光的干涉應(yīng)用衍射

光的干涉應(yīng)用衍射第一頁，共三十三頁，2022年，8月28日薄膜干涉的應(yīng)用（一）——檢查表面的平整程度取一個(gè)透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板，放在待檢查的部件表面并在一端墊一薄片，使樣板的平面與被檢查的平面間形成一個(gè)楔形空氣膜，用單色光從上面照射，入射光從空氣層的上下表面反射出兩列光形成相干光，從反射光中就會(huì)看到干涉條紋標(biāo)準(zhǔn)樣板待檢部件空氣薄層第二頁，共三十三頁，2022年，8月28日楔性空氣薄層標(biāo)準(zhǔn)樣板被檢測(cè)平面光在空氣層的上下表面發(fā)生反射,這兩束反射光發(fā)生干涉.如果被檢測(cè)表面的平整的,將看到與底線平行的干涉條紋.原因是厚度相等的地方，光程差一樣、干涉情況一樣，即某一處反射回來的兩列波疊加，若光振動(dòng)加強(qiáng)，產(chǎn)生亮點(diǎn)，那些與此處厚度相等的地方都是亮點(diǎn)，這些亮點(diǎn)組成彼此平行的亮紋,反之是暗紋第三頁，共三十三頁，2022年，8月28日第四頁，共三十三頁，2022年，8月28日薄膜干涉的應(yīng)用（二）——增透膜鍍層薄膜在透鏡或棱鏡的表面上涂上一層薄膜(一般用氟化鎂)。當(dāng)薄膜的厚度適當(dāng)時(shí)，在薄膜的兩個(gè)表面上反射路程度恰好等于半個(gè)波長，因而互相抵消，這就大大減小光的反射損失，增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度，這種薄膜叫增透膜。第五頁，共三十三頁，2022年，8月28日增透膜由能量守恒可知，入射光總強(qiáng)度=反射光總強(qiáng)度+透射光總強(qiáng)度。

光的強(qiáng)度由光的振幅決定。當(dāng)滿足增透膜厚度d=λ介/4時(shí)，兩束反射光恰好實(shí)現(xiàn)波峰與波谷相疊加，實(shí)現(xiàn)干涉相消，使其合振幅接近于零，即反射光的總強(qiáng)度接近于零，從總效果上看，相當(dāng)于光幾乎不發(fā)生反射而透過薄膜，因而大大減少了光的反射損失，增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度。第六頁，共三十三頁，2022年，8月28日1、增透的條件是什么？即鍍層薄膜的厚度至少多大？2、是否對(duì)所有顏色的光都有增透的作用？薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波長的1/4。（why?）

因?yàn)槿搜蹖?duì)綠光最敏感，所以一般增強(qiáng)綠光的透射，即薄膜的厚度是綠光在薄膜中波長的1/4。由于其它色光不能被有效透射，故反射較強(qiáng)，這樣的鏡頭呈淡紫色。薄膜干涉的應(yīng)用（二）——增透膜第七頁，共三十三頁，2022年，8月28日為什么一般的照相機(jī)的鏡頭成淡紫色？

增透膜只對(duì)人眼或感光膠片上最敏感的綠光起增透作用。當(dāng)白光照到(垂直)增透膜上，綠光產(chǎn)生相消干涉，反射光中綠光的強(qiáng)度幾乎是零。這時(shí)其他波長的光(如紅光和紫光)并沒有被完全抵消。因此，增透膜呈綠光的互補(bǔ)色——淡紫色。

薄膜干涉的應(yīng)用（二）——增透膜第八頁，共三十三頁，2022年，8月28日水波的衍射S1

13.5《光的衍射》第九頁，共三十三頁，2022年，8月28日既然光是一種波,為什么我們?nèi)粘Ｉ钪杏^察不到光的衍射現(xiàn)象,而常常看到的是光沿著直線傳播的呢?第十頁，共三十三頁，2022年，8月28日光的直線傳播S第十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日光的衍射S定義：光離開直線傳播路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象。第十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日2.小孔衍射光通過小孔(小到一定程度)在屏上會(huì)出現(xiàn)：中間較亮，周圍明暗相間的圓環(huán)，且亮度小這些圓環(huán)達(dá)到的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過根據(jù)光的直線傳播所應(yīng)照明的面積。第十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日單縫衍射實(shí)驗(yàn)第十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日波長一定時(shí)，單縫越窄，現(xiàn)象越明顯，中央亮紋越寬越暗。單縫衍射實(shí)驗(yàn)光的明顯衍射條件：障礙物或孔的尺寸小于波長或者和波長差不多。第十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日衍射現(xiàn)象衍射現(xiàn)象針尖狹縫圓孔圓屏衍射屏(障礙物)入射光波衍射圖樣觀察屏第十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日三泊松亮斑

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，歷史上曾有一個(gè)著名的衍射圖樣——泊松亮斑．實(shí)驗(yàn)：在光束中放一個(gè)不透明圓盤現(xiàn)象：在不透明圓盤的陰影后面，出現(xiàn)了一個(gè)亮斑。第十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日泊松亮斑在其影子的中心有一個(gè)亮斑第十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日單縫衍射實(shí)驗(yàn)分析歸納三幅衍射圖樣單縫不變，波長越大，衍射越明顯，中央亮紋越寬。條紋不等間距，中央條紋亮而寬，兩側(cè)條紋較暗較窄，對(duì)稱分布。白光的衍射圖樣中央是白色的亮條紋，兩邊是彩色的條紋，中央亮條紋最寬最亮。第十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日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第二十頁，共三十三頁，2022年，8月28日

為什么平時(shí)隔墻可以聽見別人的聲音卻看不到人？聲音的波長比光的波長大的多，更容易發(fā)生明顯衍射，即更容易繞過障礙物向前傳播。比較:雙縫干涉與單縫衍射圖樣第二十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日相同點(diǎn)：由于光的疊加而產(chǎn)生的，明暗相間的。不同點(diǎn)：雙縫的條紋是等間距的，各條紋的亮度差別較小，條紋條數(shù)較多。衍射條紋不等間距，中央條紋亮而寬，兩側(cè)條紋較暗較窄，對(duì)稱分布。衍射現(xiàn)象和干涉現(xiàn)象條紋的不同點(diǎn)和相同點(diǎn)：

單縫衍射的條紋比較寬，而且距離中央亮條紋比較遠(yuǎn)，亮度也很低，所以往往不能達(dá)到實(shí)用要求。如果增加狹縫的個(gè)數(shù)，衍射條紋寬度變窄，亮度將增加。衍射光柵第二十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日衍射光柵(a)N=1(b)N=2(c)N=3(d)N=4

透射光棚:在玻璃片上刻有許多等寬而又間距相等的平行刻痕，刻痕產(chǎn)生漫反射而不太透光，未刻的部分相當(dāng)于透光的狹縫,一般每毫米有幾十到幾千個(gè)狹縫。反射光柵:在高反射率的金屬上刻痕.第二十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日練習(xí)1

用單色光照射雙縫，在像屏上觀察到明暗相間的干涉條紋，現(xiàn)用遮光板將其中的一個(gè)縫擋住，則像屏上觀察到A、寬度均勻的明暗相間的條紋。B、中央亮而寬，兩邊窄而暗條紋。C、一條亮紋。D、一片亮光。【B】第二十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日2.某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，利用游標(biāo)卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：A.若狹縫與燈絲平行，衍射條紋與狹縫平行B.若狹縫與燈絲垂直，衍射條紋與狹縫垂直C.衍射條紋的疏密程度與狹縫寬度有關(guān)D.衍射條紋的間距與光的波長有關(guān)【ACD】3.在觀察光的衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中,通過緊靠眼睛的卡尺測(cè)腳形成的狹縫,觀看遠(yuǎn)處的日光燈管或線狀白熾燈絲(燈管或燈絲都要平行于狹縫),可以看到A.黑白相間的直條紋B.黑白相間的弧形條紋C.彩色的直條紋D.彩色的弧形條紋.【C】練習(xí)3：動(dòng)手實(shí)驗(yàn)回答問題第二十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日4.如圖所示是用游標(biāo)卡尺兩測(cè)腳間的狹縫觀察日光燈光源時(shí)所看到的四個(gè)現(xiàn)象.當(dāng)游標(biāo)卡尺兩測(cè)腳間的狹縫寬度從0.8mm逐漸變小時(shí),所看到的四個(gè)圖像的順序是

.abcd第二十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日例5：下列現(xiàn)象屬于光的衍射現(xiàn)象的是：

A.雨后天空出現(xiàn)絢麗的彩虹B.陽光下肥皂膜上的彩色條紋C.太陽光通過三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋D.對(duì)著日光燈從鉛筆縫里看到的彩色條紋E.在兩塊相互壓緊的平行玻璃板面上看到的彩色條紋F.激光防偽商標(biāo)看起來是彩色的答案：D第二十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日6．用黃色光照射不透明的圓板時(shí)在圓板的背影中恰能觀察到黃色光斑，若分別用紅色光,綠色光和紫色光照射圓板一定能觀察到光斑的是：

A．紅色光B．綠色光

C．紫色光D．三種色光都能

A第二十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日鞏固練習(xí)1、下列現(xiàn)象屬于薄膜干涉的有:（）A.在水面上的油膜呈現(xiàn)的彩色花紋;B.雨后天空中呈現(xiàn)的彩虹;C.陽光下通過三棱鏡得到的彩色條紋D.肥皂泡上呈現(xiàn)的彩色條紋。2、用單色光照射肥皂薄膜:（）看到的干涉圖樣是明暗相間的條紋;從光源發(fā)出的光與肥皂膜表面反射的光發(fā)生干涉,形成干涉圖樣。一束入射光從薄膜的前表面和后表面分別反射出來,形成兩列波,這兩列波頻率相同,所以可以產(chǎn)生干涉;若改用白光照射則看不到干涉條紋。ADAC第二十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日鞏固練習(xí)3.2002（上海卷）如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，P是附有肥皂膜的鐵絲圈，S是一點(diǎn)燃的酒精燈。往火焰上灑些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干涉圖象應(yīng)是下圖中的（）ABCDD第三十頁，共三十三頁，2022年，8月28日鞏固練習(xí)4.(93年高考題)如右圖是用干涉法檢查某種厚玻璃的上表面是否平的裝置，所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干涉條紋是由哪兩個(gè)表面反射的光疊加而成的()

A．a(chǎn)的上表面和b的下表面B．a(chǎn)的上表面和b的上表面

C．a(chǎn)的下表面和b的上表面

D．a(chǎn)的下表面和b的下表面C第三十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日5、2003（上海卷）劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖1所示。將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。干涉條紋有如下特點(diǎn)：⑴任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定。現(xiàn)若在裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋將（）A.變稀疏

B.變緊密

C.不變

D.消失鞏固練習(xí)A第三十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日6、有關(guān)光學(xué)儀器上鏡頭的增透膜，下列說法正確的是：

A.增透膜是為了減少光的反射損失而增強(qiáng)透光的強(qiáng)度；

B.增透膜