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1、3.21光的干涉【学习目标】1.知道光的干涉现象和干涉条件，并能从光的干涉现象中说明光是一种波.2.理解杨氏干涉实验中亮暗条纹产生的原因.3.了解相干光源，掌握产生干涉的条件.4.明确《用双缝干涉测量光的波长》实验原理.5.知道实验操作步骤.6.会进行数据处理和误差分析.【要点梳理】要点一、光的干涉1.光的干涉光的干涉现象(1)光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹,且加强和减弱的区域相间，即亮纹和暗纹相间的现象.双缝干涉实验示意图如图所示，让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝5和S?的挡板上，狭缝5和S?相
2、距很近.如果光是一种波，狭缝就成了两个波源，它们的振动情况总是相同的.这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象，光在一些位置相互加强，在另一些位置相互削弱，因此在挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹.(2)干涉条件：两列光的频率相同，振动情况相同且相差恒定.能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列而获得，称为分光法.2.屏上某处出现明、暗条纹的条件同机械波的干涉一样，光波的干涉也有加强区和减弱区，加强区照射到光屏上出现亮条纹，减弱区照射到光屏上就出现暗条纹.对于相差为0的两列光波如果光屏上某点到两个波源的路
3、程差是波长的整数倍，该点是加强点；如果光屏上某点到两个波源的路程差是半波长的奇数倍，该点是减弱点.因此，出现亮条纹的条件是路程差：J=k=1,2，•…出现暗条纹的条件是路程差：力=(2«+1)£,&=0,1,2，•…如图所示，若P'是亮条纹，则r-r^kX(k=0,1,2,…).由图知：/;2=A2+宙于〃很小，弓+斤=2厶，所以r2-t=—x,x=b2_CL=止九(£=0,1,2八…)，该处岀现亮条纹.当k=0时，即图中的P点，SpS?到达P点的路程差为零，P—定是振动加强点，出现亮纹，又叫中央亮纹.当k=时，为第一亮纹，由对称性可知在P点的下方也有和
4、P点上方相对称的亮纹.同理，由r>—斤=(2£+1)—(k=0,1,2,…)，・2T2可得x=(2k+)-~(£=(),1,2,…)，该处出现暗条纹・cl23・双缝干涉条纹特征有关双缝干涉问题，一定要用双缝干涉的特点进行分析，一是两缝间距"应很小；二是照射到两缝上的光波必须是相干光；三是两相邻亮纹或两相邻暗纹间的距离Ax=-A:四是出现亮纹的条件是路程差是白光的干涉条纹为彩色，但中央亮纹仍为白色；六是单色光的干涉条纹宽度相同，明暗相间，均匀分布•不同色光条纹宽度不同，波长越长的干涉条纹的宽度越大；七是白光干涉时，各色光的条纹间距离不等.4一般情况下很难观察
5、到光的干涉现象的原因由于不同光源发出的光频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相差，在一般情况下，很难找到那么小的缝和那些特殊的装置.故一般情况下不易观察到光的干涉现象.要点二、用双缝干涉测量光的波长解题依据1.实验目的(1)观察白光及单色光的双缝干涉图样；(2)测定单色光的波长.2.实验原理(1)光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹.如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹.(2)若双缝到屏的距离用Z表示，双缝间的距离用〃表示，相邻两条
6、亮纹间的距离用zk表示，则入射光的波长为几=晋・实验中d是己知的，测出/、山即可测出光的波长/L3・实验器材双缝干涉仪包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺.4.实验装置如图所示，将直径约10cm、长约lm的遮光筒平放在光具座上，筒的一端有双缝，另一端装上毛玻璃做光屏，其上有刻度，先取下双缝，打开光源，调节光源高度，使它发出的一束光恰沿遮光筒的轴线照亮光屏，然后放好单缝和双缝，两屏相距5cm〜10cm,使缝互相平行，且位于轴线上，这时可看到彩色干涉条纹，若在单缝屏和光源之间放置一块滤光片，则可观察到单
7、色干涉条纹.5.实验步骤(1)调节双缝干涉仪，观察光的双缝干涉现象；(2)用单色光入射得到干涉条纹，测出〃条亮纹的距离a,得相邻条纹的距离Ax=；(3)利用已知的双缝间距〃，用刻度尺测出双缝到屏的距离/,根据公式A=dAx/l计算出波长；(4)换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离有什么变化，并求出相应的波长.要点诠释：①某种颜色的滤光片只能让这种颜色的光通过，其他颜色的光不能通过.②条纹间距用测量头测出.③单缝与双缝闻的距离在5cm~10cm.6.注意事项(1)调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；(2)
8、放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的
