loading第3节光_的_干_涉
1.英国物理学家托马斯·杨于1801年成功地观察到了光的干涉现象。
2．双缝干涉图样：单色光——明暗相间的条纹。 3．干涉条件：两列光的频率相同，振动方向相同，相位差恒定。
4．出现明纹与暗纹的条件：两光源到屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时出现亮条纹，奇数倍时出现暗条纹。
一、杨氏干涉实验 1．物理史实
1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象，开始让人们认识到光的波动性。
2．双缝干涉实验
(1)实验过程：让一束平行的完全相同的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉。
(2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。 (3)实验结论：证明光是一种波。 二、光发生干涉的条件 1．干涉条件
两列光的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。 2．相干光源
发出的光能够产生干涉的两个光源。
3．一般情况下很难观察到光的干涉现象的原因
由于不同光源发出的光的频率一般不同，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位差，故一般情况下不易观察到光的干涉现象。
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1．自主思考——判一判
(1)直接用强光照射双缝，发生干涉。(×)
(2)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。(×) (3)若用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。(√) (4)在双缝干涉实验中单缝屏的作用是为了获得一个线光源。(√) (5)双缝干涉实验证明光是一种波。(√) 2．合作探究——议一议
(1)两只手电筒射出的光束在空间相遇，能否观察到光的干涉现象？
提示：不能。两只手电筒射出的光束在空间相遇，不满足光发生干涉的条件，不能观察到光的干涉现象。
(2)在双缝干涉实验中，如果入射光用白光，在两条狭缝上，一个用红色滤光片(只允许通过红光)遮挡，一个用绿色滤光片(只允许通过绿光)遮挡。试想：屏上还有干涉条纹吗？
提示：屏上不会出现干涉条纹，因为双缝用红、绿滤光片遮挡后，透过的两束光频率不相等，就不是相干光源了，不会再发生干涉。
对杨氏双缝干涉实验的理解
1．双缝干涉的装置示意图
实验装置如图13-3-1所示，有光源、单缝、双缝和光屏。
图13-3-1
2．单缝屏的作用
获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。 3．双缝屏的作用
平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。
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4．屏上某处出现亮、暗条纹的条件
频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致，即振动方向总是相同；暗条纹处振动步调总相反。具体产生亮、暗条纹的条件为：
(1)亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。即：
|PS1－PS2|＝kλ＝2k(k＝0,1,2,3……)
2
λk＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或
零级亮条纹。k为亮条纹的级次。
(2)暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍。即： |PS1－PS2|＝(2k－1)(k＝1,2,3……)
2
λk为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。
[典例] 在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1和S2的路程差为7.5×10 m，如果用频率为6.0×10 Hz的黄光照射双缝，试问：
(1)该黄光的波长是多少；
(2)试通过计算分析P点出现亮条纹还是暗条纹。
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c3×108－7[解析] (1)λ＝＝14 m＝5×10 m；
f6×10
3－7
(2)Δx＝7.5×10 m＝λ，所以是暗条纹。
2[答案] (1)5×10 m (2)暗条纹
双缝干涉中明暗条纹的判断方法
(1)判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源(双缝)的路程差(光程差)与波长的比值。
(2)要记住：路程差等于波长整数倍处出现亮条纹等于半波长奇数倍处为暗条纹。 (3)上述结论成立的条件是：两个光源情况完全相同。
1．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( ) A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹
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