高考物理核心要點(diǎn)突破系列課件：第20章第一節(jié)光的干涉(人教版選修34)

1、第一節(jié)光的干涉第一節(jié)光的干涉核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第一節(jié)第一節(jié)課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道光的干涉現(xiàn)象，并知道光的干知道光的干涉現(xiàn)象，并知道光的干涉現(xiàn)象說明光是一種波涉現(xiàn)象說明光是一種波2知道光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的，何處出知道光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的，何處出現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋3知道其他條件相同時(shí)，不同色光產(chǎn)生的雙縫干知道其他條件相同時(shí)，不同色光產(chǎn)生的雙縫干涉條紋間距不同，光的波長越長，干涉條紋間距涉條紋間距不同，光的波長越長，干涉條紋間距越大知道不同

2、色光的頻率不同越大知道不同色光的頻率不同重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：1.兩束光產(chǎn)生干涉的條件和原理及出兩束光產(chǎn)生干涉的條件和原理及出現(xiàn)亮條紋、暗條紋的判斷方法現(xiàn)亮條紋、暗條紋的判斷方法2決定干涉條紋寬度的因素決定干涉條紋寬度的因素課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、光的干涉一、光的干涉1光的干涉：在兩列光波的疊加區(qū)域，某些區(qū)域光的干涉：在兩列光波的疊加區(qū)域，某些區(qū)域相互加強(qiáng)，出現(xiàn)相互加強(qiáng)，出現(xiàn)_條紋；某些區(qū)域相互減弱，條紋；某些區(qū)域相互減弱，出現(xiàn)出現(xiàn)_條紋，且加強(qiáng)和減弱的區(qū)域相間，即出條紋，且加強(qiáng)和減弱的區(qū)域相間，即出現(xiàn)亮紋和暗紋相間的現(xiàn)象現(xiàn)亮紋和暗紋相間的現(xiàn)象2干涉條件：兩列光波干涉條件：兩列光波_相同，振

3、動(dòng)情況相同，振動(dòng)情況相同且相位差恒定能發(fā)生干涉的兩列波稱為相相同且相位差恒定能發(fā)生干涉的兩列波稱為相干波，兩個(gè)光源稱為干波，兩個(gè)光源稱為_光源相干光源可光源相干光源可用同一束光分成兩列而獲得用同一束光分成兩列而獲得亮亮暗暗頻率頻率相干相干二、雙縫干涉二、雙縫干涉1雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中相干光源的獲得方法：一般光雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中相干光源的獲得方法：一般光源的光通過單縫后，可認(rèn)為是由單縫發(fā)出的頻率源的光通過單縫后，可認(rèn)為是由單縫發(fā)出的頻率一定的光，該光通過對稱的雙縫后，得到相干光一定的光，該光通過對稱的雙縫后，得到相干光源源2雙縫干涉圖樣特點(diǎn)：單色光干涉圖樣的中央為雙縫干涉圖樣特點(diǎn)：單色光干涉圖樣的中央為_

4、，往兩邊是，往兩邊是_且間距相等的條且間距相等的條紋白光干涉圖樣的中央為紋白光干涉圖樣的中央為_，中央白光邊，中央白光邊緣呈紅色，在兩側(cè)依次出現(xiàn)彩色條紋，緣呈紅色，在兩側(cè)依次出現(xiàn)彩色條紋，_最最靠近中央，靠近中央，_最遠(yuǎn)最遠(yuǎn)亮條紋亮條紋暗暗白光白光紫光紫光紅光紅光波長波長反比反比三、薄膜干涉三、薄膜干涉1薄膜干涉中相干光的來源薄膜干涉中相干光的來源一列光在膜的一列光在膜的_和和_分別分別反射，如同由前、后表面發(fā)射出來的兩列完全反射，如同由前、后表面發(fā)射出來的兩列完全相同的光，滿足相干條件相同的光，滿足相干條件前表面前表面后表面后表面2薄膜干涉圖樣特點(diǎn)薄膜干涉圖樣特點(diǎn)由于膜的厚度不同，若兩列波反

5、射回來的光程差是由于膜的厚度不同，若兩列波反射回來的光程差是波長的波長的_，疊加后振動(dòng)加強(qiáng)，形成亮條紋；，疊加后振動(dòng)加強(qiáng)，形成亮條紋；若光程差是半波長的若光程差是半波長的_ ，疊加后振動(dòng)減弱，疊加后振動(dòng)減弱，形成形成_ 所以，當(dāng)膜是楔形時(shí)，形成明暗所以，當(dāng)膜是楔形時(shí)，形成明暗相間的條紋，如果入射光是白光，其中各單色光的相間的條紋，如果入射光是白光，其中各單色光的波長不同，各自在不同地點(diǎn)出現(xiàn)亮紋，而形成波長不同，各自在不同地點(diǎn)出現(xiàn)亮紋，而形成_3薄膜干涉的應(yīng)用：檢查工件表面是否平整薄膜干涉的應(yīng)用：檢查工件表面是否平整整數(shù)倍整數(shù)倍奇數(shù)倍奇數(shù)倍暗條紋暗條紋彩色條紋彩色條紋核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破圖圖

6、1952(2)圖象特點(diǎn)：中央為亮條紋，兩邊為等間距對稱分布圖象特點(diǎn)：中央為亮條紋，兩邊為等間距對稱分布的亮暗相間條紋的亮暗相間條紋紅光紅光(最大最大)亮、暗條紋最寬，紫光亮、暗條紋最窄亮、暗條紋最寬，紫光亮、暗條紋最窄白光干涉圖樣中央亮條紋外側(cè)為紅色白光干涉圖樣中央亮條紋外側(cè)為紅色2相干光源的兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差等于波長相干光源的兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差等于波長的整倍數(shù)時(shí)，該處光相互加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)?shù)竭_(dá)的整倍數(shù)時(shí)，該處光相互加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)?shù)竭_(dá)某點(diǎn)的路程差為半波長奇數(shù)倍時(shí)，該處光互相減弱，某點(diǎn)的路程差為半波長奇數(shù)倍時(shí)，該處光互相減弱，出現(xiàn)暗條紋故雙縫干涉中央條紋為亮條紋出現(xiàn)暗條紋故

7、雙縫干涉中央條紋為亮條紋圖圖2012特別提醒：特別提醒：(1)觀察的是從膜前、后兩表面反射觀察的是從膜前、后兩表面反射回來的光，不是透過膜的光，眼睛與光源在膜的回來的光，不是透過膜的光，眼睛與光源在膜的同一側(cè)同一側(cè)(2)用單色光和白光分別照射同一膜，觀察到的現(xiàn)用單色光和白光分別照射同一膜，觀察到的現(xiàn)象是不同的用白光照射膜時(shí)，某一位置紅光得象是不同的用白光照射膜時(shí)，某一位置紅光得到加強(qiáng)，其他顏色的光就被削弱，故在此位置看到加強(qiáng)，其他顏色的光就被削弱，故在此位置看到的是紅色，而另一位置則會(huì)看到黃色等其他顏到的是紅色，而另一位置則會(huì)看到黃色等其他顏色；而在單色光照射下，則會(huì)出現(xiàn)亮暗相間的條色；而在單

8、色光照射下，則會(huì)出現(xiàn)亮暗相間的條紋紋(3)薄膜既可以是固體、液體，也可以是氣體薄膜既可以是固體、液體，也可以是氣體如圖如圖2013所示用單色光從上面照射，空氣所示用單色光從上面照射，空氣層的上下兩個(gè)表面反射的兩列光波發(fā)生干涉如層的上下兩個(gè)表面反射的兩列光波發(fā)生干涉如果被檢平面是平的，那么空氣層厚度相同的各點(diǎn)果被檢平面是平的，那么空氣層厚度相同的各點(diǎn)分布在一條直線上，產(chǎn)生的干涉條紋是等距的平分布在一條直線上，產(chǎn)生的干涉條紋是等距的平行線，如圖行線，如圖2014甲所示；如果被測表面有的甲所示；如果被測表面有的地方不平，那么空氣層的厚度相同的各點(diǎn)不再位地方不平，那么空氣層的厚度相同的各點(diǎn)不再位于一條

9、直線上，該處產(chǎn)生的干涉條紋就會(huì)發(fā)生彎于一條直線上，該處產(chǎn)生的干涉條紋就會(huì)發(fā)生彎曲，如圖乙所示，可判斷被檢查平面的瑕疵處是曲，如圖乙所示，可判斷被檢查平面的瑕疵處是凹的凹的圖圖2013 圖圖2014圖圖2015課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練雙縫干涉雙縫干涉如圖如圖2016所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，s1和和s2是雙狹縫，是雙狹縫，p是光屏上的一點(diǎn)，已知是光屏上的一點(diǎn)，已知p點(diǎn)與點(diǎn)與s1和和s2的距離之差為的距離之差為2.1106 m，今分別利用，今分別利用a、b兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)圖圖2016(1)已知已知a光在折射率為光在折射率為n1.

10、5的介質(zhì)中波長為的介質(zhì)中波長為4107 m，問，問p點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？(2)已知已知b光在某種介質(zhì)中波長為光在某種介質(zhì)中波長為3.15107 m，當(dāng)，當(dāng)b光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為37，問，問p點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？【答案答案】(1)暗條紋暗條紋(2)亮條紋亮條紋【點(diǎn)評點(diǎn)評】這類綜合題的求解方法除了用到判斷這類綜合題的求解方法除了用到判斷亮條紋和暗條紋的條件，還要用到幾何光學(xué)中的亮條紋和暗條紋的條件，還要用到幾何光學(xué)中的諸多知識，分析時(shí)要注意前后聯(lián)系諸多知識，分析時(shí)要注意前后聯(lián)系變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1在雙縫干涉實(shí)

11、驗(yàn)中，雙縫到光屏上在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上p點(diǎn)的距離之差點(diǎn)的距離之差s0.6 m，若分別用頻率為，若分別用頻率為f15.01014 hz和和f27.51014 hz的單色光垂直照射的單色光垂直照射雙縫，則雙縫，則p點(diǎn)出現(xiàn)亮、暗條紋的情況是點(diǎn)出現(xiàn)亮、暗條紋的情況是()a用頻率為用頻率為f1的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)亮條紋的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)亮條紋b用頻率為用頻率為f2的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)亮條紋的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)亮條紋c用頻率為用頻率為f1的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)暗條紋的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)暗條紋d用頻率為用頻率為f2的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)暗條紋的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)暗條紋對薄膜干涉現(xiàn)象的認(rèn)識對薄膜干涉現(xiàn)

12、象的認(rèn)識如圖如圖2017所示，一束白光從左側(cè)射入肥所示，一束白光從左側(cè)射入肥皂薄膜，下列說法正確的是皂薄膜，下列說法正確的是()a人從右側(cè)向左看，可看到彩色條紋人從右側(cè)向左看，可看到彩色條紋b人從左側(cè)向右看，可看到彩色條紋人從左側(cè)向右看，可看到彩色條紋c彩色條紋水平排列彩色條紋水平排列d彩色條紋豎直排列彩色條紋豎直排列圖圖2017【解析解析】一束白光照到薄膜上，經(jīng)薄膜兩個(gè)界一束白光照到薄膜上，經(jīng)薄膜兩個(gè)界面上反射回來的光再相遇時(shí)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，這樣面上反射回來的光再相遇時(shí)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，這樣人從左側(cè)向右看時(shí)，可以看到彩色條紋，選項(xiàng)人從左側(cè)向右看時(shí)，可以看到彩色條紋，選項(xiàng)b正正確確由于薄膜從上向下逐

13、漸加厚，在同一水平線上的由于薄膜從上向下逐漸加厚，在同一水平線上的厚度相同，故彩色條紋是水平排列的，選項(xiàng)厚度相同，故彩色條紋是水平排列的，選項(xiàng)c正正確確【答案答案】bc【點(diǎn)評點(diǎn)評】這是物理原理在實(shí)際生活中的表現(xiàn)，這是物理原理在實(shí)際生活中的表現(xiàn)，平時(shí)應(yīng)多觀察，注意實(shí)際生活中所隱含的各種物平時(shí)應(yīng)多觀察，注意實(shí)際生活中所隱含的各種物理原理理原理變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2如圖如圖2018是一豎直的肥皂液薄膜是一豎直的肥皂液薄膜的橫截面，關(guān)于豎直的肥皂液薄膜產(chǎn)生的光的干的橫截面，關(guān)于豎直的肥皂液薄膜產(chǎn)生的光的干涉現(xiàn)象，下列敘述中正確的是涉現(xiàn)象，下列敘述中正確的是()圖圖2018a干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在薄膜前

14、后兩表面干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波的疊加反射形成的兩列光波的疊加b干涉條紋的暗紋，是由于上述兩列反射波的波干涉條紋的暗紋，是由于上述兩列反射波的波前與波后疊加造成前與波后疊加造成c用綠光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距，比黃光用綠光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距，比黃光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距小照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距小d薄膜上的干涉條紋基本是豎直的薄膜上的干涉條紋基本是豎直的解析：解析：選選ac.薄膜干涉是由于照射到膜上的光會(huì)從薄膜干涉是由于照射到膜上的光會(huì)從膜的前表面和后表面分別反射回來，形成兩列膜的前表面和后表面分別反射回來，形成兩列波這兩列波是由同一入射光波產(chǎn)

15、生的，因此頻波這兩列波是由同一入射光波產(chǎn)生的，因此頻率相同，相位差恒定產(chǎn)生干涉當(dāng)波峰與波谷率相同，相位差恒定產(chǎn)生干涉當(dāng)波峰與波谷互相疊加時(shí)，形成暗條紋；當(dāng)波谷與波谷互相疊加時(shí)，形成暗條紋；當(dāng)波谷與波谷(或波峰或波峰與波峰與波峰)互相疊加時(shí)，形成亮條紋在豎直的肥皂互相疊加時(shí)，形成亮條紋在豎直的肥皂液薄膜上，亮暗相間的干涉條紋，基本上呈水平液薄膜上，亮暗相間的干涉條紋，基本上呈水平狀，且波長越長，相鄰條紋的間距越大狀，且波長越長，相鄰條紋的間距越大登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時(shí)間被紫外線照過度照射，尤其是眼睛更不能長時(shí)間被

16、紫外線照射，否則將會(huì)嚴(yán)重地?fù)p傷視力有人想利用薄膜射，否則將會(huì)嚴(yán)重地?fù)p傷視力有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對眼睛傷干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡他選用的薄膜材料的折射率為害的眼鏡他選用的薄膜材料的折射率為n1.5，所要消除的紫外線的頻率為所要消除的紫外線的頻率為f8.11014 hz，那么，那么他設(shè)計(jì)的這種他設(shè)計(jì)的這種“增反膜增反膜”的厚度至少是的厚度至少是()薄膜干涉的應(yīng)用薄膜干涉的應(yīng)用a9.25108 mb1.85107 mc1.23107 m d6.18108 m【答案】【答案】c【點(diǎn)評】【點(diǎn)評】不論增反膜還是增透膜，有關(guān)光的不論增反膜還是增透膜，有關(guān)光的波長必須為光在該膜中的波長波長必須為光在該膜中的波長變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3市場上有種燈具俗稱市場上有種燈具俗稱“冷光燈冷光燈”，用，用它照射物品時(shí)能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降它照射物品時(shí)能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處這種燈低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處這種燈降低熱效應(yīng)的