浅述有关光的干涉现象及其应用的解析

一、光的干涉 干涉现象是波动过程的基本特征之一．在波的干涉中已经指出,由频率相同、振动方向相同、相位相同或相位差保持恒定的两个波源所发出的波是相干波,在两相干波相遇的区域内,有些点的振动始终加强,有些点的振动始终减弱或完全消失,即产生干涉现象．（由于光是一种电磁波,所以对于光波来说,振动和传播的是电场强度E和磁感强度B,其中能引起人眼视觉或对感光设备起作用的主要足电场强度矢量E,故通常把E矢量叫做光矢量）．若两束光的光矢量满足相干条件,则它们是相干光,其光源叫相干光源．     

一个光学问题的讨论

关于光的干涉和相干条件 对于光的干涉,有些书是先定义波的干涉,再推广到光波,有的则把干涉与相干条件揉和在一起。比较有代表性的提法是:“对于满足一定条件的两个或两个以上的光波,在它们相交的区域,各点的光强度与各光波单独作用所生的光强度之和可能是极不相同的。有些地方的光强度近于零,而另一些地方的光强度则较各光波单独作用所生光强度之和大得多,这种现象称为光的干涉”。应该满足的条件叫相干条件,一般是指:1.两光波频率相同;2.在相遇处振动方向相同;3.位相差恒定。笔者认为:随着单色性好、相干性高的激光的问世,以及高灵敏度的光电接收器(响应时间为10~(-9)秒)的出现,对于光的干涉和相干条件的传统提法,值得商榷。上述三个相干条件不再是绝对的,而可以适当放宽。下面将就此进行讨论。     

例谈波的干涉图样

在《波的干涉》这一节讲到“频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开，这种现象叫做波的干涉，所形成的图样叫做干涉图样．”紧接着讲了产生干涉的一个必要条件是两列波的频率必须相同，而没有讲满足了这个必要条件的两个波源产生的干涉图样是怎样的．但事实上中学生利用所学的数学、物理知识完全可以较准确的画出平面内波的干涉图样．为此本文从一道例题入手，帮助学生理解干涉现象，并画出平面内波的干涉图样．     

相干波源连线上振动加强点与减弱点的直观判定

干涉现象中振动加强点与减弱点的判定,一般采用解析的方法:两列相干波叠加区域内某质点的振动是加强还是减弱,取决于质点到两波源的路程差Δx.对同步调相干波源,若Δx=kλ(k=0,1,2,…),即Δx为波长的整数倍,则该质点振动加强;若Δx=(2k+1)λ/2(k=0,1,2,…),即Δx为半波长的奇数倍,则该质点减弱.对步调相反的相干波源,以上结论正好相反.教学实践发现,用解析法寻找两相干波源连线上的振动加强点和减弱点,不符合学生初学干涉时的认知水平.实际上,全日制普通高中教材在《波的干涉》一节是用示意图的方法形象展示干涉图样的,用上述解析法求解干涉…     

波干涉时振动加强的标准是什么

1问题的提出 中学生最早接触波的干涉是水波的干涉,教学中通常用水波振子来演示干涉现象．把两根金属丝固定在同一振动片上,当振动片在50Hz交变电流形成的电磁驱动力作用下做受迫振动时,两根金属丝周期性地触动水面,形成两个波源．这两个波源的振动频率和振动步调完全相同。是两个相干波源,由此发出的两列水波相遇时便产生干涉．     

相干条件讨论

本文从光波的矢量性角度,讨论光波的相干条件之一:“有相同的振动方向”这一条件并不成立.     

自制简易光干涉实验装置

现代社会科技高速发展,光学技术也得到了广泛的应用,在光通讯、3D显示、光伏发电等行业领域发挥着重要作用.这些技术的应用都需要从了解光的本质、基础理论做起,光的干涉是其基本理论之一,透彻的理解光的干涉原理便于更深一步的学习. 1 制作原理 制作原理是根据光的干涉理论,即两列性质相同的波(频率、振动方向一致)在相遇的叠加区域,可产生明暗相间的条纹,这就是光的干涉现象.产生干涉现象的波源叫相干波源,最易得到的就是单色性极好的激光.     

形相似 质相异——干涉示意图与电偶极子等势线图的辨析

一、波的干涉示意图在学习波的干涉时,高中《物理》(必修加选修)第二册第56面中有一幅"波的干涉的示意图",用以说明频率相同的两列波叠加时,某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,且振动加强的区域和振动减弱的区域相互间隔(如图1所示).在图1中,我们看到,在相干波源 S_1、S_2的中垂线上,各点到两波源的距离相等,振动都得到加强;而在其他位置,加强或减弱区的形状就不再是直线而是曲线,如果沿 S_1、S_2方向建立     

两束线偏振光的振动方向与干涉的关系

本文从电磁场的迭加原理出发,推导出两束频率相同的线偏振光干涉强度的一般表达式。该式明白地表示了光矢量的振动方向与干涉的关系。它说明通常教材把“振动方向平行”定为两束光相干的条件之一有不妥。     

释疑薄膜干涉

光的干涉是指两列频率相等、相差恒定的光波在李间替加时,产生的有的地方光的振动加强,有的地方光的振动减弱的现象．产生明显干涉现象必须要有两列相干的光波叠加,如双缝干涉装置中用靠得很近的“双缝”产生两列相干的光波,那么薄膜干涉现象中的相干光波是怎样产生的呢？     

高斯型频谱分布光源下双光束干涉可见度

当满足相干条件时,光波会表现出相干性,在两列光波相遇的区域光强形成稳定的分布。光波的振动方向、光源的单色性都会影响相干条纹清晰程度。本文计算了高斯型频谱分布光源下双光束干涉的光强分布,并得出了气体激光器或单谱线蒸气灯发出的光的非单色性对杨氏双缝干涉的影响可以忽略的结论。     

高斯型频谱分布光源下双光束干涉可见度

当满足相干条件时,光波会表现出相干性,在两列光波相遇的区域光强形成稳定的分布。光波的振动方向、光源的单色性都会影响相干条纹清晰程度。本文计算了高斯型频谱分布光源下双光束干涉的光强分布,并得出了气体激光器或单谱线蒸气灯发出的光的非单色性对杨氏双缝干涉的影响可以忽略的结论。     

“区域”问题 “两点”求解——三类典型波动问题解析

两列频率、性质相同的波相遇叠加时，会出现某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，并且振动的加强区和减弱区互相间隔排列的现象，称为波的干涉，它是一切波所共有的特征。对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡是到两波源的波程差为半波长偶数倍的，     

光的干涉中两个疑难问题的解释

光的干涉中两个疑难问题的解释上海市高行中学潘群德两列频率相同、相差恒定、振动方向相同的光波相遇时，在其相遇区域里某些点处，振动始终加强，在另一些点处，振动始终减弱，从而呈现稳定的明暗相间条纹，这种现象称为光的干涉．教学中有人对光波干涉的成立条件和光波...     

C语言模拟多普勒效应及其在教学中的应用

一、程序设计思路如图 1所示 ,演示画面分上下两部分 ,上半部分演示波源运动时横波的形成过程 ,下半部分演示波源不移动时横波的形成过程 .水平向右匀速移动和水平方向静止的两个波源分别位于上、下两个坐标系的原点 ,两波源同时同方向由平衡位置以相同的频率开始在竖直方向振动 ,则波形以相同的速度分别向左、右方向传播 .该图能动态显示各个时刻的波形 ,且波源每振动四分之一周期后自动暂停 ,除“Esc”键外按任意键继续 .当波源振动一周期后恢复到初始状态 .图 1为波源振动一个周期时的波形 .图 1二、程序在教学中的应用设波源相对介质的…     

应该这么考虑

在讲波的干涉时有这么一道题 (以下加强点和减弱点均指振动最强点和最弱点 ) :在ｘ轴上ｘ =2ｍ和ｘ =-2ｍ处有两个振动完全相同的相干波源 ,它们激发的波的波长λ =1ｍ ,那么在 ｙ =3ｍ的直线上有多少个振动加强点 ?在ｘ =3ｍ的直线上有多少个加强点 ?分析这类题目时 ,应从两波源连线的中垂线入手 ,当两波源同步时 ,中垂线上的点一定为振动加强点 ,当两波源振动总是相反时 (相位差为π) ,中垂线上的点一定为振动减弱点 .在波源连线上相邻振动加强点的距离为λ/2 ,相邻振动减弱点的距离也是λ/2 .并且加强点和减弱点相间等距出现 .实际上若两…     

自制“波的干涉演示器”

来自相干波源的两列波叠加时要产生干涉现象。在路程差等于半波长偶数倍的地方振动最强,两列波在该点振动同相;而在路程差等于半波长奇数倍的地方振动最弱,两列波在该点振动反相。这一规律在教学中显得很抽象,我们自制的“波的干涉演示器”能直观地反映这一规律,将抽象化为具体,收到了较好的教学效果。一、材料规格 1.三块厚度均为3mm的透明有机玻璃板,其中200mm×80mm的一块,80mm×80mm的两块(边缘磨平)。 2.直径为3mm的铁丝两根,长度约分别为100厘米和40厘米。     

“前锋波”问题(高二、高三)

“前锋波”是指在机械波传播过程中最前面的波形. “前锋波”具有下列特点: (1)在传播过程中,最前面的波形不变; (2)最前面质点的起振方向跟波源的起振方向相同; (3)波源振动一个周期,机械波将添加一个波长的波形; (4)波源起振方向向上,则最前面的一个波长内的波形,前半个在x轴上方,后半个在x     

一题四法 判断波的传播方向

学习“机械波”一章后,在根据质点的振动方向判断波的传播方向时,学生普遍感到困难.现以一题为例,介绍四种简单判别方法,以供参考. 例一列横波在某时刻波形图线如图1所示,此时刻质点p振动方向向上,试判断该波的传播方向.方法1 波源位置法方法要点:质点间存在相互作用力,距波源近的点带动后一点振动,即后一点振动比前一点滞后,从而振动形式逐渐传播开去.     

关于声波干涉的讨论

中学物理必修本第一册154页关于声波干涉的论述如下:“声波也能发生干涉,我们敲响音叉时,音叉的两个叉股是频率相同的两个波源,它们产生的两列波会发生干涉,我们围绕发声的音