4-实验：用双缝干涉测量光的波长VIP专享VIP免费

13.4实验：用双缝干涉测量光的波长干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象．一、杨式双缝干涉实验一、杨式双缝干涉实验思考1：如果我们先假设光是一种波，那么按照我们所学的波动知识，光要发生干涉现象需要满足什么条件？（频率相同、相位差恒定、振动方向不垂直）思考2：有没有什么方法可以获得相干光呢？相干光天才的设想天才的设想光束单缝双缝红滤色片(激光)屏幕s0s1s2托马斯·杨杨氏双缝实验被评为十大最美丽实验之一。巧妙解决了相干光问题1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）在实验室里成功的观察到光的干涉．证明光是一种波实验演示：用氦氖激光器演示光的双缝干涉现象：出现亮暗相间条纹。思考3：为什么有的地方亮一些有些地方暗一些？请用我们所学的波动知识来解释。叠加（振动）加强的地方出现亮条纹，振动减弱的地方出现暗条纹。P1PP1S2－P1S1=d光程差P2S1S2P1PdP2讨论：亮纹和暗纹为什么相间（依次出现）呢？S1S2PdS1PPS1S1S2PS2PPS2光程差d=0，S1、S2步调一致，该点振动加强。（亮）S1S2P1PdS1S2P1P1P1S1P1S2dS1S2P1d=λ/2光程差d=λ/2，S1、S2在P1处步调相反，该点振动减弱。(暗）S1S2P2PdS1S2P2P2P1S1P1S2dS1S2P2d=λ光程差d=λ，S1、S2在P2处步调一致，该点振动加强。(亮）1、形成明、暗条纹的条件光程差：21LLsS1S2P1Pl二、双缝干涉规律二、双缝干涉规律22nsn=0、1、2、3……暗纹2)12(nsn=0、1、2、3……亮纹2、相邻明（暗）纹间的距离大小：①双缝之间的距离d:双缝与屏间的距离l:S1S2P1Pldlx波长越大，相邻的亮纹间距越大波长λ:②d越小，相邻的亮纹间距越大③L越大，相邻的亮纹间距越大（1）：影响因素：（2）：相邻亮纹间距计算公式：各色光在真空中的波长光的颜色波长nm光的颜色波长nm红770－620绿580－490橙620－600蓝－靛490－450黄600－580紫450－400红光波长最大，紫光波长最小dLx为什么光的波长λ越大，条纹的间距越大？亮亮LL屏屏亮亮亮为什么双缝的间距d越小，条纹的间距越大？d2d112dd亮LL屏屏屏A屏BL1L2d12LL两狭缝之间距离d不变白光红光700nm红兰光470nm兰亮暗相间彩色条纹．……(2)、白光的干涉图样是：中央是白色条纹，两侧是彩色条纹(1)、单色光的干涉图样是：明暗相间的条纹，相邻明纹的间距相同，强弱相同3.光的干涉条纹的特点:小结小结1、产生稳定的干涉条纹的条件：两光频率相同。2、（1）半波长的偶数倍时出现亮条纹；（2）半波长的奇数倍时出现暗条纹．S1S2P1P4、干涉条纹的特点是等间距的，明暗相间的；单色光和白光的条纹不同。3、同样条件的双缝实验，用不同颜色光得到的相邻亮（暗）条纹间的宽度不等。dLx【例1】在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),已知红光与绿光的频率、波长均不相等,这时()A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的双缝干涉条纹仍然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮答案:C1.由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上,不会产生干涉现象。这是因为()A.两个光源发出光的频率不同B.两个光源发出光的强度不同C.两个光源的光速不同D.这两个光源是彼此独立的,不是相干光源答案:D下图是双缝干涉实验的示意图,屏上O点到双缝S1、S2的距离相等。当用波长为0.75μm的单色光照射时,P是位于O点上方的第二条亮条纹位置,若换用波长为0.6μm的单色光做实验,P处是亮条纹还是暗条纹?在OP之间共有几条暗条纹?解析:当用波长为λ1=0.75μm的单色光照射时,P为O点上方的第二条亮条纹,所以P到双缝S1、S2的路程差Δr=2λ1=2×0.75μm=1.5μm。改用λ2=0.6μm的单色光照射时,路程差Δr=52λ2,所以P为暗条纹,从O到P路程差由零逐渐增大,必有路程差为𝜆22和32λ2的两点,故OP之间还有两条暗条纹。答案:暗条纹两条白光是复色光,包含各种颜色的光,不同颜色的光,其频率不同,因此在空气中传播时的波长不同。用白光做双缝干涉...