光的衍射与干涉

一、光的波动性
        17世纪惠更斯提出的波动说,认为光是在空间传播的某种波.19世纪初,人们成功地观察到了光的干涉和衍射现象,从而证明了波动说的正确性.

 

二、光的衍射


        1.光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象叫光的衍射.
        2.发生明显衍射的条件:只有在障碍物或孔的尺寸比光的波长小或者跟波长差不多的条件下,才能发生明显的衍射现象.
        3.泊松亮斑:当光照到不透光的小圆板上时,在圆板的阴影中心出现的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环).


        4.常见的衍射现象有单缝衍射,圆孔衍射和泊松亮斑等.
        5.单缝衍射图样特点:若是单色光,则中央条纹最宽最亮,两侧为不等间隔的明暗相间的条纹,其亮度和宽度依次减小;若是白光则中央为白色亮条纹,且最宽最亮,两边为彩色条纹.


三、光的干涉
        1.双缝干涉:由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是相同的相干光波.屏上某点到双缝的路程差是波长整数倍处出现亮纹,是半波长的奇数倍处出现暗纹.相邻的两条明条纹(或暗条纹)之间的距离△x与波长λ、双缝间距d及屏到双缝距离L的关系为
 


        2.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后两面反射的光相遇而形成的,图样的特点是:同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同,单色光照射在薄膜上形成明暗相间的条纹,白光照射在薄膜上形成彩色条纹.


        3.应用:测光的波长,检查表面平整度,增透膜,全息摄影等.

 

 

杨氏双缝干涉 
        (1)原理如图所示. 

         由同一个狭缝发出的光经双缝后形成两束振动情况总是相同的相干光波. 
        (2)现象:单色光照射,屏上出现明暗相间的条纹,中央为亮条纹;白光照射,屏上出现彩色条纹,中央为白色. 
        (3)明、暗条纹的条件 
            ①光的路程差r
2-r1=kλ(k=0,1,2…),光屏上出现明条纹. 
            ②光的路程差r
2-r1=(2k+1)(k=0,1,2…),光屏上出现暗条纹.
        (4)条纹间距公式:
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