约10120字。
第十六章 光的波动性
目的要求:了解光的“微粒说”与“波动说”,熟悉相干条件,掌握双缝干涉的特征及规律、条纹分布情况及明、暗纹位置特征;熟悉薄膜干涉的特征及其应用。掌握产生明显衍射现象的条件及条纹特征,熟悉电磁波谱和各种电磁波的产生机理、基本特征及应用类型。熟悉光电效应现象所遵循的基本规律,了解光的波粒二象性。
重点难点:
教 具:
过程及内容:
光的波动性
基础知识 一、光的干涉
1.产生相干光源的方法(必须保证r相同)。
⑴利用激光;⑵将一束光分为两束。
2.双缝干涉的定量分析
如图所示,缝屏间距L远大于双缝间距d,O点与双缝S1和S2等间距,则当双缝中发出光同时射到O点附近的P点时,两束光波的路程差为 δ=r2-r1.
由几何关系得 r12=L2+(x- )2, r22=L2+(x+ )2.
考虑到 L》d 和 L》x,可得 δ= .
若光波长为λ,则当 δ=±kλ(k=0,1,2,…)时,两束光叠加干涉加强;
当 δ=±(2k-1) (k=1,2,3,…)时,两束光叠加干涉减弱,据此不难推算出
(1)明纹坐标 x=±k λ (k=0,1,2,…)
(2)暗纹坐标 x=±(2k-1) • (k=1,2,…)
(3)条纹间距 △x= λ.
上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法。
结论:由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生.当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时,即δ=kλ,该处的光互相加强,出现亮条纹;当到达某点的路程差为半波长奇数倍时,既δ= ,该点光互相消弱,出现暗条纹;条纹间距离与单色光波长成正比. ∝λ,所以用白光作双缝干涉实验时,屏的中央是白色亮纹,两边是彩色条纹,离中央白色亮纹最近的是紫色亮纹。
【例1】.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差0.6μm,若分别用频率为f1=5.01014Hz和f2= 7.51014Hz的单色光垂直照射双缝,则 P点出现明、暗条纹的情况是()
A.单色光f1和f2分别照射时,均出现明条纹
B.单色光f1和f2分别照射时,均出现暗条纹
c.单色光f1照射时出现明条纹,单色光f2照射时出现略条纹
D.单色光f1照射时出现暗条纹,单色光f2照射时出现明条纹
解析:如图所示,双缝S1、S2,到光屏上任一点P的路程之差d=S2 S2/,当d等于单色光波长的整数倍时.由S1和S2发出的光在P点互相加强,P点出现明条纹,当d等于单色光半个波长的奇数倍时.这样由S1和S2发出的光在P,互相抵消,出现暗条纹
本题中单色光f1的波长为λ1=C/f1=0.6μm,单色光f2的波长为λ2=C/f2=0.4μm
可见d=λ1、d=3λ1/2 答案:C
3.薄膜干涉:由薄膜前.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条
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