物理132《光的干涉》課件(新人教版-選修3-4)市公開課一等獎省賽課獲獎課件

高中物理新人教版

選修３-4系列課件第1頁13.2《光干涉》第2頁教學目標

一、知識目標1.經(jīng)過試驗觀察認識光干涉現(xiàn)象，知道從光干涉現(xiàn)象說明光是一個波.2.掌握光雙縫干涉現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生，何處出現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋.3.掌握明條紋（或暗條紋）間距計算公式及推導過程.4.知道不一樣色光頻率不一樣，掌握波長、波速、頻率關系.5.經(jīng)過試驗初步認識薄膜干涉現(xiàn)象，了解其應用.二、能力目標1.經(jīng)過了解楊氏把一個點光源發(fā)出一束光分成兩束，了解相干光源設計思想.2.經(jīng)過依據(jù)波動理論分析單色光雙縫干涉，培養(yǎng)學生比較推理，探究知識能力.3.在認真觀察試驗事實基礎上，加強抽象思維能力培養(yǎng).第3頁三、德育目標經(jīng)過對光本性初步認識，建立辯證唯物主義世界觀.●教學重點雙縫干涉圖象形成試驗及分析●教學難點1.亮紋（或暗紋）位置確實定.2.亮紋（或暗紋）間距公式推導.●教學方法經(jīng)過機械波干涉現(xiàn)象復習，過渡到光波疊加，進而提出問題，引發(fā)思索，在試驗觀察基礎上經(jīng)過探究現(xiàn)象成因，總結(jié)規(guī)律，完成本節(jié)課教學目標，最終經(jīng)過對薄膜干涉成因分析到達拓展應用，提升能力目標.第4頁1、兩列機械波（如聲波、水波）發(fā)生干涉條件是什么？復習回顧：2、怎樣取得兩列相干機械波？（以水波為例）3、兩列波干涉時，振動最強點和振動最弱點條件是什么？第5頁光到底是什么？……………17世紀明確形成了兩大對立學說牛頓惠更斯微粒說波動說19世紀初證實了波動說正確性因為波動說沒有數(shù)學基礎以及牛頓威望使得微粒說一直占上風愛因斯坦在20世紀初提出了光子說麥克斯韋電磁說光波粒二象性第6頁第二節(jié)光干涉第7頁分波面法小結(jié)一、相干光的來源1W洛埃鏡分波面干涉2WXMDdxrsWlsX半波失損ldxrDxrlDd條紋間隔Dds1dls2sr1r2xoXd12rr楊氏雙縫分波面干涉ddxDd++2lk()12()12k0,,x+2l+k()12Ddxrxrld+k()12k0,,xl+kDd菲涅耳雙棱鏡分波面干涉WsW1l2Ws1s2ldxrDDd1W21WBXe2dxrrDl菲涅耳雙面鏡分波面干涉sWlldxrD1s2ssWM12Me第8頁S1S2S***

二、楊氏雙縫試驗楊氏雙縫干涉像屏雙縫屏觀察試驗，概括實現(xiàn)象，并說明出這種現(xiàn)象原因？第9頁第10頁三、單色光雙縫干涉試驗現(xiàn)象：1、等寬度、等間距明暗條紋。2、波峰與波峰、波谷與波谷疊加區(qū)域振動最強，即出現(xiàn)明條紋。波峰與波谷疊加區(qū)域振動最弱，即出現(xiàn)暗條紋。第11頁思索：若用綠光在一樣裝置中做雙縫干涉試驗，會得到什么圖樣呢？第12頁不一樣單色光雙縫圖樣干涉比較紅光藍光第13頁從兩張照片中能夠看出：紅光條紋間距（寬度）比綠光大，那么，不一樣單色光干涉條紋間距（寬度）與哪些原因相關?

提出問題：第14頁S1S2S***P思索1：下列圖中P點為明條紋還是暗條紋？P1思索2：設單色光波長為λ，若P1為靠近中央最近明條紋，則：P1S2－P1S1=？Q1思索3：若Q1為PP1中點，則Q1是明條紋還是暗條紋？Q1S2－Q1S1=？Q2第15頁

因為l遠遠大于d，l遠遠大于x，條紋中心位置：明紋暗紋第16頁1、條紋間距含義：相鄰亮紋或暗紋之間距離總是相等，相鄰亮紋和亮紋之間距離或暗紋和暗紋之間距離叫做條紋間距。2、單色光相干特征：等寬度等間距明暗條紋（指相鄰明紋與明紋之間或暗紋與暗紋之間）條紋中心位置：明紋暗紋四、單色光雙縫間距或?qū)挾扰c波長關系：第17頁觀察不一樣單色光雙縫干涉條紋情況，說說你思索？第18頁各色光在真空中波長光顏色波長nm光顏色波長nm紅770－620綠580－490橙620－600藍－靛490－450黃600－580紫450－400紅光波長最大，紫光波長最小五、光波長測定：第19頁五、深入研究：不一樣色光在真空中傳輸速度相同。波長和頻率乘積等于波速：v=λf，波長越長頻率越小，波長越短頻率越大。光

顏色波長λ(nm)頻率f

(1014Hz)光

顏色波長λ(nm)頻率f

(1014Hz)紅770～6203.9～4.8綠580～4905.2～6.1橙620～6004.8～5.0藍－靛490～4506.1～6.7黃600～5805.0～5.2紫450～4006.7～7.51nm=10-9m第20頁特征量紅光→紫光干涉條紋間距（Δx）由大到小真空中波長（λ）由大到小頻率（ν）由小到大七種單色光綜合性質(zhì)對比一覽表第21頁思索4：七種單色光在同一個裝置中雙縫干涉條紋間距是從大到小。但它們在雙縫正正確像屏中央P處附近均為亮條紋還是暗條紋？拓展1、若用白光在一樣裝置中做雙縫干涉試驗，其干涉圖樣是什么條紋？拓展2、分析說明用白光做楊氏雙縫試驗時，中央亮紋邊緣是什么顏色？

拓展3、分析說明用白光做楊氏雙縫試驗時，離中央最近一條亮紋是什么顏色？

紅紫第22頁白光藍光紅光第23頁單色光合成六、白光雙縫干涉：中央明條紋第24頁七、薄膜干涉

思索５：肥皂泡看起來經(jīng)常是彩色，雨后公路積水上面漂浮油膜，看起來也是彩色。這些現(xiàn)象是這么形成？1）現(xiàn)象：水平明暗相間條紋２）相干光起源：肥皂薄膜前表面反射光波與后表面反射

光波相互疊加產(chǎn)生干涉第25頁在薄膜厚度為d處，前后表面反射光光程差為２d，則⑵當時，出現(xiàn)暗條紋⑴當時，出現(xiàn)亮條紋⑶假如薄膜厚度均勻改變，用單色光照射條紋間距相等

用白光照射在同一厚度某一波長光反射后增強，另一波長光反射后減弱，所以出現(xiàn)彩色條紋第26頁例1、如圖4-4所表示，豎直肥皂液膜橫截面，右側(cè)受到一束平行光照射，關于肥皂液膜產(chǎn)生干涉條紋說法正確是()A.在右側(cè)觀察到干涉條紋是由光線在肥皂液薄膜左右兩個表面反射兩列波迭加生成

B.在左側(cè)也能觀察到類似條紋

C.觀察到條紋可能是黑白相間也可能是色彩相間

D.觀察到條紋可能是水平也可能是豎直第27頁薄膜干涉應用a.干涉法檢驗平面

原理：在被檢平面與透明樣板間墊一個薄片，使其間形成一個楔形空氣薄層．當用單色光從上面照射時，入射光從空氣層上、下表面反射出兩列光波，于是從反射光中看到干涉條紋．第28頁b.增透膜

原理：當薄膜厚度是入射光在薄膜中波長１∕４時，在薄膜兩個面上反射光，光程差恰好等于半波長，因而相互抵消，到達減小反射光，增大透射光作用思索６：增透膜能否將全部反射光都抵消思索７：那么，怎樣來確定增透膜厚度？

第29頁因為人視覺最敏感色光為綠光，所以增透膜厚度為綠光在增透膜中波長1/4。以增大綠光透射強度。因為紅光與紫光反射強度大，所以攝影機鏡頭常呈淡紫色或藍色攝影機和望遠鏡第30頁牛頓環(huán)干涉圖樣：中央疏邊緣密同心圓環(huán)第31頁光色散第32頁色散——白光透過棱鏡以后被分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫氣種顏色光（1）光顏色由頻率來決定。紅光頻率最小，紫光頻率最大；在不一樣介質(zhì)中，光頻率不變（2）不一樣頻率光在真空中傳輸速度相同，但在介質(zhì)中不一樣（3）同一介質(zhì)對不一樣光折射率不一樣，普通有“頻率越高，折射率越大”（4）光在介質(zhì)中傳輸時光速發(fā)生改變，波長也發(fā)生改變：同一色光在不一樣介質(zhì)中，折射率大光速小，波長短；不一樣色光在同一介質(zhì)中，頻率高折射率大，光速小，波長短第33頁（03全國）一束單色光從空氣射入玻璃中，則其A．頻率不變，波長變長B頻率變大，彼長不變C頻率不變，波長變短D頻率變小，波長不變第34頁（04全國春季）對于單色光，玻璃折射率比水大，則此光在玻璃中傳輸時（）A、其速度比在水中大，其波長比在水中長B、其速度比在水中大，其波長比在水中短C、其速度比在水中小，其波長比在水中短D、其速度比在水中小，其波長比在水中長第35頁紫光由折射率為n棱鏡進入空氣，則以下說法中正確是()A.頻率為原來n倍，波長為原來1/nB.波長為原來n倍，波速為原來n倍C.頻率為原來n倍，波長為原來n倍D.頻率為原來1/n，波長為原來n倍B第36頁一束白光從頂角為三棱鏡一側(cè)，以較大入射角射入棱鏡后，經(jīng)棱鏡折射在光屏P上可得到彩色光帶，如圖所表示，當入射角逐步減小到0過程中，假如屏上彩色光帶先后消失，則()A.紅光最先消