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4.3光的干涉肥皂膜看起來常常是彩色的,雨后公路積水上面漂浮的油膜,也經(jīng)常顯現(xiàn)出彩色圖樣。頻率相同、相位差恒定、振動方向相同的兩列波疊加時,某些區(qū)域的振動總是加強(qiáng),某些區(qū)域的振動總是減弱;且振動加強(qiáng)的地方與振動減弱的地方間隔出現(xiàn)。1.什么是干涉現(xiàn)象?波的干涉示意圖2.波的干涉中振動加強(qiáng)點(diǎn)或振動減弱點(diǎn)的位置是如何來判定的呢?振動加強(qiáng)點(diǎn)的位置:振動減弱點(diǎn)的位置:
托馬斯·楊1801年,英國物理學(xué)家托馬斯·楊改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計,在歷史上第一次得到了相干光源,成功的觀察到了光的干涉現(xiàn)象。獲得兩個振動情況完全相同的光源,叫相干光源一、楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)裝置獲得一個線光源2、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:證明了光確實(shí)是一種波得到一組明暗相間的條紋楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)被評為十大最美麗實(shí)驗(yàn)之一甲實(shí)驗(yàn)裝置乙干涉條紋一束單色光投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上。狹縫就成了兩個波源,它們的頻率、相位和振動方向總是相同的。這兩個波源發(fā)出的光在擋板后的空間互相疊加,發(fā)生干涉現(xiàn)象。4、對光的雙縫干涉現(xiàn)象的解釋S1S2雙縫屏幕P0從S1、S2發(fā)出的光振動情況完全相同,它們到P0的距離是相等的中央亮紋光程差δ=S2P0-S1P0=0P1
第一亮紋λ雙縫S1S2屏幕P0
中央亮紋
δ=S2P1-S1P1=λ以此類推光程差δ=nλ(n=0,1,2,3……)亮紋雙縫S1S2屏幕P1
第一亮紋δ=λP0
中央亮紋δ=0P2
第二亮紋δ=2λ
P3
第三亮紋δ=3λ
雙縫S1S2屏幕Q1
第一暗紋δ=λ/2Q2
第二暗紋δ=3λ/2
Q3
第三暗紋δ=5λ/2
同理:光程差δ=(2n+1)λ/2(n=0,1,2,3……)暗紋干涉圖樣的特點(diǎn):(1)都形成明暗相間的條紋,中央為亮紋(2)同種色光亮紋間等距、暗紋間等距(3)紅光間距最大,紫光間距最小同種色光條紋間距為什么相等,它又與哪些因素有關(guān)?不同單色光的干涉條紋:波長為的單色光照射到雙縫上。雙縫間距為d,雙縫到屏的距離為OP0=l。對于屏上與P0的距離為x的一點(diǎn)P1,雙縫與P1的距離分別為r1、r2,且d
l,x
l。亮紋條件:相鄰兩條亮條紋或暗條紋中心的間距是:θ二、干涉條紋與光的波長之間的關(guān)系
三、薄膜干涉2、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:出現(xiàn)明暗相間的黃色條紋在酒精燈的燈芯上撒一些食鹽,燈焰就能發(fā)出明亮的黃光。把鐵絲圈在肥皂水中蘸一下,讓它掛上一層薄薄的液膜。把這層液膜當(dāng)作一個平面鏡,用它觀察燈焰的像(圖)。這個像與直接看到的燈焰有什么不同?1、實(shí)驗(yàn)演示:用肥皂膜做薄膜干涉實(shí)驗(yàn)3、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析:
由于重力的作用,肥皂薄膜將形成上薄下厚的楔形。在膜上不同位置,入射光的一部分直接在膜的前表面發(fā)生反射(實(shí)線),另一部分進(jìn)入膜內(nèi),在膜的后表面發(fā)生反射(虛線)再與前表面發(fā)生反射的光疊加。亮條紋亮條紋暗條紋暗
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