验装置；3. 实验过程：包括实验步骤和数据处理；4. 实验结果：通过实验结果分析光的衍射规律。

三、教学步骤1. 导入向学生介绍光的衍射与干涉的概念，引发学生对光现象的兴趣，并与平时观察到的光现象做对比。

2. 理论知识讲解2.1 衍射与干涉的概念讲解光的衍射与干涉的概念，强调其区别与联系。

衍射是光波传播经过障碍物或者通过边缘时产生变化的现象；干涉是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。

2.2 单缝实验原理介绍单缝实验的原理，解释光波通过单缝后产生衍射现象的原因。

通过光的波动性和光波的相干性，使学生理解单缝实验的重要性及其在研究光的性质上的应用。

3. 实验介绍3.1 实验装置介绍单缝实验的实验装置，包括自然光源、准直器、单缝装置、屏幕等。

要求学生熟悉实验装置并能正确使用。

3.2 实验步骤详细说明实验步骤，包括对实验装置的调整，观察实验现象，记录实验数据等。

要求学生按照实验步骤进行实验。

4. 数据处理与分析4.1 数据收集要求学生记录实验中观察到的实验现象，并测量实验数据，如衍射图样的出现位置和间距。

4.2 数据分析引导学生根据实验数据分析得出光的衍射规律。

例如，通过测量不同单缝宽度下的衍射图样，学生可以得出单缝宽度越小，衍射图样越宽的结论。

5. 实验结果展示学生根据实验数据和分析的结果，绘制衍射图样，并解释图样的特征和规律。

6. 拓展应用引导学生思考和讨论光的衍射在实际生活中的应用，并展示相关实例。

7. 实验总结学生总结所学内容，回答导师提出的问题，并对实验过程中的困惑进行解答。

高中物理光的干涉和衍射教案

高中物理光的干涉和衍射教案I. 引言物理光学是高中物理的重要内容之一。

在这个教案中，我们将重点讲解光的干涉和衍射现象。

干涉和衍射是光的波动性质的体现，也是光学研究中的核心概念。

通过理论讲解与实验演示相结合的方式，帮助学生深入理解光的干涉和衍射现象，并通过相关实验来巩固学习成果。

II. 光的干涉干涉是指两个或多个光波相遇产生的干涉现象。

首先，我们进行理论讲解。

干涉现象可分为两种类型：一是光的叠加干涉，即两束或多束相干光波叠加在一起形成明暗相间的干涉条纹；二是光的薄膜干涉，即光波射入具有不同折射率或厚度的薄膜中反射与透射所形成的干涉现象。

1. 光的叠加干涉光的叠加干涉可以分为两类：一是保持相干（具有相同频率、相位和方向）的两束光的叠加干涉；二是使用光栅或物体的缝隙进行光的叠加干涉。

（这一部分可以结合相关实验来进行详细讲解和演示）2. 光的薄膜干涉光的薄膜干涉是指光波射入到具有不同折射率或厚度的薄膜中反射与透射所产生的干涉现象。

薄膜干涉又可分为：一是等厚膜干涉；二是不等厚膜干涉。

（这一部分可以结合相关实验来进行详细讲解和演示）III. 光的衍射衍射是光波在遇到障碍物时弯曲传播或扩散的现象。

在这一部分，我们将讲解光的衍射现象的基本原理，并通过实验演示展示不同类型的衍射现象。

1. 单缝衍射单缝衍射是指光波通过一个狭缝时所产生的衍射现象。

这一现象通常可以用夫琅禾费衍射公式来计算。

（这一部分可以结合相关实验来进行详细讲解和演示）2. 双缝衍射双缝衍射是指光波通过两个接近并行的狭缝时所产生的衍射现象。

双缝衍射也是干涉现象的一种，其产生的干涉条纹常用瑞利判据来描述。

（这一部分可以结合相关实验来进行详细讲解和演示）IV. 总结通过本教案的学习，我们了解了光的干涉和衍射现象及其基本原理。

光的干涉和衍射是光学的重要内容，在实际应用中有着广泛的应用，如激光干涉测量、光栅衍射等。

通过相关实验的演示，我们可以直观地观察到干涉和衍射现象，进一步增加学生对光学知识的理解和兴趣。

光的干涉和衍射 ppt课件


ppt课件
13
干涉法检查表面的平整程度：
ppt课件
14
光的干涉
薄膜干涉
增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚 度等于入射光的在薄膜中的波长的1/4时，从薄 膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半 个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量， 增强了透射光的能量，称为增透膜。
ppt课件
15
1、下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是 A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出 现暗条纹 D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏 之间的空间却没有干涉发生
ppt课件
36
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。
干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。
白光的干涉图样：
ppt课件
11
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．
实验演示
ppt课件
12
请问（1）薄膜干涉中的相干光源来自于 哪里？
薄膜的前后两个反射面
（2）怎样观察才能看到干涉图样？
人与火焰同侧（入射光侧） 薄膜干涉在生产技术中的应用： 用干涉法检查表面是否平整 、增透膜
ppt课件
18
光的衍射
ppt课件
19
机械波的衍射
水波、声波都会发生衍射现象，它ppt们课件发生衍射的现象特征是什么？
20
光的衍射
光可以绕过障碍物继续传播的现象叫光的衍射

第22次课光的衍射单缝衍射PPT课件


2 1)
干涉加强（明纹）
2
l
k1 f
k
f
f
b
除了中央明纹外的其 它明纹、暗纹的宽度
（4）单缝衍射的动态变化 单缝上下移动，根据透镜成像原理衍射图不变 .
R
单缝上移，零级明
o f
纹仍在透镜光轴上.
15
（5）入射光非垂直入射时光程差的计算
Δ DB BC
b(sin sin )
（中央明纹向下移动）
②
R
由平凸镜下表面和平
板玻璃上表面两束反
射光干涉，产生牛顿
环干涉条纹。
32
牛顿环半径： 明环由
rk
(k 1)R
2
rk2 k
R2
(k 1,2)
暗环由
rk2 (2k 1)
R2
2
rk kR
(k 0,1,2)
33
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
bb b
o 2 3 sin
bbb
9
S
L1 R
b
L2
Px x
O
f
I
当 较小时，sin
x f
3 2
o
2
3 sin
bb b
b
b
b
3 f 2 f f
bbb
f 2 f 3 f x
b
b
b
10
bsin 2k k 干涉相消（暗纹）
讨论
b sin
(2k
2
1)
干涉加强（明纹）
sin ,
n22
n12
sin 2
i
2
k
加 强 n2 n1
L
2

物理光的干涉和衍射liPPT课件


光的波动性
一 、光的干涉
(interference Of light)
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.
2021
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．
2021
光的干涉
双缝干涉
激
光 束
双 缝
2021
小圆盘和小圆孔做衍射图 样特点
小圆孔衍射
2021
衍射现象和干涉现象条纹的不 同点和相同点：
相同点： 由于光的叠加而产生的，明暗相间的。 不同点： 双缝条纹:是等间距的各条纹的亮度差
别较小，条纹条数较多。 衍射条纹不等间距，中央条纹亮而宽
，两侧条纹较暗较窄，对称分布。
2021
为什么平时隔墙可以听见别人 的声音却看不到人？
2021
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
不同缝宽的单缝衍射 不同波长的单缝衍射
白光的单缝衍射
2021
3、图样分析：
单缝衍射规律 1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条 纹间距大． 2、单缝不变时，光波越长的（红光）中央亮 纹越宽，条纹间隔越大． 3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央白色条纹， 两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源 的内侧为紫色．
衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗 相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。
（双缝）干涉图样
（单缝）衍射图样
双缝间距越小，条纹间距越大 单缝宽度越小，条纹间距越大
（单色光）波长越小，条纹间 距越小
单色光形成明暗条纹，白光形 成彩色条纹
（单色光）波长越小，条纹间 距越小
单色光形成明暗条纹，白光形 成彩色条纹
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2n2e
2
n1
n2
实心劈尖 n1
（3）相邻明（暗）纹中心的间距
空气劈尖任意相邻明条纹对应的
厚度差：
ek1 ek / 2
任意相邻明条纹(或暗条纹)之间 的距离 l 为：
l ek1 ek sin 2 sin
说明：在入射单色光一定时
l h ek ek1
劈尖的楔角越小，则l越大，干涉条纹越稀疏；
n2( AC CB ) n1AD / 2
由折射定律和几何关系可得出：
a
n1
i
a1 D
B
n2
A
n1 C
n1 sini n2 sin
AD AB sini
2en2
cos
2
a2
e
AC CB e / cos AB 2e tan
2e
n22
n12
sin2
i
2
干涉条件
2e
n22
n12
（4）测量微小厚度和微小厚度变化
l
2n2 sin
纸
n2=1
l
L
d sin tg d
L
d Ltg Lsin L
用测微显微镜测出L、l ，即可得到d 2l
（5）测量微小厚度变化：
薄膜厚度增加时，条纹下移，厚度减小时 条纹上移。
薄膜的 增加时，条纹下移， 减小时
条纹上移。
显然，从视场中移动了m个条纹，薄膜厚度改变了：
sin2
i
2
k
k 1,2, 加强（明）
( 2k 1 ) 2 k 0,1,2, 减弱（暗）
额外程差的确定
不论入射光的的入射角如何 满足n1<n2>n3(或n1 >n2 <n3) 产生额外程差
a a1
n1
a2
n2 薄膜
n3
满足n1>n2>n3(或n1 <n2 <n3) 不存在额外程差
对同样的入射光来说，当反 射方向干涉加强时，在透射 方向就干涉减弱。
越大，则l越小，干涉条纹越密集。
劈尖干涉应用举例： （1）干涉膨胀仪
装置
C：由铟钢作而成，其热 膨胀极小；
M：被检体。 原理：
温度增高t时，数出条 纹移动的条数N，则：
样本增高
l
N
2
M C
热膨胀系数：
l
lt
（2）检查平面
H
b
a
H e
工件
（3）检查直角
标 准 角 规
标 准 角 规
被检体 被检体
O’
n=1
ek
rk
{ 2ek
2
k
明纹…(1)
O
由图2：ek
2
(2k 1) / 2
暗纹…(2)
R
R
rk2 R2 (R ek )2 2 Rek ek 2
ek
rk2 2R
2 Rek ek 2
rk
O’
ek
代入（1）、（2）式：
(2k 1)R k .1.2.3.
rk
{ rk
2
kR
明环
k 0.1.2.3.
dE C K ( ) cos 2 ( t r )dS
r
T
dS r
P
dE C K ( ) cos 2 ( t r )dS C----比例常数
r
T
K( )----倾斜因子
K ( ) 0 K ( )最大
, K ( ) 0 dE 0
2
惠更斯-菲涅耳原理解释了波为什么不向后传
a
当缝宽a 中央亮纹线宽度x
3. 相邻两衍射条纹间距
条纹在接收
x k f / a
暗纹中心 k 1,2
屏上的位置 x ( 2k 1 ) f / 2a
明纹中心
kf
( k 1 ) f
xk a
x xk1
xk1 xk1
f
a
a
其它各级明条纹的宽度为中央明条纹宽度的一半。
x (2k 1) f / 2a 明纹中心
增反膜-----
利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长 干涉，因此反射光因干涉而加强。
例 已知用波长 550nm，照相机镜头n3=1.5，其
上涂一层 n2=1.38的氟化镁增透膜，光线垂直入射。
问：若反射光相消干涉的条件中
取 k=1，膜的厚度为多少？此增
n1 1
透膜在可见光范围内有没有增反？
{ rk
2
kR
明环
k 0.1.2.3.
暗环
R
R
讨论：
3）白光入射将出现由紫到红的 彩色条纹。
rk
O’
ek
应用：
1）测量光波长；
2）检查平面玻璃是否平坦， 凹透镜的曲率是否付合要求。
例 已知：用紫光照射，借助于低倍测量
显微镜测得由中心往外数第 k 级明环
的半径 rk 3.0 103 m , k 级往上数 第16 个明环半径 rk16 5.0103 m ，
三、夫琅和费单缝衍射 1、装置和描述
L1
L2
S
aA L1、L2 透镜
E：屏幕
将衍射光束分成一组一组的平行光，每组平行光的 衍射角（与原入射方向的夹角）相同
AC a sin
衍射角不同， 最大光程差也
不同，光的强 a
度分布取决于 最大光程差
A
(1)
C
(2)
(1)
(2)
(1)
B (2)
P0 x
P
f
当 a大于，又不大很多时会出现明显的衍射现象。
例、一束波长为 =5000Å的平行光垂直照射在一个单 缝上。 (1)已知单缝衍射的第一暗纹的衍射角1=300，
求该单缝的宽度a=?
解： (1) a sin k (k 1,2,3 ) 第a 一级暗纹k0=.15,12=3001.0m sin 1
例、一束波长为 =5000Å的平行光垂直照射在一个
k 1
k2
k 3
2n2d k
1 855nm
2 412.5nm
3 275nm
可见光波长范围 400~700nm
波长412.5nm的可见光有增反。
n1 1
n2 1.38 d
n3 1.5
17-4 劈尖干涉 牛顿环
一、 劈尖干涉
夹角很小的两个平面所构成的薄膜
：104 ~ 105 rad
棱边
楔角
空气劈尖
平凸透镜的曲率半径R=2.50m 求：紫光的波长？
N
M
C
R
r
d
o
解：根据明环半径公式：
rk
(2k 1)R
2
rk16
[2 (k 16) 1]R
2
r2 k 16
rk2
16R
(5.0102 )2 (3.0102 )2 4.0107 m
16 2.50
标准透镜
被检体
被检体
被检体 被检体
课外习题：P175 17—9；17－11 17－14；17－16
0
L 称波列长度L为相干长度。
L
波列长度L=c，其中 为发光持续时间。
称为相干时间。 L
c
时间相干性由光源的性质决定。 氦氖激光的时间相干性远比普通光源好。
钠Na 光， 波长589.6nm，相干长度 3.4~10-2m 氦氖激光 ，波长632.8nm，相干长度 40 ~102m
光在传播过程中遇到障碍物，能够绕过障碍物的边缘 前进这种偏离直线传播的现象称为光的衍射现象。
对于任意衍射角，单缝不能分成整数个半波带，
在屏幕上光强介于最明与最暗之间。
讨论
I
1. 光强分布
当 增加时,为什么光强的
极大值迅速衰减？
5 3
0
3 5 sin
2a 2a
2a 2a
当 角增加时，半波带数增加，未被抵消的半
波带面积减少，所以光强变小；
另外，当： K ( ) I
2. 中央亮纹宽度 中央两侧第一暗条纹之间的区域，称做零极
的问题，这是惠更斯原理所无法解释的。
P点的光振动（惠更斯原理的数学表达）为：
E
dE
C
K (
r
)
cos
2
(t T
r
)dS
三、衍射分类
衍射系统由光源、衍射屏、接收屏组成。 衍射的分类
菲涅耳衍射
光源—障碍物
—接收屏 光源
距离为有限远。
障碍物
夫琅禾费衍射
光源—障碍物 S —接收屏
距离为无限远。光源
障碍物
接收屏 接收屏
条纹在屏幕上的位置与波长成正比，如果用白 光做光源，中央为白色明条纹，其两侧各级都为彩色 条纹。该衍射图样称为衍射光谱。
由x f / a 看出缝越窄（ a 越小），条纹分散
的越开，衍射现象越明显；反之，条纹向中央靠拢。
当缝宽比波长大很多时，形成单一的明条纹，这就是
透镜所形成线光源的象。显示了光的直线传播的性质。
e
m
2
二 牛顿环
显 微 镜
装置： A--曲率半径很大的平凸透镜
B--平面光学玻璃 干涉图样：
半反
r
射镜
A
B
随着r的增加而变密！
定量分析
设n=1，由垂直入射时的
干涉条件：
{ 2n2ek
2
k
2n2ek 2 (2k 1) 2
{ 2ek
2
k
明纹…(1)
2ek
2
(2k
1)
/2
暗纹…(2)
O
R R
rk
17-3 薄膜干涉
利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和