光的干涉 衍射 测量波长实验
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光的干涉
定义:两列光波在空间中相遇叠加,某些区域的光被加强,出现亮纹;某些区域的光被减弱,出现暗纹,且加强区域和减弱区域互相间隔的现象
干涉条件:频率相同、振动情况相同
杨氏双缝干涉实验装置
器材:光源、滤光片、单缝、
双缝、遮光筒、光屏
光源:提供光源
滤光片:使复色光成为
单缝:使入射光成为 光源
双缝:使入射光成为 光源
遮光筒:防止 干扰实验
光屏:承接形成的像
光屏像的特点:
(1)单色光中央为亮条纹,两边为等间距对称分布的明暗相间条纹;
(2)白光屏上得到彩色条纹,中央为白色; (3)相邻亮条纹(暗条纹)之间的中央间距为定值 ,其中L 为 距离,d 为 距离 ,为光的
光的干涉现象的解释:
亮条纹处: 暗条纹处: 例题1:波长为5890埃的黄光照在一双缝上,在距双缝为1米的观察屏上,测得20个亮条纹的间距共宽2.4厘米,双缝间的距离为 。
练习1:双逢干涉实验装置如图所示,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清晰的干涉条纹,关于
干涉条纹的情况,下列叙述正确的是 ( )
A .若将像屏向左平移一小段距离,屏上的干涉条纹将变得不清晰
B .若将像屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
C .若将双逢间距离d 减小,像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小
D .若将双缝间距离d 减小,像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大
练习2:如图所示,在双缝干涉实验中,S 1和S 2为双缝,P 是光屏上的一点,已知P 点与
S 1和S 2距离之差为2.1×10-6m ,今分别用A 、B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验,问
P 点是亮条纹还是暗条纹?
(1)已知A 光在折射率为n =1.5的介质中波长为4×10-7m 。
(2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10-7m ,当B 光从这种介质射向空气时,临界角为
37°。 L x d λ∆=λS 1S 2P 1P P 1S 2
-P 1S 1= ΔS (0,1,2...)S k k λ
∆==(21)(0,1,2...)
2S k k λ∆=+=
薄膜干涉
由薄膜的前、后两表面反射的两列波叠加而形成,单色光在薄膜上形成
水平状的明暗相间的条纹;白光形成彩色条纹;
形成原因:光经过液膜前后两个液面反射回来的光线发生叠加,这两束
相干光走的光程不同,
如果光程差为光半波长偶数倍,出现 条纹
如果光程差为光半波长奇数倍,出现 条纹
应用:增透膜、检查平面平整度等
例题2:有的眼镜、较精密的光学镜头的表面都镀有一层薄膜(常用氟化镁),叫增透膜,它能减少反射光,增加透射光.增透膜的原理是 .
练习3:用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图甲是点燃的酒精灯(在
灯芯上洒些盐),图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈。将金属线圈在
其所在的竖直平面内缓慢旋转,观察到的现象是( )
A .当金属线圈旋转30°时,干涉条纹同方向旋转30°
B .当金属线圈旋转45°时,干涉条纹同方向旋转90°
C .当金属线圈旋转60°时,干涉条纹同方向旋转30°
D .干涉条纹保持不变
练习4:如图左图是干涉法检查平面示意图,右图
是得到的干涉图样,则干涉图中条纹弯曲处的
凹凸情况是_________。(填“上凸”或“下凹”)
练习5:如图所示,一束白光从左侧射入肥皂薄膜,下列说法正确的是( ) ①人从右侧向左看,可看到彩色条纹
②人从左侧向右看,可看到彩色条纹
③彩色条纹水平排列
④彩色条纹竖直排列
A.①③
B.②④
C.①④
D.②③
光的衍射
光可以绕过障碍物或孔隙,偏离直线传播路径进入阴影区域的现象,称为光的衍射现象 单缝衍射:1、中央亮纹宽而亮
2、两侧条纹明暗相间,具有对称性,亮纹的宽度、亮度都在逐渐减小
注:单缝衍射与双缝干涉的区别
双缝干涉:各明纹或暗纹宽度、亮度基本相等;
单缝衍射:中央条纹最宽最亮,两侧条纹宽度、亮度逐渐减小.
规律:1:波长一定时,单缝越窄,中央条纹越 ,各条纹间距越 .(衍射越明显) 2:单缝不变时,波长大的中央亮纹越 ,条纹间隔越 (衍射越明显) 3:白光的单缝衍射条纹为中央亮(白色),两侧为彩色条纹,且外侧呈 ,靠近光源的内侧为 .
圆孔衍射: 1、孔较大时——屏上出现
2、孔较小时——屏上出现
圆孔衍射特点:
1、中央是大且亮的圆形亮斑,周围分布着明暗相间的同心圆环;
2、越往外,圆形亮斑的宽度、亮度越
3、用不同色光照射时候,波长越长的光,中央圆形亮斑的直径越 ;
4、同一种色光,圆孔越小,中央亮斑的半径越 ;
5、白光的圆孔衍射图样中,中央是白色圆形亮斑,周围是彩色同心圆环
圆盘衍射:
圆盘衍射特点:
1、中央圆心处为小亮斑(泊松亮斑)且中心环为较宽的暗环;
2、中心暗环的宽度比周边的暗环的宽度大的多
例题3:下列关于单缝衍射的说法中,正确的是( )
A 和光的双缝干涉图样相同
B 各亮条纹的宽度不同而亮度相同
C 各亮条纹的宽度相同而亮度不同
D 中央亮条纹的宽度最宽,亮度最亮
练习6:用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时,在光屏上得到衍射图形,它们特征是( )
A .用小圆盘时中央是暗的,用小圆孔时中央是亮的
B .中央均为亮点的同心圆形条纹
C .中央均为暗点的同心圆形条纹
D .用小圆盘时中央是亮的,用小圆孔时中央是暗的
练习7:在单缝衍射实验中,下列说法错误的是( )
A .将入射光由黄光换成绿光,衍射条纹变窄
B .使单缝宽度变小,衍射条纹变窄
C .衍射现象中的明暗条纹是光叠加的结果
D .增大单缝到屏的距离,衍射条纹变宽
练习8:用点燃的蜡烛照亮一个带有圆孔的遮光板,当圆孔的直径由数厘米逐渐减小为零的过程中,位于遮光板后面的屏上将依次出现的现象是:____________;__________;___________.
A
B