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油膜上有些地方就显得红一些,光的衍射现象与

时间:2020-05-07 08:55来源:数理科学
雨过天晴,汽车驶过积水的柏油马路,会形成一片片油膜,在阳光下呈现出美丽的颜色。原来无色透明的汽油,怎么会变成彩色的呢?这是光的干涉现象造成的。 这其实是一种光学现象

雨过天晴,汽车驶过积水的柏油马路,会形成一片片油膜,在阳光下呈现出美丽的颜色。原来无色透明的汽油,怎么会变成彩色的呢?这是光的干涉现象造成的。

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这其实是一种光学现象,叫做薄膜干涉!

在平静的水塘中丢下一块石头,水面就会激起一圈圈涟漪。如果从同样的高度,同时丢下两块大小相同的石头,它们激起的水波相遇时,波动情况就大不一样,在两列水波相遇的区域,水面起伏更剧烈。某些地方的水面特别低。水面好像是一幅美丽的图案:从中心向外,不仅有成同心圆状的高低相间的圈圈,而且有辐射状的高低相间的条条。两列水波相遇后叠加的情况,物理学上叫做水波的干涉。

光的干涉与衍射都可以得到明暗相间的色纹,都有力地证明了光的波动性。然而,产生这两种现象的条件是不同的。

凤凰彩票在线计划,干涉干涉在物理学上是指两列或两列以上的波在空间中重叠时发生叠加从而形成新的波形的现象。结合这个问题我们来讨论光的干涉。

同样,两列光波相遇时也会发生干涉。飘浮在水面上的油膜,在各处的厚度是不一样的。当光线照在油膜上时,一部分会被油表面反射,另一部分进入油膜内部,被油膜下面的水表面反射。阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光组成的复色光。当它在油膜的正面和背面反射相遇时,就要产生干涉现象,有的光线互相加强,有的光线互相减弱,甚至完全抵消。加强或减弱取决于光波的波长和薄膜的厚度。由于油膜的厚度各处都不一样,阳光中的不同波长的单色光在不同厚度的地方,有的会得到加强,有的却会减弱,甚至相互抵消。这样,油膜上有些地方就显得红一些,有些地方显得蓝一些,呈现出瑰丽的色彩。

光的干涉现象,需要相干光,即两列振动情况总是相同的光源,在同一介质中相遇干涉(思考一下机械波的叠加原理)。

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不仅油膜会形成光的干涉,光线射入任何透明薄膜时,都会发生这种现象。比如肥皂泡、晴蜒或苍蝇或苍蝇的翅膀,在阳光的照射下,也显得色彩缤纷。

例如,从楔形肥皂膜上观察到的黄光的明暗相间条纹,或从水面油膜上观察到的彩色条纹,就属这类情况,从薄膜的前后表面反射出来的光,就是相干光,在后面的传播中发生干涉。

关于光的干涉相关知识其实在高中物理就有所涉及,老师还会让我们背着一句话:“只有两列光波的频率相同,相位差恒定,振动方向一致的相干光源,才能产生光的干涉”。

光的衍射现象与普通的机械波衍射类似,都是绕道障碍物后的一种属性,其产生的条件是障碍物(或孔)的线度与光波波长比较接近。

也就是说如果两束光都来自普通独立光源那么就不可能产生干涉现象,在高中或本科的光学实验中,光的干涉实验室是必做的,其利用的就是将同一光源利用分光镜来产生两束可发生干涉的光线。或者说我们常说的双缝干涉实验。

例如从小孔观察点光源或从狭缝观察线光源就属这种情况。

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由于波长不同,光经过小孔或狭缝产生非直线传播的现象,此时便可在光屏上形成明暗相间的条纹。

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