2021-2022人教版高中物理選擇性必修一第四章 第三節(jié)光的干涉 學案（第一課時）

1、4.3光的干涉（第一課時）【學習目標】1觀察光的干涉現(xiàn)象，認識干涉條紋的特點2知道決定干涉條紋間距的條件，認識出現(xiàn)亮條紋和暗條紋的位置特點3通過實例了解薄膜干涉的特點及在生活中的應用【學習重點】通過光的雙縫干涉實驗，認識雙縫干涉圖樣的特征【課前自主學習】一、識別光的雙縫干涉1物理史實：1801年，英國物理學家成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象，有利的證明了光是一種 2雙縫干涉實驗(楊氏干涉實驗)(1)實驗過程：讓一束 投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，兩狹縫相距很近，兩狹縫就成了兩個 ，它們的頻率、相位和振動方向總是 的，兩個光源發(fā)出的光在擋板后面的空間互疊加發(fā)生 (2)實驗現(xiàn)象：在屏上得到 的

2、條紋(3)單縫屏的作用：獲得一個 (有唯一的頻率和振動情況，)。(4)雙縫屏的作用：平行光照射到單縫S上，又照射到雙縫S1、S2上，這樣一束光被分成兩束頻率相同和振動情況完全一致的 （稱為分光法)(5)決定條紋明暗的條件當兩個光源與屏上某點的距離之差等于波長的倍時，兩列光波在這點相互加強，出現(xiàn)條紋當兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長eq f(,2)的倍時，兩列光波在這點相互減弱，出現(xiàn)條紋二、光的干涉條件：兩列光的 相同、 恒定、 相同。能發(fā)生干涉的兩列波稱為 ，兩個光源稱為 ，例如雙縫S1、S2。1薄膜干涉：光照射到薄膜上，在薄膜的前后兩個面 的光在薄膜靠近光源的一面相互疊加，發(fā)生干涉的現(xiàn)

3、象。2相干光的獲得：兩個面的 是由同一個光波分解而成的，它們具有相同的 、恒定的 及 。3薄膜干涉的原理：由于重力作用，液膜 ，因此在薄膜的不同位置，前后兩個面的反射光的路程差不同，在某些位置兩列波疊加后相互加強，出現(xiàn)了 ；在另一些位置，疊加后相互削弱，出現(xiàn)了 。條紋是 方向的，因為在同一水平高度處，薄膜的厚度相同，從前后兩表面反射的光的路程差均 ?！菊n堂合作探究】【思考】肥皂膜看起來常常是彩色的，雨后公路積水上面漂浮的油膜，也經(jīng)常顯現(xiàn)出彩色條紋。這些彩色條紋或圖樣是怎樣形成的？一、光的雙縫干涉在一定條件下，機械波可以發(fā)生特殊的疊加：干涉，并形成了穩(wěn)定的干涉圖樣?；仡櫿f明：干涉的條件？穩(wěn)定干涉

4、圖樣的特點？怎樣的光才可以干涉？怎樣獲取“相干光源”？3閱讀課本，觀察P90圖4.3-1，描述光通過雙縫形成的干涉圖樣特點。4 在雙縫干涉中，雙縫又有怎樣的作用？5 結合波的干涉知識，說明:P0位置出現(xiàn)的是亮條紋、暗條紋？為什么？P0以上，為什么會依次出現(xiàn)暗條紋、明條紋？例1. (多選)關于光的干涉，下列說法不正確的是()A只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉B頻率不同的兩列光波也能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，只是不穩(wěn)定C頻率相同、振幅相同的兩束光才能產(chǎn)生干涉D兩個完全相同的相干光源做雙縫干涉實驗時，從兩個狹縫到達屏上的路程差是光波長的整數(shù)倍時出現(xiàn)亮條紋【變式訓練】真空中，由兩個不同光源所發(fā)出的兩束白光落在同

5、一點上，不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象這是因為()A.兩個光源發(fā)出光的頻率相同B兩個光源發(fā)出光的強度不同C.兩個光源的光速不同D這兩個光源是彼此獨立的，不是相干光源二、干涉條紋和光的波長之間的關系如圖所示，波長為 的單色光照射到雙縫上。兩縫中心之間的距離為 d ，兩縫 S1、S2 的連線的中垂線與屏的交點為 P0，雙縫到屏的距離 OP0 l。設某一亮紋到P0的距離為x，請通過數(shù)學方法確定x與的、d、l關系。據(jù)x與的、d、l關系，思考：兩個相鄰亮條紋或暗條紋的中心間距的表達式，并說明各符號的含義。不同顏色的單色光，通過相同的雙縫干涉儀器，產(chǎn)生的條紋會有怎樣的不同？若在實驗中，使用白光，則在光屏上得到的圖樣有怎

6、樣的特點？【例2】如圖所示，在楊氏雙縫干涉實驗中，激光的波長為7.30107 m，屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為7.30107 m則在這里出現(xiàn)的應是_(選填“明條紋”或“暗條紋”)【變式訓練】雙縫干涉實驗裝置如圖所示，綠光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2與單縫的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋屏上O點距雙縫S1和S2的距離相等，P點是距O點最近的第一條亮條紋如果將入射的單色光換成紅光或藍光，討論屏上O點及其上方的干涉條紋的情況是()AO點是紅光的暗條紋 BO點不是藍光的亮條紋C紅光的第一條亮條紋在P點的上方 D藍光的第一條亮條紋在P點的上方三、薄膜干

7、涉閱讀、觀察課本P93做一做，“用肥皂膜做薄膜干涉實驗”，把肥皂液膜當作平面鏡，用它觀察燈焰，看到的像與直接看到的燈焰有什么不同？為什么會出現(xiàn)這樣的像？ 薄膜干涉：來自薄膜 兩個面的 光相互疊加，發(fā)生干涉，稱薄膜干涉。如果用白光，我們會看到怎樣的現(xiàn)象？薄膜干涉在生產(chǎn)生活中有怎樣的應用？【例3】(多選)利用薄膜干涉可檢查工件表面的平整度，如圖2(a)所示，現(xiàn)使透明標準板M和待檢工件N間形成一楔形空氣薄層，并用單色光照射，可觀察到如圖(b)所示的干涉條紋，條紋的彎曲處P和Q對應于A和B處，下列判斷中正確的是()AN的上表面A處向上凸起B(yǎng)N的上表面B處向上凸起C條紋的c、d點對應處的薄膜厚度相同D條

8、紋的d、e點對應處的薄膜厚度相同【變式】:市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時能使在被照物品處產(chǎn)生的熱效應大大降低，從而廣泛地應用于博物館、商店等處這種燈降低熱效應的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍了一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應最顯著的紅外線以表示紅外線的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應為()A.eq f(1,8) B.eq f(1,4) C.eq f(1,2) D【知識鞏固提升】1、從兩支手電筒射出的光，當它們照射到同一點時看不到干涉花紋，是因為（ ） A手電筒射出的光不是單色光 B周圍環(huán)境的漫反射光太強C干涉圖樣太細小看不清楚 D兩個光源是非相干光源2、在雙縫干涉實驗中，若僅使雙縫到屏的間距變小，則明條紋中心間距將 （ ） A變大 B變小 C不變 D都有可能3、(多選)關于光的干涉，下列說法中正確的是()A在雙縫干涉現(xiàn)象里，相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是相等的B在雙縫干涉現(xiàn)象里，入射光波長變短，相鄰兩個明條紋間距將變窄C只有頻率相同的兩列光波