-高中物理-5.1-光的干涉-教科版選修3-4省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)

高中物理·選修3-4·教科版第五章光波動(dòng)性5.1光干涉

第1頁(yè)[目標(biāo)定位]

1.知道光干涉現(xiàn)象，知道光是一個(gè)波.2.了解相干光源和產(chǎn)生干涉現(xiàn)象條件.3.了解明暗條紋成因及出現(xiàn)明暗條紋條件.4.了解薄膜干涉成因，知道薄膜干涉現(xiàn)象和應(yīng)用．第2頁(yè)一、雙縫干涉1．1801年，英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊在試驗(yàn)室里成功地觀察到了光干涉．2．雙縫干涉：紅色激光束垂直射到兩條狹縫上，在它后面屏幕上看到了

條紋，且條紋間距相等，這表明兩束光在疊加區(qū)域內(nèi)發(fā)生了干涉．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)明暗相間第3頁(yè)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)偶數(shù)倍整數(shù)倍頻率第4頁(yè)二、薄膜干涉1．原理：以肥皂膜為例，單色光平行入射到肥皂泡液薄膜上，由液膜前后兩個(gè)表面反射回來(lái)兩列光是相干光，它們相互疊加產(chǎn)生干涉，肥皂泡上就出現(xiàn)了

條紋或區(qū)域．2．應(yīng)用：檢驗(yàn)平面平整程度． 原理：空氣層上下兩個(gè)表面反射兩列光波發(fā)生

.預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)明暗相間干涉第5頁(yè)一、雙縫干涉試驗(yàn)1．試驗(yàn)裝置示意圖 試驗(yàn)裝置如圖5－1－1所表示，有光源、單縫、雙縫和光屏． (1)單縫作用：取得一個(gè)線光源，使光源有唯一頻率和振動(dòng)情況．也可用激光直接照射雙縫． (2)雙縫作用：這么一束光被分成兩束頻率相同和振動(dòng)情況完全一致相干光．課堂講義圖5－1－1第6頁(yè)課堂講義2．產(chǎn)生干涉條件：兩列光頻率相同、相位相同、振動(dòng)方向相同．本試驗(yàn)中是靠“一分為二”方法取得兩個(gè)相干光源．3．干涉圖樣 (1)若用單色光作光源，則干涉條紋是等間距明暗相間條紋． (2)若用白光作光源，則干涉條紋是彩色條紋，且中間條紋是白色．4．試驗(yàn)結(jié)論：證實(shí)光是一個(gè)波．第7頁(yè)課堂講義【例1】在雙縫干涉試驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中一縫前放一紅色濾光片(只能透過(guò)紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過(guò)綠光)，已知紅光與綠光頻率、波長(zhǎng)均不相等，這時(shí) (

) A．只有紅色和綠色雙縫干涉條紋，其它顏色雙縫干涉條紋消失 B．紅色和綠色雙縫干涉條紋消失，其它顏色干涉條紋依然存在 C．任何顏色雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮 D．屏上無(wú)任何光亮第8頁(yè)課堂講義解析兩列光波發(fā)生干涉條件之一是頻率相等，利用雙縫將一束光分成能夠發(fā)生疊加兩束光，在光屏上形成干涉條紋，但分別用綠色濾光片和紅色濾光片擋住兩條縫后，紅光和綠光頻率不等，不能發(fā)生干涉，所以屏上不會(huì)出現(xiàn)干涉條紋，但仍有光亮．答案C借題發(fā)揮明確兩列光波發(fā)生干涉條件，知道不一樣色光頻率不一樣，是對(duì)這類(lèi)問(wèn)題做出正確判斷關(guān)鍵，該知識(shí)點(diǎn)必須記住.

第9頁(yè)課堂講義第10頁(yè)課堂講義2．暗條紋條件：屏上某點(diǎn)P到兩條縫S1和S2旅程差恰好是半波長(zhǎng)奇數(shù)倍．即：第11頁(yè)課堂講義【例2】如圖5－1－2所表示是雙縫干涉試驗(yàn)裝置，使用波長(zhǎng)為600nm橙色光源照射單縫S，在光屏中央P處觀察到亮條紋，在位于P點(diǎn)上方P1點(diǎn)出現(xiàn)第一條亮條紋中心(即P1到S1、S2光程差為一個(gè)波長(zhǎng))，現(xiàn)換用波長(zhǎng)為400nm紫光源照射單縫，則(

)圖5－1－2第12頁(yè)課堂講義A．P和P1處仍為亮條紋B．P處為亮條紋，P1處為暗條紋C．P處為暗條紋，P1處為亮條紋D．P、P1處，均為暗條紋第13頁(yè)課堂講義答案B第14頁(yè)課堂講義借題發(fā)揮判斷屏上某點(diǎn)為亮條紋還是暗條紋，要看該點(diǎn)到兩個(gè)光源(雙縫)旅程差(光程差)與半波長(zhǎng)比值，要記住光程差等于半波長(zhǎng)偶數(shù)倍處出現(xiàn)亮條紋，等于半波長(zhǎng)奇數(shù)倍處為暗條紋，還要注意這一結(jié)論成立條件是：兩個(gè)光源情況完全相同．第15頁(yè)課堂講義針對(duì)訓(xùn)練如圖5－1－3所表示，用頻率為f單色光(激光)垂直照射雙縫，在光屏P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2距離之差|r1－r2|應(yīng)為 (

)圖5－1－3第16頁(yè)課堂講義答案D第17頁(yè)課堂講義三、對(duì)薄膜干涉了解1．現(xiàn)象：光照到薄膜上，從膜前表面和后表面反射回來(lái)光再次相遇而產(chǎn)生干涉現(xiàn)象．兩反射光光程差等于膜厚度2倍．2．圖樣：以光照射肥皂泡為例，假如是單色光照射肥皂泡，肥皂泡上就會(huì)出現(xiàn)明暗相間條紋或區(qū)域；假如是白光照射肥皂泡，液膜上就會(huì)出現(xiàn)彩色條紋，且每一條紋呈水平分布．3．應(yīng)用：用干涉法檢驗(yàn)平面平整程度；光學(xué)鏡頭上增透膜．第18頁(yè)課堂講義【例3】關(guān)于薄膜干涉，以下說(shuō)法中正確是 (

) A．只有厚度均勻薄膜，才會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象 B．只有厚度不均勻楔形薄膜，才會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象 C．厚度均勻薄膜會(huì)形成干涉條紋 D．觀察肥皂液膜干涉現(xiàn)象時(shí)，觀察者應(yīng)和光源在液膜同一側(cè)第19頁(yè)課堂講義解析當(dāng)光從薄膜一側(cè)照射到薄膜上時(shí)，只要前后兩個(gè)面反射回來(lái)光波旅程差滿足振動(dòng)加強(qiáng)條件，就會(huì)出現(xiàn)明條紋，滿足振動(dòng)減弱條件就會(huì)出現(xiàn)暗條紋．這種情況在薄膜厚度不均勻時(shí)才會(huì)出現(xiàn)；當(dāng)薄膜厚度均勻時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)干涉條紋，但也發(fā)生干涉現(xiàn)象，假如是單色光照射