光的干涉杨氏干涉.pptx
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1、第一个问题第一个问题 光到底是什么?光到底是什么?17世纪形成了两种学说:世纪形成了两种学说:*微粒说-认为光是从光源发出的一种物质微粒,在均匀 介质中以一定的速度传播。代表人物:牛顿(英国)能解释-光的直进现象、光的反射;不能解释-同时发生反射和折射、几束光相遇而互不干扰。波动说-认为光是在空间传播的某种波。代表人物:惠更斯(荷兰)能解释-同时发生反射和折射、几束光相遇而互不干扰;不能解释-光的直进现象。由于早期的波动说不能用数学作严格的表达和分析、牛顿在物理界的威望,微粒说一直占上风。第1页/共25页*19世纪初,在实验中观察到光的干涉和衍射现象,世纪初,在实验中观察到光的干涉和衍射现象,
2、不能用微粒说解释,因而证明了波动说的正确性。不能用微粒说解释,因而证明了波动说的正确性。是什么波?19世纪60年代性,麦克斯韦预言电磁波存在,光也是一种电磁波,赫兹实验证实这种学说。波动说得到了公认。*1919世纪末,发现了新现象-光电效应,用波动 说无法解释。爱因斯坦于2020世纪初提出光子说,认为光具有粒子性,从而解释了光电效应。这儿的粒子不同于牛顿所说的微粒。光到底是什么?*现在人们认识到:光既具有波动性,又具有粒子性。本章介绍光的波动性,下章要介绍光的量子性。干涉、衍射是波特有的现象!第2页/共25页第一节 光的干涉 一、双缝干涉实验装置第3页/共25页第一节 光的干涉1、装置特点、装
3、置特点:双缝双缝S1、S2的距离很近,的距离很近,缝很窄缝很窄 2、用单色激光 双缝的作用:相当于两个振动情况完全相同的光源,双孔的作用是获得相干光源 实验介绍:一、双缝干涉实验双缝双缝屏屏S1S2激光激光第4页/共25页2.产生干涉的条件:产生干涉的条件:由由振动情况完全相同的光源振动情况完全相同的光源发出的光互相叠加,发出的光互相叠加,才能干涉现象。双缝干涉实验中,狭缝才能干涉现象。双缝干涉实验中,狭缝S1、S2相当于相当于两个振动情况总是相同的波源。两个振动情况总是相同的波源。两个独立光源发出的光,不可能是相干波源。必须是同一点光源(或线光源)发出的一束光分成两束,才能得到相干光。第5页
4、/共25页第一节 光的干涉1、装置特点、装置特点:(1)双缝很近双缝很近 0.1mm (2)双缝)双缝S1、S2与单缝与单缝S 的距离相等的距离相等 2、滤色片作用:获得单色光 单缝的作用:是获得线光源 双缝的作用:相当于两个振动情况完全相同的光源,双孔的作用是获得相干光源 实验介绍:一、杨氏(托马斯杨)双缝干涉实验杨氏双缝干涉分波面法获得相干光源单缝单缝 双缝双缝红滤色片红滤色片S1SS2屏幕普通光源第6页/共25页分波面法分波面法 在点光源发出的光的某一波面上,取两个子在点光源发出的光的某一波面上,取两个子波源,他们发出的光可产生干涉现象,此法称为波源,他们发出的光可产生干涉现象,此法称为
5、分波面法。如杨氏双缝干涉实验。分波面法。如杨氏双缝干涉实验。pS*第7页/共25页单色光双缝干涉图样条纹的特点:(1)明暗相间 (2)条纹等宽等距 (3)条纹亮度相同 (4)两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹-中央亮纹问题:(1)为什么会出现这样的图象?(2)怎样用波动理论进行解释?第8页/共25页S1S2P=0 由于从由于从S1S2发出的光是振动发出的光是振动情况完全相同,又经过相同的路情况完全相同,又经过相同的路程到达程到达P点,其中一条光传来的点,其中一条光传来的是波峰,另一条传来的也一定是是波峰,另一条传来的也一定是波峰,其中一条光传来的是波谷,波峰,其中一条光传来的是波谷,另
6、一条传来的也一定是波谷,确另一条传来的也一定是波谷,确信在信在P点激起的振动,振幅点激起的振动,振幅AA1+A2为最大,为最大,P点总是振动加强点总是振动加强的地方,故应出现亮纹,这一条的地方,故应出现亮纹,这一条亮纹叫中央亮纹。亮纹叫中央亮纹。(又叫零级亮纹)(又叫零级亮纹)P中央亮纹中央亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕 P点在S、S2的垂直平分线上注意:直线只表示光源到P的距离,没有箭头,因为在波动说 中没有光线的概念。在波动说中有“波长”的概念。第9页/共25页P1 第一亮纹第一亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕S1S2P1 =第10页/共25页双缝双缝S1S2屏幕屏幕P1 第一亮纹第一亮纹 =P
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