物理课件光的干涉和衍射.ppt

* * 第十三章 光的本性 ————光的干涉和光的衍射 一、电磁场与电磁波 1．麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场产生电场 ①均匀变化的磁场产生恒定电场 ②非均匀变化的磁场产生变化的电场 ③振荡的磁场产生同频率振荡的电场 (2)变化的电场产生磁场 ①均匀变化的电场产生恒定磁场 ②非均匀变化的电场产生变化的磁场 ③振荡的电场产生同频率振荡的磁场 2．电磁场：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和变化的磁场总是相互联系，形成一个不可分离的统一体，这就是_________ 电磁场． 3．电磁波 (1)电磁波的产生：电磁场由近及远的向周围空间传 播，形成____________ (2)电磁波的发射 ①发射条件：足够高的振荡频率和________电路． ②调制分类：________和_________ (3)电磁波的接收 ①调谐：使接收电路产生__________的过程． ②解调：使声音或图象信号从高频电流中还原出来的过程． 电磁波． 开放 调幅 调频． 电谐振 二、电磁波谱 1．电磁波谱的定义：按照电磁波的________或_______大小的顺序把它们排列成谱叫电磁波谱． 波长 频率 三、相对论 1．狭义相对论的基本假设 (1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是_________的． (2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是________的． 相同 相同 (3)爱因斯坦质能方程：E＝___________ mc2. 光的干涉 双缝干涉 激光束 双缝 屏 等间距 图样有何特征？ 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线 中央亮条纹 明暗相间 光的干涉 双缝干涉 问：（1）改用不同颜色的光做该实验，条纹间隔是否相同？什么颜色的光条纹间隔最大？ S1 S2 P1 P L 1 （2）屏到光源距离改变，条纹间隔会改变吗？ 随屏到光源的距离的增大而增大 红光波长最大，紫光波长最小 光的干涉 双缝干涉 请问：如果改用白光做双缝干涉实验，能看到白色的明暗相间的条纹吗？ 原因：由于白光内各种单色光的干涉条纹间距不同，在屏上会出现彩色条纹． 白光 薄膜干涉及应用 干涉法检查表面的平整程度： 干涉条纹的移动 光的干涉 薄膜干涉 增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波长的1/4时，从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量，增强了透射光的能量，称为增透膜。 问题：镜头表面为何颜色不同？ ②将单缝和双缝安装在光具座上，在遮光筒有光屏一端安装测量头，如图乙所示． a．光源、单缝、双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上． b．双缝与单缝平行． c．调整分划板位置使分划板中心刻线位于光屏中 央． (2)观察双缝干涉图样 ①调节单缝的位置，使单缝和双缝间距离保持在5 cm～10 cm，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时通过测量头上的目镜观察干涉条纹，若干涉条纹不清晰，可通过遮光筒上的调节长杆轻轻拨动双缝，即可使干涉条纹清晰明亮．在屏上就会看到白光的双缝干涉图样． ②将红色(或绿色)滤光片放在单缝前面，通过目镜可看到单色光的双缝干涉条纹． ③改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化． 单缝衍射条纹的特征 （1）中央亮纹宽而亮． （2）两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗． 2、图样特征： 不同波长的单缝衍射 观察下列衍射图样，分析衍射规律： 不同缝宽的单缝衍射 白光的单缝衍射 1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大． 2、单缝不变时，光波越长的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大． 3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央白色条纹，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色． 单缝衍射规律 3、图样分析： 小圆孔衍射 小圆盘和小圆孔做衍射图样特点 衍射现象和干涉现象条纹的不同点和相同点： 相同点： 由于光的叠加而产生的，明暗相间的。 不同点： 双缝条纹:是等间距的各条纹的亮度差别较小，条纹条数较多。 衍射条纹不等间距，中央条纹亮而宽，两侧条纹较暗较窄，对称分布。