内容发布更新时间 : 2024/5/7 20:45:14星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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

（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．

如图所示，让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近．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

1，，2? 出现暗条纹的条件是路程差：此，出现亮条纹的条件是路程差：??k?，k?0，??(2k?1)?21，，2? ，k?0， 如图所示，若P＇是亮条纹，则r2－r． ，1，，2?）1?k?（k?0

2212d?? 由图知：r?L??x??，

2??d??2 r22?L2??x??，r22?r1?2dx，

2?? 由于d很小，r2?r1?1?2L，所以r2?r x?2dx， L(r2?r1)LL?k?（k?0，1，，2?），该处出现亮条纹． dd 当k?0时，即图中的P点，S1、S2到达P点的路程差为零，P一定是振动加强点，出现亮纹，又叫中央亮纹．

当k?1时，为第一亮纹，由对称性可知在P点的下方也有和P点上方相对称的亮纹． 同理，由r2?r1?(2k?1) 可得x?(2k?1)?21，，2?）（k?0，，

L??（k?0，1，，2?），该处出现暗条纹． d2 3．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d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?x?L?；四是出现亮纹的条件是d，1，，2?；出现暗纹的条件是路程差??r2?r1?(2k?1)?路程差??r2－r1?k?，k?0?21，，2?）（k?0，；五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d表示，相邻两条亮纹间的距离用?x表示，则入射光的波长为??d?x．实验中d是已知的，测出l、?x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10 cm、长约l m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

10 cm，使缝互相平行，且位于轴线上，这的轴线照亮光屏，然后放好单缝和双缝，两屏相距5 cm～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n条亮纹的距离a，得相邻条纹的距离?x?a／(n－1)； （3）利用已知的双缝间距d，用刻度尺测出双缝到屏的距离l，根据公式??d?x/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．

10 cm． ③单缝与双缝闻的距离在5 cm～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）放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上；