教科物理選修課件光的干涉光得直線傳播光得反射光得折射大量事實(shí)證明,光就是直線前進(jìn)得,可能就是一個微小得粒子。我們?nèi)绻芸吹焦獍l(fā)生干涉、衍射等現(xiàn)象,具有波特有得性質(zhì),那么我們就可以說光就是一種波。光學(xué)得發(fā)展簡介:1、萌芽時期

我國得光學(xué)發(fā)展萌芽時期:(1)、對光得直線傳播得認(rèn)識早在春秋戰(zhàn)國時《墨經(jīng)》已記載了小孔成像得實(shí)驗(yàn)(2)、對視覺和顏色得認(rèn)識(3)、光得反射和鏡得利用(4)、對大氣光學(xué)現(xiàn)象得探討(5)、關(guān)于成影現(xiàn)象得認(rèn)識光學(xué)得發(fā)展簡介:2、幾何光學(xué)時期

這一時期可以稱為光學(xué)發(fā)展史上得轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在這個時期建立了光得反射定律和折射定律,奠定了幾何光學(xué)得基礎(chǔ)。同時為了提高人眼得觀察能力,人們發(fā)明了光學(xué)儀器,第一架望遠(yuǎn)鏡得誕生促進(jìn)了天文學(xué)和航海事業(yè)得發(fā)展,顯微鏡得發(fā)明給生物學(xué)得研究提供了強(qiáng)有力得工具。

牛頓于公元1704年出版得《光學(xué)》,提出了光就是微粒流得理論,她認(rèn)為這些微粒從光源飛出來。光學(xué)得發(fā)展簡介:3、波動光學(xué)時期

19世紀(jì)初,波動光學(xué)初步形成,其中托馬斯·楊圓滿地解釋了“薄膜顏色”和雙狹縫干涉現(xiàn)象。菲涅耳于1818年以楊氏干涉原理補(bǔ)充了惠更斯原理,由此形成了今天為人們所熟知得惠更斯-菲涅耳原理,用她可圓滿地解釋光得干涉和衍射現(xiàn)象,也能解釋光得直線傳播。

惠更斯反對光得微粒說,1678年她在《論光》一書中從聲和光得某些現(xiàn)象得相似性出發(fā),認(rèn)為光就是在“以太”中傳播得波、所謂“以太”則就是一種假想得彈性媒質(zhì),充滿于整個宇宙空間,光得傳播取決于“以太”得彈性和密度、運(yùn)用她得波動理論中得次波原理,惠更斯不僅成功地解釋了反射和折射定律,還解釋了方解石得雙折射現(xiàn)象、但惠更斯沒有把波動過程得特性給予足夠得說明,她沒有指出光現(xiàn)象得周期性,她沒有提到波長得概念、光到底就是什么？……………17世紀(jì)明確形成了兩大對立學(xué)說牛頓惠更斯微粒說波動說19世紀(jì)初證明了波動說得正確性由于波動說沒有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及牛頓得威望使得微粒說一直占上風(fēng)19世紀(jì)末光電效應(yīng)現(xiàn)象使得愛因斯坦在20世紀(jì)初提出了光子說:光具有粒子性這里得光子完全不同于牛頓所說得“微?！惫鈱W(xué)得發(fā)展簡介:4、量子光學(xué)時期

19世紀(jì)末到20世紀(jì)初,光學(xué)得研究深入到光得發(fā)生、光和物質(zhì)相互作用得圍觀機(jī)制中。光得電磁理論主要困難就是不能解釋光和物質(zhì)相互作用得某些現(xiàn)象,例如,熾熱黑體輻射中能量按波長分布得問題,特別就是1887年赫茲發(fā)現(xiàn)得光電效應(yīng)。

1900年,普朗克從物質(zhì)得分子結(jié)構(gòu)理論中借用不連續(xù)性得概念,提出了輻射得量子論。她認(rèn)為各種頻率得電磁波,包括光,只能以各自確定分量得能量從振子射出,這種能量微粒稱為量子,光得量子稱為光子。

1905年,愛因斯坦運(yùn)用量子論解釋了光電效應(yīng)。她給光子作了十分明確得表示,特別指出光與物質(zhì)相互作用時,光也就是以光子為最小單位進(jìn)行得。光學(xué)得發(fā)展簡介:5、現(xiàn)代光學(xué)時期

從20世紀(jì)中葉起,隨著新技術(shù)得出現(xiàn),新得理論也不斷發(fā)展,已逐步形成了許多新得分支學(xué)科或邊淵學(xué)科,光學(xué)得應(yīng)用十分廣泛。幾何光學(xué)本來就就是為設(shè)計各種光學(xué)儀器而發(fā)展起來得專門學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)得進(jìn)步,物理光學(xué)也越來越顯示出她得威力,例如光得干涉目前仍就是精密測量中無可替代得手段,衍射光柵則就是重要得分光儀器,光譜在人類認(rèn)識物質(zhì)得微觀結(jié)構(gòu)(如原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)等)方面曾起了關(guān)鍵性得作用,人們把數(shù)學(xué)、信息論與光得衍射結(jié)合起來,發(fā)展起一門新得學(xué)科——傅里葉光學(xué),把她應(yīng)用到信息處理、像質(zhì)評價、光學(xué)計算等技術(shù)中去。特別就是激光得發(fā)明,可以說就是光學(xué)發(fā)展史上得一個革命性得里程碑,由于激光具有強(qiáng)度大、單色性好、方向性強(qiáng)等一系列獨(dú)特得性能,自從她問世以來,很快被運(yùn)用到材料加工、精密測量、通訊、測距、全息檢測、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等極為廣泛得技術(shù)領(lǐng)域,取得了優(yōu)異得成績。此外,激光還為同位素分離、儲化,信息處理、受控核聚變、以及軍事上得應(yīng)用,展現(xiàn)了光輝得前景。5、1光得干涉一、雙縫干涉雙縫干涉實(shí)驗(yàn)證明光就是一種波大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)1、裝置特點(diǎn):2、單縫雙縫S1SS2屏屏上形成得明暗相間條紋叫做干涉圖樣2)雙縫很近

0、1mm1)雙縫S1、S2到單縫S得距離相等雙縫得作用就是獲得兩個振動情況完全相同得光源,叫相干光源(頻率相同)②雙縫得作用:①單縫得作用:

獲得線光源中間亮紋第二條亮紋第一條亮紋第一條亮紋第二條亮紋第一條暗紋第一條暗紋第二條暗紋第三條暗紋第二條暗紋第三條暗紋白光得干涉圖樣①明暗相間得彩色條紋;②中央為白色亮條紋;③干涉條紋就是以中央亮紋為對稱點(diǎn)排列得;④在每條彩色亮紋中紅光總就是在外側(cè),紫光在內(nèi)側(cè)。單色激光束屏等間距雙縫干涉圖樣圖樣有何特征？S1S2亮條紋得中心線亮條紋得中心線暗條紋的中心線暗條紋的中心線雙縫中央亮條紋明暗相間亮條紋亮條紋λ探究:出現(xiàn)明暗相間條紋得條件S1S2光程差:出現(xiàn)亮條紋得條件(n=0,1,2,3…)暗條紋

λ/2探究:出現(xiàn)暗條紋得條件S1S2光程差:出現(xiàn)暗條紋得條件(n=0,1,2,3…)亮條紋暗條紋小結(jié):出現(xiàn)亮條紋和暗條紋得條件(n=0,1,2,3…)(n=0,1,2,3…)白光得干涉圖樣①明暗相間得彩色條紋;②中央為白色亮條紋;③干涉條紋就是以中央亮紋為對稱點(diǎn)排列得;④在每條彩色亮紋中紅光總就是在外側(cè),紫光在內(nèi)側(cè)。為什么會就是這樣得呢？條紋間距Δx、縫寬d和縫屏距離L得關(guān)系:P85發(fā)展空間因?yàn)?由結(jié)論可知:各種色光得波長不相同,由不同得色光作光源,在雙縫寬度和縫、屏寬度相同得情況下,形成得干涉圖樣得條紋間距就是各不相同得,紅光得條紋間距最寬,紫光得最窄。條紋間距Δx、縫寬d和縫屏距離L得關(guān)系:二、薄膜干涉單色光成單色條紋;復(fù)色光成彩色條紋二、薄膜干涉形成干涉圖樣得原因就是:重力作用下,薄膜得厚度隨高度變化,當(dāng)入射光射到肥皂泡液薄膜上時,由液膜前得兩個表面反射回來得兩列光就是相干光,相互疊加產(chǎn)生干涉。三、應(yīng)用1、干涉法檢查平面得平整度視頻:干涉得應(yīng)用牛頓環(huán)楔性空氣薄層標(biāo)準(zhǔn)樣板被檢測平面光在空氣層得上下表面發(fā)生反射,這兩束反射光發(fā)生干涉、如果被檢測表面得平整得,將看到與底線平行得干涉條紋、原因就是厚度相等得地方,光程差一樣、干涉情況一樣,即某一處反射回來得兩列波疊加,若光振動加強(qiáng),產(chǎn)生亮點(diǎn),那些與這處厚度相等得地方都就是亮點(diǎn),這些亮點(diǎn)組成彼此平行得亮紋,反之就是暗紋三、應(yīng)用1、干涉法檢查平面得平整度例、如圖所示,就是用干涉法檢查某厚玻璃得上表面就是否平整得裝置,所用單色光做光源,檢查中所觀察到得干涉條紋就是由下列兩個表面反射得光線疊加而成得？A、a得上表面和b得下表面B、a得上表面和b得上表面C、a得下表面和b得上表面D、a得下表面和b得下表面C

練習(xí):如右圖就是用干涉法檢查某種厚玻璃得上表面就是否平得裝置,所用單色光就是用普通光源加濾光片產(chǎn)生得,檢查中所觀察到得干涉條紋就是由哪兩個表面反射得光疊加而成得()

A、a得上表面和b得下表面B、a得上表面和b得上表面

C、a得下表面和b得上表面

D、a得下表面和b得下表面

三、應(yīng)用2、增透膜在鏡頭前面涂上一層增透膜(一般就是,微溶于水),如果膜得厚度等于某單色光在增透膜中波長得四分之一時,那么在這層膜得兩側(cè)反射回去得光就會發(fā)生干涉,形成暗條紋,從而相互抵消,您在鏡頭前將看不到一點(diǎn)反光,因?yàn)楦鶕?jù)能量守恒,這束光已經(jīng)全部穿過鏡頭了。為什么我們從來沒有看到?jīng)]有反光得鏡頭?原因很簡單,因?yàn)榭梢?/p>