观察光的干涉现象和衍射现象(学生实验).ppt
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观察光的干涉现象和衍射现象（学生实验）1、观察光的干涉、观察光的干涉2、观察光的衍射、观察光的衍射英国医生和物理学家。
英国医生和物理学家。
对物理学的贡献，除了提出对物理学的贡献，除了提出“能能”的概念（的概念（1807年）和年）和杨氏弹性系数之外，最大的杨氏弹性系数之外，最大的成就就是成就就是1801提出光的干涉提出光的干涉理论。
理论。
科学简史科学简史S1S2S*杨氏双缝实验杨氏双缝实验杨氏双氏双缝干涉干涉像像屏屏双双缝缝屏屏再通过一与再通过一与单缝平行的单缝平行的双缝（相干双缝（相干光源）光源）将同一光源发将同一光源发出的光出的光（频率相频率相同同）通过一个狭通过一个狭缝（振动方向缝（振动方向一致）一致）光的干涉光的干涉双缝干涉双缝干涉激激光光束束双双缝缝屏屏屏上看到明暗相间的条纹屏上看到明暗相间的条纹结结论论:
光光是是一一种种波波亮条纹亮条纹亮条纹亮条纹探究探究2：
出现明暗相间条纹的条件出现明暗相间条纹的条件S1S2亮条纹亮条纹出现亮条纹的条件出现亮条纹的条件（n=0，1，2，3）暗条纹暗条纹/2探究探究2：
出现明暗相间条纹的条件出现明暗相间条纹的条件S1S2亮条纹亮条纹出现亮条纹和暗条纹的条件出现亮条纹和暗条纹的条件（n=0，1，2，3）n=0：
0级亮条纹（中央亮条纹）n=1：
1级亮条纹n=2：
2级亮条纹暗条纹暗条纹出现亮条纹和暗条纹的条件出现亮条纹和暗条纹的条件（n=0，1，2，3）n=0：
1级暗条纹n=1：
2级暗条纹n=2：
3级暗条纹单单色色激激光光束束屏屏等间距等间距双缝干涉图样双缝干涉图样图样有何特征？
图样有何特征？
S1S2亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线双缝双缝中央亮条纹中央亮条纹明暗相间明暗相间光的干涉光的干涉双缝干涉双缝干涉S1S2P1P1、两两个个独独立立的的光光源源发发出出的的光光不不是是相相干干光光，双双缝缝干干涉涉的的装装置置使使一一束束光光通通过过双双缝缝后后变变为为两两束束相相干干光光，在在光光屏屏上形成稳定的干涉条纹上形成稳定的干涉条纹光的干涉光的干涉双缝干涉双缝干涉S1S2P1P2、在在双双缝缝干干涉涉实实验验中中，光光屏屏上上某某点点到到双双缝缝的的路路程程差差为为半半波波长长的的偶偶数数倍倍时时，该该点点出出现现亮亮条条纹纹；光光屏屏上上某某点点到到双双缝缝的的路路程程差差为为半半波波长长的的奇奇数倍时，该点数倍时，该点出现暗条纹出现暗条纹白光白光使用观察：
白光干涉图样使用观察：
白光干涉图样红光红光蓝光蓝光亮暗相间彩色条纹亮暗相间彩色条纹实验观察：
实验观察：
薄膜干涉薄膜干涉11）现象：
）现象：
水平水平明暗相间条纹明暗相间条纹）相干光的来源：
相干光的来源：
肥皂薄膜前肥皂薄膜前表面反射光波表面反射光波与与后后表面反射表面反射光波光波相互叠加产生干涉相互叠加产生干涉
（一）观察光的干涉现象
（一）观察光的干涉现象实验目的：
利用自制的双缝，观察光的干涉条纹的间距随双缝的间隙、光屏到缝的距离变化的情况。
实验器材：
激光，自制的双缝屏，光屏。
实验原理：
当激光通过双缝时，被分为振动情况相同的两束光，照射到光屏上产生叠加形成光的干涉现象。
（一）观察光的干涉现象
（一）观察光的干涉现象实验步骤：
实验步骤：
1、自制双缝屏。
将两片刀片合在一起，、自制双缝屏。
将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出很小的间隙在涂有墨汁的玻璃片上划出很小的间隙（约（约0.1mm）的双缝。
在两刀片间夹上）的双缝。
在两刀片间夹上纸片，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同纸片，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；间隙的双缝；2、按图示方法，让激光束通过自制的双、按图示方法，让激光束通过自制的双缝，观察在屏上出现的现象；缝，观察在屏上出现的现象；3、换下不同间隙的双缝，保持缝到光屏、换下不同间隙的双缝，保持缝到光屏的距离不变，记录下观察到的现象；的距离不变，记录下观察到的现象；4、保持双缝的间距不变，改变光屏到缝、保持双缝的间距不变，改变光屏到缝的距离，记录下观察到的现象；的距离，记录下观察到的现象；
（一）观察光的干涉现象
（一）观察光的干涉现象观察结果：
观察结果：
实验结论：
实验结论：
1、当保持双缝的间距不变，光屏、当保持双缝的间距不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距越大；条纹间距越大；2、保持光屏到缝的距离不变，双、保持光屏到缝的距离不变，双缝的间距越小，屏上条纹的间距越缝的间距越小，屏上条纹的间距越大。
大。
光光的的干干涉涉现现象象反反映映了了光光的的波波动动性性，而而波波动动性性的的另另一一特特征征是是波波的的衍衍射射现现象象，光光是是否否具具有有衍衍射射现现象象呢呢？
如如果果有有衍衍射射现现象象，为为什什么么在在日日常常生生活活中中我们没有观察到光的衍射现象呢？
我们没有观察到光的衍射现象呢？
水水波波、声声波波都都会会发发生生衍衍射射现现象象，它它们们发发生生衍衍射射的的现现象象特特征征是是什什么么？
光的衍射光的衍射一一切切波波都都能能发发生生衍衍射射，通通过过衍衍射射把把能能量量传传到到阴阴影影区区域域，能能够够发发生生明明显显衍衍射射的的条条件件是是障障碍碍物物或或孔的尺寸跟波长差不多孔的尺寸跟波长差不多光的衍射光的衍射发生明显衍射的条件发生明显衍射的条件取一个不透光的屏，在它的中间装上一个取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏在缝后适当距离处放一个像屏激激光光束束调节狭调节狭缝宽窄缝宽窄像像屏屏光的衍射光的衍射单缝衍射条纹的特征单缝衍射条纹的特征光的衍射光的衍射11、中央亮纹宽而亮、中央亮纹宽而亮22、两侧条纹具有对称性，、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗亮纹较窄、较暗光的衍射光的衍射观察下列衍射图样观察下列衍射图样不同缝宽的单缝衍射不同缝宽的单缝衍射光的衍射光的衍射观察下列衍射图样观察下列衍射图样不同色光的单缝衍射不同色光的单缝衍射光的衍射光的衍射11、波波长长一一定定时时，单单缝缝窄窄的的中中央条纹宽，各条纹间距大央条纹宽，各条纹间距大22、单单缝缝不不变变时时，光光波波波波长长大大的的（红红光光）中中央央亮亮纹纹越越宽宽，条条纹间隔越大纹间隔越大33、白白炽炽灯灯的的单单缝缝衍衍射射条条纹纹为为中中央央亮亮条条纹纹为为白白色色，两两侧侧为为彩彩色色条条纹纹，且且外外侧侧呈呈红红色色，内内侧侧为紫色为紫色单缝衍射规律单缝衍射规律光的衍射光的衍射1、孔较大时孔较大时屏上出现清晰的光斑屏上出现清晰的光斑光的衍射光的衍射ABS2、孔较小时孔较小时屏上屏上出现衍射花样出现衍射花样光的衍射光的衍射不不只只是是狭狭缝缝和和圆圆孔孔，各各种种不不同同形形状状的的物物体体都都能能使使光光发发生生衍衍射射，以以至至使使影影的的轮轮廓廓模模糊糊不不清清，其其原原因因是是光光通通过过物物体体的的边边缘缘而而发发生生衍衍射射的的结结果果历历史史上上曾曾有有一一个个著著名名的衍射图样的衍射图样泊松亮斑泊松亮斑圆屏衍射圆孔衍射钢针的衍射
（二）观察光的衍射现象
（二）观察光的衍射现象探究目的：
探究目的：
利用自制的狭缝，观察光的衍射利用自制的狭缝，观察光的衍射条纹的间距随狭缝的宽度变化的条纹的间距随狭缝的宽度变化的情况。
情况。
实验器材：
实验器材：
激光，自制的双缝屏，光屏。
激光，自制的双缝屏，光屏。
实验原理：
实验原理：
当激光通过狭缝时，光离开直线当激光通过狭缝时，光离开直线路径绕到障碍物阴影里去，形成路径绕到障碍物阴影里去，形成光的衍射现象。
光的衍射现象。
（二）观察光的衍射现象
（二）观察光的衍射现象实验步骤：
实验步骤：
1、自制狭缝。
用两片中央有孔、自制狭缝。
用两片中央有孔的硬纸片夹着两刀片，如图所的硬纸片夹着两刀片，如图所示，形成一个可以调节缝宽的示，形成一个可以调节缝宽的狭缝；狭缝；2、按图示方法，让激光束通过、按图示方法，让激光束通过自制的狭缝，观察在屏上出现自制的狭缝，观察在屏上出现的现象；的现象；3、保持缝到光屏的距离不变，、保持缝到光屏的距离不变，调节狭缝的宽度，记录下观察调节狭缝的宽度，记录下观察到的现象；到的现象；
（二）观察光的衍射现象
（二）观察光的衍射现象观察结果：
观察结果：
。
实验结论：
实验结论：
当保持狭缝到光屏的距离不当保持狭缝到光屏的距离不变，屏上明暗相间的条纹间变，屏上明暗相间的条纹间距随缝宽的减小而增大。
距随缝宽的减小而增大。
下次再见！
谢谢！
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