13.4光的干涉光的衍射英國(guó)醫(yī)生和物理學(xué)家。對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)，除了提出“能”的概念（1807年）和楊氏彈性系數(shù)之外，最大的成就就是1801提出光的干涉理論?？茖W(xué)簡(jiǎn)史S1S2S***

二、楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)楊氏雙縫干涉像屏雙縫屏將同一光源發(fā)出的光(頻率相同)通過(guò)一個(gè)狹縫（振動(dòng)方向一致）再通過(guò)一與單縫平行的雙縫（相干光源）光的干涉雙縫干涉激光束雙縫屏屏上看到明暗相間的條紋結(jié)論:光是一種波亮條紋亮條紋λ探究2：出現(xiàn)明暗相間條紋的條件S1S2亮條紋出現(xiàn)亮條紋的條件（n=0，1，2，3…）暗條紋

λ/2探究2：出現(xiàn)明暗相間條紋的條件S1S2亮條紋暗條紋出現(xiàn)亮條紋和暗條紋的條件（n=0，1，2，3…）（n=0，1，2，3…）

n=0：0級(jí)亮條紋（中央亮條紋）n=1：1級(jí)亮條紋

n=2：2級(jí)亮條紋n=0：1級(jí)暗條紋n=1：2級(jí)暗條紋n=2：3級(jí)暗條紋單色激光束屏等間距雙縫干涉圖樣圖樣有何特征？S1S2亮條紋的中心線亮條紋的中心線暗條紋的中心線暗條紋的中心線雙縫中央亮條紋明暗相間光的干涉雙縫干涉S1S2P1P1、兩個(gè)獨(dú)立的光源發(fā)出的光不是相干光，雙縫干涉的裝置使一束光通過(guò)雙縫后變?yōu)閮墒喔晒猓诠馄辽闲纬煞€(wěn)定的干涉條紋．2、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋；光屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋．例題:在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏上觀察到彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光用只能透過(guò)紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過(guò)綠光），這時(shí)()A、只有紅色和綠色的干涉條紋，其它顏色的雙縫干涉條紋消失．B、紅色和綠色的干涉條紋消失，其它顏色的干涉條紋仍然存在．C、任何顏色的干涉條紋都不存在，但屏上仍有亮光．D、屏上無(wú)任何亮光．C白光＋（2）白光干涉圖樣分析紅光藍(lán)光亮暗相間彩色條紋…………1.在單色光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中（）A.兩列光波波谷和波谷重疊處出現(xiàn)暗條紋B.兩列光波波峰和波峰重疊處出現(xiàn)亮條紋C.從兩個(gè)狹縫到達(dá)屏上的路程差是波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),出現(xiàn)亮條紋D.從兩個(gè)狹縫到達(dá)屏上的路程差是波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),出現(xiàn)暗條紋BC薄膜干涉

思考：肥皂泡看起來(lái)常常是彩色的，雨后公路積水上面漂浮的油膜，看起來(lái)也是彩色的。這些現(xiàn)象是這樣形成的？1）現(xiàn)象：水平明暗相間條紋２）相干光的來(lái)源：肥皂薄膜前表面反射光波與后表面反射

光波相互疊加產(chǎn)生干涉例1、如圖4-4所示，豎直的肥皂液膜的橫截面，右側(cè)受到一束平行光的照射，關(guān)于肥皂液膜產(chǎn)生干涉條紋的說(shuō)法正確的是(

)A.在右側(cè)觀察到的干涉條紋是由光線在肥皂液薄膜左右兩個(gè)表面反射的兩列波迭加生成的

B.在右側(cè)觀察到的干涉條紋是由光線在肥皂液薄膜右測(cè)表面反射光和原入射光波迭加生成的

C.觀察到的條紋可能是黑白相間的也可能是色彩相間的

D.觀察到的條紋可能是水平的也可能是豎直的A薄膜干涉的應(yīng)用a.干涉法檢查平面

原理：在被檢平面與透明樣板間墊一個(gè)薄片，使其間形成一個(gè)楔形的空氣薄層．當(dāng)用單色光從上面照射時(shí)，入射光從空氣層的上、下表面反射出兩列光波，于是從反射光中看到干涉條紋．b.增透膜

原理：當(dāng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長(zhǎng)的１∕４時(shí)，在薄膜的兩個(gè)面上的反射光，光程差恰好等于半波長(zhǎng)，因而相互抵消，達(dá)到減小反射光，增大透射光的作用思考６：增透膜能否將所有反射光都抵消思考７：那么，怎樣來(lái)確定增透膜的厚度？

因?yàn)槿说囊曈X(jué)最敏感的色光為綠光，所以增透膜的厚度為綠光在增透膜中波長(zhǎng)的1/4。以增大綠光的透射強(qiáng)度。因?yàn)榧t光與紫光反射強(qiáng)度大，所以照相機(jī)的鏡頭常呈淡紫色或藍(lán)色照相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡光的干涉現(xiàn)象反映了光的波動(dòng)性，而波動(dòng)性的另一特征是波的衍射現(xiàn)象，光是否具有衍射現(xiàn)象呢？如果有衍射現(xiàn)象，為什么在日常生活中我們沒(méi)有觀察到光的衍射現(xiàn)象呢？水波、聲波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，它們發(fā)生衍射的現(xiàn)象特征是什么？光的衍射

一切波都能發(fā)生衍射，通過(guò)衍射把能量傳到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多．

取一個(gè)不透光的屏，在它的中間裝上一個(gè)寬度可以調(diào)節(jié)的狹縫，用平行的單色光照射，在縫后適當(dāng)距離處放一個(gè)像屏．激光束調(diào)節(jié)狹縫寬窄像屏光的衍射單縫衍射條紋的特征光的衍射1、中央亮紋寬而亮．2、兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性，亮紋較窄、較暗．光的衍射觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律：不同縫寬的單縫衍射不同色光的單縫衍射光的衍射1、波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大．2、單縫不變時(shí)，光波波長(zhǎng)大的（紅光）中央亮紋越寬，條紋間隔越大．3、白熾燈的單縫衍射條紋為中央亮條紋為白色，兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，內(nèi)側(cè)為紫色．單縫衍射規(guī)律光的衍射ABS1、孔較大時(shí)——屏上出現(xiàn)清晰的光斑2、孔較小時(shí)——屏上出現(xiàn)衍射花樣光的衍射

不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其原因是光通過(guò)物體的邊緣而發(fā)生衍射的結(jié)果．歷史上曾有一個(gè)著名的衍射圖樣——泊松亮斑．圓屏衍射圓孔衍射鋼針的衍射衍射光柵衍射光柵是由許多等寬的狹縫等距離的排列起來(lái)形成的光學(xué)儀器。可分為透射光柵和反射光柵(a)N=1(b)N=2(c)N=3(d)N=4干涉現(xiàn)象與衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及區(qū)別1.產(chǎn)生原因干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象都是由于光的疊加而產(chǎn)生的。對(duì)衍射現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，小孔處的光源可以看成無(wú)數(shù)個(gè)子波源，它們?cè)诳臻g也會(huì)疊加，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)產(chǎn)生明條紋，振動(dòng)減弱的點(diǎn)產(chǎn)生暗條紋。干涉現(xiàn)象中每一個(gè)小孔（縫）也能發(fā)生衍射，衍射現(xiàn)象中各子光源也能發(fā)生干涉，即“干中有衍，衍中有干”。我們稱雙縫為干涉，單縫或多縫為衍射。2.二者區(qū)別（1）產(chǎn)生條件不同光的干涉要求頻率相同的兩列相干光相遇疊加。只要狹縫或孔足夠小，任何光都能發(fā)生衍射。（2）條紋寬度不