光的干涉新課程培訓(xùn)

1、光的干涉新課程培訓(xùn)一、 教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能：1、認(rèn)識(shí)光的干涉現(xiàn)象及產(chǎn)生光干涉的條件；2、理解光的干涉條紋形成原理，認(rèn)識(shí)干涉條紋的特征。（二）過程與方法：1、通過觀察實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的觀察、表述、概括能力。 2、利用所學(xué)知識(shí)解決一些實(shí)際問題。（三）德育目標(biāo)： 1、通過“揚(yáng)氏雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，滲透科學(xué)家認(rèn)識(shí)事物科學(xué)的物理思維方法。 2、滲透物理學(xué)研究方法的教育，培養(yǎng)一切從實(shí)際出發(fā)的唯物主義思想。二、教學(xué)重點(diǎn)波的干涉條件，相干光源三、教學(xué)難點(diǎn) 如何用波動(dòng)說來說明明暗相間的干涉條紋，怎么會(huì)出現(xiàn)時(shí)間上是穩(wěn)定的，空間上存在 著加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)并且互相間隔，如何理解“加強(qiáng)”和“減弱” 。四、

2、教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法、講授法、練習(xí)法五、教學(xué)用具雙縫干涉儀，多媒體電腦及投影裝置，多媒體課件六、課時(shí)安排1 課時(shí)七、教學(xué)過程（一）復(fù)習(xí)引入新課： 復(fù)習(xí)機(jī)械波的干涉現(xiàn)象并演示“水波干涉現(xiàn)象” ，向?qū)W生提出問題。（1）這是什么現(xiàn)象？ （2）是否任何兩列波在傳播空間相遇都會(huì)產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象？ 讓學(xué)生回答，讓學(xué)生描述穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的特征，指出干涉現(xiàn)象是兩列波在空間相遇疊加的一種情景； 一切波都能發(fā)生干涉現(xiàn)象，干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象 。要得到穩(wěn)定干涉現(xiàn)象需是 相干波源。（二）新課教學(xué)：1、揚(yáng)氏干涉實(shí)驗(yàn)。 （1）提出問題：光是否具有波動(dòng)性？如果有則會(huì)有光的干涉現(xiàn)象，觀察光的干涉現(xiàn)象可 以用屏幕，在屏幕上會(huì)得到什么現(xiàn)

3、象呢？ 演示平行激光束作為兩個(gè)光源，移動(dòng)屏與它們之間的距離，屏幕上看不到明暗相間的現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 兩個(gè)獨(dú)立熱光源的光波相遇得不到干涉現(xiàn)象。 說明光的復(fù)雜性。 認(rèn)識(shí)事物不是一 帆風(fēng)順的。實(shí)驗(yàn)的不成功是光無波動(dòng)性？還是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有錯(cuò)誤，沒有滿足相干條件？（2）揚(yáng)氏實(shí)驗(yàn)。 介紹英國物理學(xué)家托馬斯揚(yáng)。如何認(rèn)識(shí)光，如何獲得相干光源一一展示揚(yáng)氏實(shí)驗(yàn)課件鼓勵(lì)學(xué)生在認(rèn)識(shí)事物或遇到問題時(shí)，學(xué)習(xí)揚(yáng)氏的科學(xué)態(tài)度，巧妙的思維方法。 介紹實(shí)驗(yàn)裝置一一雙縫干涉儀。說明雙縫很近0.1mm，強(qiáng)調(diào)雙縫Si、S2與單縫S的距離相等，所以兩單縫 Si、S2處光的振動(dòng)不 僅頻率相同，而且總是同相。 演示：用激光源做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

4、，并使雙縫與屏幕的距離加大，這樣在屏幕上得到條紋間距離大， 更為清晰的明暗相同的圖樣。展示雙縫干涉圖樣，讓學(xué)生注意觀察圖樣，回答圖樣的特點(diǎn)：（1）明暗相間。 亮紋間等距，暗紋間等距。（3）兩縫Si、S2中垂線與屏幕相交位置是亮條紋中央亮紋。提出問題：為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的圖樣？怎樣用波動(dòng)理論進(jìn)行解釋。運(yùn)用波動(dòng)理論進(jìn)行分析。（1）演示兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同兩列波在一直線上疊加的情景。用做好的幻燈片用投影幻燈進(jìn)行演示；或用編制好的軟件在電腦上進(jìn)行演示。注意分析兩列波傳播經(jīng)同一位置時(shí)此點(diǎn)的振動(dòng)情況。仍在某一平衡位置附近往復(fù)振動(dòng)，位移隨時(shí)間而改變。兩列波同相振幅變大，說明此點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)了；兩列波反相振幅

5、減小，說明此點(diǎn)振動(dòng)減弱了。強(qiáng)調(diào)波形圖是各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻位移的包絡(luò)線，演示波在傳播時(shí)，波峰波谷的移動(dòng)情況。反相悔況*(2)演示一列波由近及遠(yuǎn)波峰、波谷示意圖， 演示兩列頻率相同，同相波由近及遠(yuǎn)波峰、波谷的示意圖。|$一列養(yǎng)毎隔傳播時(shí)心咎惜況 5二列茨掩卩誌 徒播林的煙咨情況 口d -& H-操作：先演示一W波傳播時(shí)：每隔刁錯(cuò)播距離為廠波峰、波谷行進(jìn)hadKnd的位置;然后再演示兩列波弘S?獨(dú)立倚播每隔)傳播距離為執(zhí).J波峰、波谷行進(jìn)位置?；脽羝瑪?shù)量準(zhǔn)備多一些，波峰、波谷向前推進(jìn)速度要慢，若用電腦波行進(jìn)的速度要慢且可暫停最后形成書上雙縫干涉示意圖樣，展示彩色掛圖 引導(dǎo)學(xué)生分析：說明示意圖是兩列波

6、某一時(shí)刻峰谷位置分布圖。說明兩列波同頻率、初相相同，在兩列波峰峰、谷谷相遇位置均是加強(qiáng)點(diǎn)；而峰谷相遇位置均是消弱點(diǎn)先分析Si S2連線中垂線上的點(diǎn)：首先讓學(xué)生注意中垂線上的某一點(diǎn)，演示讓波行進(jìn)起來結(jié)果峰谷依次通過此點(diǎn)一一說明此點(diǎn)振動(dòng)在峰f平衡位置谷f平衡位置峰之間往復(fù)振動(dòng)是加強(qiáng)點(diǎn)。然后再讓學(xué)生看兩列波的相遇峰、谷依次通過該直線上的所有點(diǎn)一一說明此直線上的點(diǎn)均是加強(qiáng)點(diǎn)。 再分析 Si S2中垂線兩側(cè)對(duì)稱位置上的點(diǎn)，即兩列波峰谷相遇點(diǎn)，首先注意某一點(diǎn)，演示讓波行進(jìn)起來總是峰谷同時(shí)通過此點(diǎn) 說明兩列波通過此點(diǎn)總是振動(dòng)方向相反，是被消弱的；然后再看兩列波峰谷交叉點(diǎn)的移動(dòng)情況一一為消弱區(qū)域。 其次再分析

7、遠(yuǎn)離中垂線上的點(diǎn)又是加強(qiáng)區(qū)域結(jié)合干涉掛圖反小結(jié)：通過以上分析振動(dòng)加強(qiáng)與消弱點(diǎn)的分布是相互間隔的而且是穩(wěn)定的映在屏幕上： 同相加強(qiáng)光能量較強(qiáng)一一亮；反相減弱光能量較弱一一暗。得到亮暗間隔的干涉圖樣。屏幕上出現(xiàn)亮紋、暗紋的條件。Si和S2兩相干光源向外在示意圖中，Si和S2為一對(duì)相干光源， 兩組半徑相同的同心圓表示傳播的兩列波。實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。實(shí)線aO、a2、a 2 , a4、a 4為加強(qiáng)區(qū)域，虛線ai、a 1 ； a3、a 3為減弱區(qū)域。實(shí)線aO上各點(diǎn)，Si、S2發(fā)出光波到達(dá)線上某點(diǎn)的光程差5 =0實(shí)線a2(a 2)上各點(diǎn)，Si、實(shí)線a4(a 4)上各點(diǎn)，Si、即在實(shí)線 aO、a2(

8、a 2)、S2發(fā)出光波到達(dá)線上某點(diǎn)的光程差S2發(fā)出光波到達(dá)線上某點(diǎn)的光程差 a4(a 4)上各點(diǎn)光程差各為0、5 2=入。5 4=2 入。2入，即為波長的整數(shù)倍屏上出現(xiàn)亮紋。虛線即上各站暮二笈岀光波到達(dá)線上某點(diǎn)的光程差 -虛線跑(胡)上各點(diǎn)IS撥出驚皮到達(dá)該線上某點(diǎn)的光程差6 3即在虛線上町J上各點(diǎn)的光程差閑2帝產(chǎn)生亮條紋； 凡光程差等于半波奇數(shù)倍的位置,，即為半波長的奇數(shù)倍，屏上出現(xiàn)暗紋。總 結(jié)規(guī)律： 凡光程差等于波長整數(shù)倍的位置， 產(chǎn)生暗條紋，即產(chǎn)生亮暗條紋條件表達(dá)式：亮 紋光程差 5 =k X (k=0 , i , 2 ) o暗紋光程差三（2kl）可= h 3*2、相干光源：如果兩個(gè)光源

9、發(fā)出的光能夠產(chǎn)生干涉，這樣的兩個(gè)光源叫做相干光源。我們?cè)谏弦徽聦W(xué)過，兩列波要產(chǎn)生敢，它們的頻率必須相同，而且相位差要保持不變。只有這樣，一旦它們?cè)诳臻g某點(diǎn)產(chǎn)生的震動(dòng)相互加強(qiáng)，才會(huì)一直是相互加強(qiáng)的關(guān)系，否則不可能出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。這就是因?yàn)槭覂?nèi)的白熾燈是各種獨(dú)立的光源。不符合產(chǎn)生干涉的條件。所以房間里的兩盞燈發(fā)出的光不會(huì)發(fā)生干涉。（三）課堂小結(jié)：1、凡光程差等于波長整數(shù)倍的位置，產(chǎn)生亮條紋；凡光程差等于半波奇數(shù)倍的位置， 產(chǎn)生暗條紋；2、如果兩個(gè)光源發(fā)出的光能夠產(chǎn)生干涉，這樣的兩個(gè)光源叫做相干光源。教學(xué)說明：若不具有單色光的產(chǎn)生儀器，可先用加濾色片后單色光進(jìn)行演示。（四）練習(xí)1.一束單色平行光， 通

10、過雙縫在屏上得到干涉條件，則（）A .相鄰明條紋或暗條紋的間距不相等B.用紅光做實(shí)驗(yàn)比用紫光做實(shí)驗(yàn)得到的明條紋或暗條紋的間距大C .屏上某點(diǎn)到兩縫的距離的差等于半波長的奇數(shù)倍D .如改用白光做實(shí)驗(yàn)，相鄰明條紋之間的距離是不相等的2 .豎直放置的鐵絲框中的肥皂膜，在太陽光的照射下會(huì)形成（）A. 黑白相間的水平干涉條紋B. 黑白相間的豎直干涉條紋C .彩色水平干涉條紋D .彩色豎直干涉條紋3. 關(guān)于薄膜干涉現(xiàn)象， 下列說法中正確的是（）A. 在波峰和波峰疊加處，光得到加強(qiáng)，將出現(xiàn)亮條紋，在波谷和波谷疊加處，光將減弱，出現(xiàn)暗條紋B. 觀察皂液薄膜的干涉現(xiàn)象時(shí)，觀察者和光源應(yīng)該位于薄膜的同側(cè)C .當(dāng)薄

11、膜干涉的條紋是等距的平行明暗條紋時(shí)，說明薄膜厚度處處相同D .薄膜干涉中，同一條紋上各點(diǎn)厚度都相同4 .涂有增透膜的照相機(jī)鏡頭看上去呈淡紫色說明（）A .增透膜明顯增強(qiáng)了紅光的透射強(qiáng)度B.增速膜明顯增強(qiáng)了紫光的透射強(qiáng)度C .增透膜明顯減弱了綠光的透射強(qiáng)度D .增透膜加大了綠光的反射損失5 .高層建筑物外墻大量使用的是幕墻玻璃，在白天，外面的人看不見室內(nèi)的物體，而室內(nèi)的人卻能看見室外的景物，其原因是（）A .在玻璃的外表面涂有增透膜B.C.在玻璃的外表面涂有高反射膜(即對(duì)光的反射率遠(yuǎn)大于透射率的物質(zhì)) 在玻璃的外表面涂有大量吸收光的物質(zhì) 在玻璃的外表面涂有木透光的彩色薄膜 如圖1，用單色光照射透

12、明標(biāo)準(zhǔn)板.來檢查6.圖2所示，以下說法正確的是b的上表面的平直情況，觀察到的現(xiàn)象，如).A. 圖B. 圖C .圖D .圖b的圖樣是由于光從 a的上表面和的圖樣是由于光從.的下表面和的圖樣說明b的上表面某處向上凸起的圖樣說明b的上表面共處向下凹陷b的上表面反射后干涉的結(jié)果 b的上表面反射后干涉的結(jié)果7 .光由空氣射入玻璃，下列說法中正確的是A .光的速度不變，波長變小B .光的頻率不變，波長變大C .光的波長改變，頻率也改變D .光的速度變小了，8.用綠光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，觀察到一組干涉條紋，在以下條件下，(1)(2)(3)(4)所以波長變小條紋如何變化:).加大縫與光屏間距離 _ 將綠光改為紅光

13、 將整個(gè)裝置放入水中 _ 用遮光板擋住其中一條縫9 .在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中，屏上某點(diǎn)距雙縫的距離之差為18 000 A，若用波長為4 000 A 的光做實(shí)驗(yàn)，則屏上此點(diǎn)處的條紋將是條紋.10 .在光學(xué)鏡上涂有增透膜，已知增透膜的折射率為1 . 4，綠光的波長為5 600A，則增透膜的厚度為11.如下圖，用干涉法檢查表面質(zhì)量，產(chǎn)生的干涉條紋是一組平行的直線，若劈尖的上表面向上平移，干涉條紋將 (變窄、變寬、或不變)；若使劈尖的角度增大，干涉條紋將;若用折射率為 門的透明介質(zhì)充滿劈尖，干涉條紋將12 .為演示“楊氏雙縫干涉 ”實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)準(zhǔn)備了以下儀器放在光具座上：A白熾燈，B雙窄縫片，C單窄縫片， D濾光片，E白光屏.(1)正確的排列順序是a5.54mm條線時(shí)，手輪讀數(shù)，(2