光的干涉与衍射为什么会有不同的颜色

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  fnaticzjpi 2018-04-25 14:26:24

  　　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（ZY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，ZY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Z大，紫光干涉条纹间距Z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：ZY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，ZY仍为白光，Z靠近ZY的是紫光，Z远离ZY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ZX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）ZY位置是亮纹还是暗纹的条件：双缝到光屏ZY距离相等，光程差为零，如果两光源振动完全一致，ZY一定是亮纹，假如两光源振动正好相反，则ZY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Z低，紫光Z高，真空中各色光速相同，由知，真空中红光波长Z大，紫光Z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Z大，紫光Z小。这就是白光干涉条纹ZY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Z低，折射率Z小，速度Z大，波长Z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Z大，紫光Z小；棱镜色散中红光偏折角Z小，紫光Z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，ZY亮纹越宽，所以衍射和干涉都能使白光发生色散现象，且ZY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，ZY亮纹Z宽Z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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