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光的干涉与衍射为什么会有不同的颜色

发布时间:2019-09-15 11:33 来源:未知 编辑:admin

  1.双缝干涉 (1)两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象。 (2)产生干涉的条件 两个振动情况总是相同的波源叫相干波源,只有相干波源发出的光互相叠加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。 (3)双缝干涉实验规律 ①双缝干涉实验中,光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差,记为。 若光程差是波长λ的整倍数,即(n=0,1,2,3…)P点将出现亮条纹;若光程差是半波长的奇数倍(n=0,1,2,3…),P点将出现暗条纹。 ②屏上和双缝、距离相等的点,若用单色光实验该点是亮条纹(中央条纹),若用白光实验该点是白色的亮条纹。 ③若用单色光实验,在屏上得到明暗相间的条纹;若用白光实验,中央是白色条纹,两侧是彩色条纹。 ④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的,其距离大小与双缝之间距离d。双缝到屏的距离及光的波长λ有关,即。在和d不变的情况下,和波长λ成正比,应用该式可测光波的波长λ。 ⑤用同一实验装置做干涉实验,红光干涉条纹的间距最大,紫光干涉条纹间距最小,故可知大于小于。 2.薄膜干涉 (1)薄膜干涉的成因: 由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成,劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹。 (2)薄膜干涉的应用 ①增透膜:透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的。 ②检查平整程度:待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜,用单色光进行照射,入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波,形成干涉条纹,待检平面若是平的,空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上,干涉条纹是平行的;反之,干涉条纹有弯曲现象。 3.光的衍射 (1)光的衍射现象 光在遇到障碍物时,偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射。 (2)光发生明显衍射现象的条件 当孔或障碍物的尺寸比光波波长小,或者跟波长差不多时,光才能发生明显的衍射现象。 (3)衍射图样 ①单缝衍射:中央为亮条纹,向两侧有明暗相间的条纹,但间距和亮度不同。白光衍射时,中央仍为白光,最靠近中央的是紫光,最远离中央的是红光。 ②圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环。 ③泊松亮斑:光照射到一个半径很小的圆板后,在圆板的阴影中心出现的亮斑,这是光能发生衍射的有力证据之一。 二、方法讲解 1.双缝干涉中条纹间距和位置的判断方法 (1)影响条纹间距的因素:相邻亮纹或相邻暗纹的间距x与双缝到屏的距离成正比,与两狭缝之间距离d成反比,与光的波长λ成正比,即。 (2)中央位置是亮纹还是暗纹的条件:双缝到光屏中央距离相等,光程差为零,如果两光源振动完全一致,中央一定是亮纹,假如两光源振动正好相反,则中央为暗纹。 (3)单色光颜色、频率、波长的关系:光的颜色由频率决定,光的频率由光源决定,在可见光中红光频率最低,紫光最高,真空中各色光速相同,由知,真空中红光波长最大,紫光最小。 综合以上各点可知:(1)为了观察到清晰的干涉图样,必须使双缝距离d小到与波长相当,且使。(2)同样条件下,红光的干涉条纹间距最大,紫光最小。这就是白光干涉条纹中央为白色,两边出现彩色光带的原因。 2.双缝干涉和棱镜使白光色散的比较 (1)形成原因不同:双缝干涉是光的干涉现象,棱镜色散是光的折射现象。 (2)发生条件比较:由和。 可知,在同一种介质中,红光的频率最低,折射率最小,速度最大,波长最大,依次为红橙黄绿蓝靛紫,所以双缝干涉中红光相邻亮纹间距最大,紫光最小;棱镜色散中红光偏折角最小,紫光最大。 3.光的干涉和光的衍射的比较 (1)双缝干涉和单缝衍射都是波叠加的结果,只是干涉条纹是有限的几束光的叠加,而衍射条纹是极多且复杂的相干光的叠加。在双缝干涉实验中,光在通过其中的三个狭缝时,都发生了衍射而形成三个线光源,所以,一般现象中既有干涉又有衍射。 (2)单缝衍射,照射光的波长越长,中央亮纹越宽,所以衍射和干涉都能使白光发生色散现象,且中央白光的边缘均呈红色。 (3)干涉和衍射的图样有相似之处,都是明暗相间的条纹。只是干涉条纹中条纹宽度和亮纹亮度基本相同,衍射条纹中条纹宽度和亮纹亮度均不等,中央亮纹最宽最亮。 希望对你有用!!高考一般不会很难的在光学部分!!

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