光的干涉和衍射

1、光的干涉和光的衍射,復習,什么是機械波,機械振動在介質(zhì)中的傳播稱為機械波,注意:機械波只是機械振動這種振動形式在介質(zhì)中的傳播,波的疊加,當兩列頻率相同的兩列波在介質(zhì)中傳播相遇會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢,波的干涉,頻率相同的波疊加時,空間某些區(qū)域的振幅加強,另一些區(qū)域的振幅減弱,這種現(xiàn)象叫做波的干涉,波的干涉條件:兩列波的頻率必須相同,干涉現(xiàn)象是波動獨有的特征，兩列頻率相同的波在相遇的區(qū)域里疊加,出現(xiàn)了某些區(qū)域的振動總是加強，某些區(qū)域的振動總是減弱的相互間隔的干涉現(xiàn)象。 請問：如果光真的是一種波，就必然會觀察到光的干涉現(xiàn)象，干涉圖樣將是怎樣的,1801年，英國物理學家托馬斯楊（17731829）在實驗室里

2、成功的觀察到了光的干涉,光的干涉,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,光的干涉,雙縫干涉,p,r =p1s2p1s1,光程差,相干波源是哪兩個,s1、s2,p1,光的干涉,雙縫干涉,光屏上某點到雙縫的 路程差（光程差）為半波長的奇數(shù)倍時，該點出現(xiàn)暗條紋d=(2n+1)/2（n=0、1、2、3,請問（1）什么情況下出現(xiàn)明條紋,光屏上某點到雙縫的路程差（光程差）為波長的整數(shù)倍時，該點出現(xiàn)亮條紋。d=n(n=0、1、2、3,2）什么情況下出現(xiàn)暗條紋,光的干涉,雙縫干涉,請問：（1）改用不同顏色的光做該實驗，條紋寬度是否相同？什么顏色的光條紋寬度最大,紅光干涉條紋最寬、紫光的

3、干涉條紋寬度最窄,p,2）屏到光源距離改變，條紋寬度會改變嗎,隨屏到光源的距離的增大而增大,注：ld,光的干涉圖樣,單色光,明暗相間的條紋，且條紋間距相等,兩相鄰亮紋（或暗紋）間距離與光的波長有關,單色光的干涉圖樣,光的干涉圖樣,白光,干涉條紋是彩色條紋，且中央條紋是白色的,白光的干涉圖樣,光的干涉,薄膜干涉,讓一束光經(jīng)薄膜的兩個表面反射后，形成的兩束反射光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉,實驗演示,請問（1）薄膜干涉中的相干光源來自于哪里,薄膜的前后兩個反射面,2）怎樣觀察才能看到干涉圖樣,人與火焰同側（入射光側,薄膜干涉在生產(chǎn)技術中的應用,用干涉法檢查表面是否平整 、增透膜,干涉法檢查表面的平整程

4、度,光的干涉,薄膜干涉,增透膜：在透鏡表面涂上一層薄膜，當薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波長的1/4時，從薄膜前后兩表面反射回來的光的路程差恰好等于半個波長，它們干涉相消，減小了反射光的能量，增強了透射光的能量，稱為增透膜,1、下列關于雙縫干涉實驗的說法中正確的是a單縫的作用是獲得頻率保持不變的相干光源 b雙縫的作用是獲得兩個振動情況相同的相干光源 c光屏上距兩縫的路程差等于半波長的整數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋 d在光屏上能看到光的干涉圖樣，但在雙縫與光屏之間的空間卻沒有干涉發(fā)生,2、由兩個不同光源所發(fā)出的兩束白光落在同一點上，不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象這是因為() a兩個光源發(fā)出光的頻率不同 b兩個光源發(fā)出光

5、的強度不同 c兩個光源的光速不同 d這兩個光源是彼此獨立的，不是相干光源,3、對兩列光波在空中疊加，以下說法中正確的是 a不同的色光有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 b不同的色光不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 c光的強度不同有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 d光的強度不同不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象,光的衍射,水波、聲波都會發(fā)生衍射現(xiàn)象，它們發(fā)生衍射的現(xiàn)象特征是什么,機械波的衍射,光可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫光的衍射,激光束,光的衍射,明顯衍射條件： 障礙物或孔的尺寸比波長小或跟波長差不多,光的衍射,單縫衍射,單縫衍射條紋的特征,1、中央亮紋寬而亮,2、兩側條紋具有對稱性，亮紋較窄、較暗,單縫衍射,觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律,單縫衍射

6、,單縫衍射,單縫衍射,1、波長一定時，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大,2、單縫不變時，光波波長大的（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，兩側為彩色條紋，且外側呈紅色，內(nèi)側為紫色,單縫衍射規(guī)律,單縫衍射,a,b,s,1、 孔較大時屏上出現(xiàn)清晰的光斑,2、 孔較小時屏上出現(xiàn)衍射花樣,圓孔衍射,圓孔衍射,衍射圖樣的特點： 明暗相間的圓形條紋，中央為較大亮斑,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，其原因是光通過物體的邊緣而發(fā)生衍射的結果歷史上曾有一個著名的衍射圖樣泊松亮斑,光的衍射,泊松亮斑,障礙物的衍射：圓形陰影中心

7、有亮點,衍射光柵是由許多等寬的狹縫等距離的排列起來形成的光學儀器?？煞譃橥干涔鈻藕头瓷涔鈻?衍射光柵,a) n=1,b)n=2,c) n=3,d)n=4,干涉圖樣和衍射圖樣的區(qū)別,干涉圖樣：條紋等寬等亮,衍射圖樣：中間條紋最寬最亮，兩邊迅速變窄變暗,自然現(xiàn)象中的衍射,抬頭透過樹葉縫隙看到的陽光帶有彩色光暈。就是光的衍射現(xiàn)象,自然現(xiàn)象中的衍射,神 秘 的 佛 光,是在光的“衍射反射”成像原理下形成的一種特殊光象，學術界稱為“寶光”。這是一種在云霧山地的地方常見的一種大氣光象，以往在峨眉山多見，故有“峨眉寶光”之說。實際上，“寶光”在黃山、廬山、五臺山等地山區(qū)，甚至一些稍有起伏的平原地帶也可以看到

8、,利用光的衍射現(xiàn)象制作出來的全息衍射防偽標記。由于防偽標記利用了全息攝像技術，所以制作成本和難度都較高，能有力的保護消費者不買到假冒偽劣商品,防偽,珍寶鑒定,1985年，加拿大文物保護協(xié)會（cct）的科學家們就利用x光射線衍射分析方法對一件被作為凡高作品出售的油畫顏料進行了分析鑒定。科學家從這幅油畫的顏料中發(fā)現(xiàn)了大量的金紅石的存在。作為白色顏料的使用，二氧化鈦一般以兩種狀態(tài)存在：金紅石和銳鈦礦。銳鈦礦作為白色顏料使用是從1925年開始的，而金紅石作為白色顏料直到1938年才開始生產(chǎn)。因為金紅石的存在，使得這幅油畫的創(chuàng)作時間不可能早于1938年，這與凡高的生活時期（1853年-1890年）是不相符的，因而可以斷定這幅被鑒定的油畫是一幅贗品,光存儲,在 cd、vcd、dvd 光學讀寫