《光的干涉》復(fù)習(xí)課件

1、第二節(jié)光的干涉第二節(jié)光的干涉課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練課標(biāo)定位課標(biāo)定位第三節(jié)光的干涉第三節(jié)光的干涉課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握楊氏干涉實(shí)驗(yàn)及干涉形成的條件掌握楊氏干涉實(shí)驗(yàn)及干涉形成的條件2掌握相干光源的概念掌握相干光源的概念重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：1.雙縫干涉中波的疊加形成明暗條紋的條件及判斷雙縫干涉中波的疊加形成明暗條紋的條件及判斷方法方法2干涉現(xiàn)象形成的原理分析干涉現(xiàn)象形成的原理分析一、楊氏干涉實(shí)驗(yàn)一、楊氏干涉實(shí)驗(yàn)1史實(shí)史實(shí)1801年，英國(guó)物理學(xué)家年，英國(guó)物理學(xué)家_成功地觀察到成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象，證明了光的確是一種了光的干涉

2、現(xiàn)象，證明了光的確是一種_2實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)如圖如圖1331所示，讓一束平行的所示，讓一束平行的_光投射到一光投射到一個(gè)有兩條狹縫的擋板上，兩狹縫相距很近，兩狹縫個(gè)有兩條狹縫的擋板上，兩狹縫相距很近，兩狹縫就成了兩個(gè)就成了兩個(gè)_，它們的振動(dòng)情況總是，它們的振動(dòng)情況總是_的，的，兩個(gè)波源發(fā)出的光在擋板后面的空間相互疊加兩個(gè)波源發(fā)出的光在擋板后面的空間相互疊加課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案托馬斯托馬斯楊楊波波單色單色波源波源相同相同圖圖13313現(xiàn)象現(xiàn)象在屏上得到了在屏上得到了_的條紋的條紋二、決定明暗條紋的條件二、決定明暗條紋的條件當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的距離之差等于半波長(zhǎng)的當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的距離之差等于半

3、波長(zhǎng)的_時(shí)時(shí)(即恰好等于波長(zhǎng)的即恰好等于波長(zhǎng)的_時(shí)時(shí))，兩列，兩列光在這點(diǎn)相互加強(qiáng)，這里出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)兩個(gè)光源光在這點(diǎn)相互加強(qiáng)，這里出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的距離之差等于半波長(zhǎng)的與屏上某點(diǎn)的距離之差等于半波長(zhǎng)的_時(shí)，兩時(shí)，兩列光在這里列光在這里_，這里出現(xiàn)暗條紋，這里出現(xiàn)暗條紋明暗相間明暗相間偶數(shù)倍偶數(shù)倍整數(shù)倍整數(shù)倍奇數(shù)倍奇數(shù)倍相互削弱相互削弱三、光產(chǎn)生干涉的條件三、光產(chǎn)生干涉的條件1干涉條件：兩列光的干涉條件：兩列光的_相同、振動(dòng)方相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定向相同、相位差恒定2相干光源：發(fā)出的光能夠產(chǎn)生干涉的兩個(gè)光相干光源：發(fā)出的光能夠產(chǎn)生干涉的兩個(gè)光源源頻率頻率核心要點(diǎn)突破核心

4、要點(diǎn)突破一、對(duì)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)規(guī)律的理解一、對(duì)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)規(guī)律的理解1雙縫干涉的示意圖雙縫干涉的示意圖圖圖13322單縫屏的作用：獲得一個(gè)線光源，有唯一的頻單縫屏的作用：獲得一個(gè)線光源，有唯一的頻率和振動(dòng)情況率和振動(dòng)情況3雙縫屏的作用雙縫屏的作用平行光照射到單縫平行光照射到單縫S上后，又照到雙縫上后，又照到雙縫S1、S2上，上，這樣一束光被分成兩束頻率相同和振動(dòng)情況完全一這樣一束光被分成兩束頻率相同和振動(dòng)情況完全一致的相干光致的相干光4屏上某處出現(xiàn)亮、暗條紋的條件屏上某處出現(xiàn)亮、暗條紋的條件頻率相同的兩列波在同一點(diǎn)引起的振動(dòng)的疊加，頻率相同的兩列波在同一點(diǎn)引起的振動(dòng)的疊加，如亮條紋處某點(diǎn)同時(shí)參與的

5、兩個(gè)振動(dòng)步調(diào)總是一如亮條紋處某點(diǎn)同時(shí)參與的兩個(gè)振動(dòng)步調(diào)總是一致的，即振動(dòng)方向總是相同的，總是同時(shí)過(guò)最高致的，即振動(dòng)方向總是相同的，總是同時(shí)過(guò)最高點(diǎn)、最低點(diǎn)、平衡位置；暗條紋處振動(dòng)步調(diào)總相點(diǎn)、最低點(diǎn)、平衡位置；暗條紋處振動(dòng)步調(diào)總相反具體產(chǎn)生亮、暗條紋的條件為：反具體產(chǎn)生亮、暗條紋的條件為：特別提醒：特別提醒：(1)雙縫干涉的條件是必須有相干光源，雙縫干涉的條件是必須有相干光源，且雙縫間間距必須很??；且雙縫間間距必須很小；(2)由于不同光源發(fā)出的光頻率一般不同，即使是由于不同光源發(fā)出的光頻率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位發(fā)出的光也不一定有相同一光源，它的不同部位發(fā)出的光也不一定有相同的頻率

6、和恒定的相位差，故一般情況下不易觀同的頻率和恒定的相位差，故一般情況下不易觀察到光的干涉現(xiàn)象，而楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)采用將察到光的干涉現(xiàn)象，而楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)采用將一束光一束光“一分為二一分為二”的方法獲得相干光源的方法獲得相干光源即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用1(2011年南京高二檢測(cè)年南京高二檢測(cè))下列關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的下列關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中正確的是說(shuō)法中正確的是()A單縫的作用是獲得頻率保持不變的相干光源單縫的作用是獲得頻率保持不變的相干光源B雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況相同的相干光源雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況相同的相干光源C光屏上距兩縫的路程差等于半波長(zhǎng)的整數(shù)倍處出光屏上距兩縫的路程差等于半波長(zhǎng)

7、的整數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋現(xiàn)暗條紋D在光屏上能看到光的干涉圖樣，但在雙縫與光屏在光屏上能看到光的干涉圖樣，但在雙縫與光屏之間的空間卻沒(méi)有干涉發(fā)生之間的空間卻沒(méi)有干涉發(fā)生解析：解析：選選B.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，單縫的作用是獲得在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，單縫的作用是獲得一個(gè)線光源，使光源有唯一的頻率和振動(dòng)情況，雙一個(gè)線光源，使光源有唯一的頻率和振動(dòng)情況，雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的相干光源，縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的相干光源，故選項(xiàng)故選項(xiàng)A錯(cuò)誤、錯(cuò)誤、B正確在兩個(gè)相干光源完全相同的正確在兩個(gè)相干光源完全相同的情況下，光屏上距兩縫的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍情況下，光屏上距兩縫的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)

8、倍處出現(xiàn)暗紋，選項(xiàng)處出現(xiàn)暗紋，選項(xiàng)C錯(cuò)誤兩列光波只要相遇就會(huì)錯(cuò)誤兩列光波只要相遇就會(huì)疊加，滿足相干條件就能發(fā)生干涉，所以在雙縫與疊加，滿足相干條件就能發(fā)生干涉，所以在雙縫與光屏之間的空間也會(huì)發(fā)生光的干涉，用光屏接收只光屏之間的空間也會(huì)發(fā)生光的干涉，用光屏接收只是為了肉眼觀察的方便，故選項(xiàng)是為了肉眼觀察的方便，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤錯(cuò)誤二、雙縫干涉圖樣的特點(diǎn)二、雙縫干涉圖樣的特點(diǎn)1單色光的干涉圖樣單色光的干涉圖樣若用單色光作光源，則干涉條紋是明暗相間的若用單色光作光源，則干涉條紋是明暗相間的條紋，且條紋間距相等中央為亮條紋，兩相條紋，且條紋間距相等中央為亮條紋，兩相鄰亮紋鄰亮紋(或暗紋或暗紋)間距離與光的

9、波長(zhǎng)有關(guān)，波長(zhǎng)間距離與光的波長(zhǎng)有關(guān)，波長(zhǎng)越大，條紋間距越大越大，條紋間距越大2白光的干涉圖樣白光的干涉圖樣若用白光作光源，則干涉條紋是彩色條紋，且中央若用白光作光源，則干涉條紋是彩色條紋，且中央條紋是白色的這是因?yàn)椋簵l紋是白色的這是因?yàn)椋?1)從雙縫射出的兩列光波中，各種色光都能形成明從雙縫射出的兩列光波中，各種色光都能形成明暗相間的條紋，各種色光都在中央條紋處形成亮條暗相間的條紋，各種色光都在中央條紋處形成亮條紋，從而復(fù)合成白色條紋紋，從而復(fù)合成白色條紋(2)兩側(cè)條紋間距與各色光的波長(zhǎng)成正比，即紅光的兩側(cè)條紋間距與各色光的波長(zhǎng)成正比，即紅光的亮條紋間距寬度最大，紫光的亮條紋間距寬度最小，亮條

10、紋間距寬度最大，紫光的亮條紋間距寬度最小，即除中央條紋以外的其他條紋不能完全重合，這樣即除中央條紋以外的其他條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋便形成了彩色干涉條紋即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用2在光的雙縫干涉現(xiàn)象里，下列描述正確的是在光的雙縫干涉現(xiàn)象里，下列描述正確的是()A用白光做光的干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，偏離中央亮條紋較用白光做光的干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，偏離中央亮條紋較遠(yuǎn)的是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光遠(yuǎn)的是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光B用白光做光的干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，偏離中央亮條紋較用白光做光的干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，偏離中央亮條紋較遠(yuǎn)的是波長(zhǎng)較短的紫光遠(yuǎn)的是波長(zhǎng)較短的紫光C相鄰兩亮條紋和相鄰兩暗條紋的間距是不等的相鄰兩亮條紋和相鄰兩暗條紋的間距是不等的D在雙

11、縫干涉現(xiàn)象里，把入射光由紅光換成紫光，在雙縫干涉現(xiàn)象里，把入射光由紅光換成紫光，相鄰兩個(gè)亮條紋間距將變寬相鄰兩個(gè)亮條紋間距將變寬解析：解析：選選A.條紋間距與光的波長(zhǎng)成正比，在可見條紋間距與光的波長(zhǎng)成正比，在可見光中，紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，紫光波長(zhǎng)最短，故偏離中光中，紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，紫光波長(zhǎng)最短，故偏離中央亮條紋最遠(yuǎn)的是紅光，央亮條紋最遠(yuǎn)的是紅光，A正確、正確、B錯(cuò)雙縫干錯(cuò)雙縫干涉現(xiàn)象中，相鄰亮條紋或暗條紋是等寬等間距的，涉現(xiàn)象中，相鄰亮條紋或暗條紋是等寬等間距的，故故C錯(cuò)紅光的波長(zhǎng)比紫光的波長(zhǎng)大，所以換成錯(cuò)紅光的波長(zhǎng)比紫光的波長(zhǎng)大，所以換成紫光后，相鄰兩亮條紋間距將變窄，故紫光后，相鄰兩亮條紋間距將變

12、窄，故D錯(cuò)錯(cuò)課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練相干條件的理解與應(yīng)用相干條件的理解與應(yīng)用由兩個(gè)不同光源所發(fā)出的兩束白光落在同一由兩個(gè)不同光源所發(fā)出的兩束白光落在同一點(diǎn)上，不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象這是因?yàn)辄c(diǎn)上，不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象這是因?yàn)?)A兩個(gè)光源發(fā)出光的頻率不同兩個(gè)光源發(fā)出光的頻率不同B兩個(gè)光源發(fā)出光的強(qiáng)度不同兩個(gè)光源發(fā)出光的強(qiáng)度不同C兩個(gè)光源的光速不同兩個(gè)光源的光速不同D這兩個(gè)光源是彼此獨(dú)立的，不是相干光源這兩個(gè)光源是彼此獨(dú)立的，不是相干光源【精講精析精講精析】本題考查相干光的條件，題中兩本題考查相干光的條件，題中兩光源發(fā)的光都是白光，頻率不確定沒(méi)法比較，選光源發(fā)的光都是白光，頻率不確定沒(méi)法比較，選項(xiàng)項(xiàng)A錯(cuò)誤光

13、的強(qiáng)度對(duì)光是否發(fā)生干涉沒(méi)有影響，錯(cuò)誤光的強(qiáng)度對(duì)光是否發(fā)生干涉沒(méi)有影響，選項(xiàng)選項(xiàng)B錯(cuò)誤光速在真空中是確定的，但它對(duì)光錯(cuò)誤光速在真空中是確定的，但它對(duì)光的干涉也沒(méi)影響，選項(xiàng)的干涉也沒(méi)影響，選項(xiàng)C錯(cuò)誤題中是兩個(gè)獨(dú)立錯(cuò)誤題中是兩個(gè)獨(dú)立光源，根據(jù)物體的發(fā)光機(jī)理光源，根據(jù)物體的發(fā)光機(jī)理(原子躍遷，以后學(xué)到原子躍遷，以后學(xué)到)，二者產(chǎn)生的不是相干光，選項(xiàng)二者產(chǎn)生的不是相干光，選項(xiàng)D正確正確【答案答案】D變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片縫前放一紅色濾光片(

14、只能透過(guò)紅光只能透過(guò)紅光)，另一縫前放，另一縫前放一綠色濾光片一綠色濾光片(只能透過(guò)綠光只能透過(guò)綠光)，已知紅光與綠光的，已知紅光與綠光的頻率、波長(zhǎng)均不相等，這時(shí)頻率、波長(zhǎng)均不相等，這時(shí)()A只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失雙縫干涉條紋消失B紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋仍然存在雙縫干涉條紋仍然存在C任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮有光亮D屏上無(wú)任何光亮屏上無(wú)任何光亮解析解析：選：選C.兩列光波發(fā)生干涉的條件之一是頻

15、兩列光波發(fā)生干涉的條件之一是頻率相等，利用雙縫將一束光分成能夠發(fā)生疊加率相等，利用雙縫將一束光分成能夠發(fā)生疊加的兩束光，在光屏上形成干涉條紋，但分別用的兩束光，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，紅光綠色濾光片和紅色濾光片擋住兩條縫后，紅光和綠光的頻率不相等，不能發(fā)生干涉，因此屏和綠光的頻率不相等，不能發(fā)生干涉，因此屏上不會(huì)出現(xiàn)干涉條紋上不會(huì)出現(xiàn)干涉條紋 在雙縫干涉實(shí)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)的距離點(diǎn)的距離之差為之差為0.6m，若分別用頻率為，若分別用頻率為f15.01014Hz和和f27.51014Hz的單色光垂直照射雙縫，試分析判斷的

16、單色光垂直照射雙縫，試分析判斷P點(diǎn)應(yīng)出現(xiàn)亮條紋還是暗條紋？分別為第幾條亮紋點(diǎn)應(yīng)出現(xiàn)亮條紋還是暗條紋？分別為第幾條亮紋或暗紋？或暗紋？亮、暗條紋的判斷亮、暗條紋的判斷圖圖1333【自主解答自主解答】如圖如圖1333所示，雙縫所示，雙縫S1、S2到光屏上任一點(diǎn)到光屏上任一點(diǎn)P的路程之差的路程之差rS2S2，當(dāng)，當(dāng)r等等于單色光波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，于單色光波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，S2和和S1同時(shí)到達(dá)波峰同時(shí)到達(dá)波峰或波谷，由或波谷，由S1和和S2發(fā)出的光在發(fā)出的光在P點(diǎn)互相加強(qiáng)，點(diǎn)互相加強(qiáng)，P點(diǎn)點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)r等于單色光半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍等于單色光半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，時(shí)，S2達(dá)到波峰時(shí)，達(dá)到波峰時(shí)

17、，S1達(dá)到波谷，這樣由達(dá)到波谷，這樣由S1和和S2發(fā)出的光在發(fā)出的光在P點(diǎn)互相抵消，出現(xiàn)暗條紋點(diǎn)互相抵消，出現(xiàn)暗條紋【答案答案】見自主解答見自主解答【方法總結(jié)方法總結(jié)】判斷屏上某點(diǎn)是亮條紋還是暗判斷屏上某點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋，要看該點(diǎn)到兩個(gè)光源條紋，要看該點(diǎn)到兩個(gè)光源(雙縫雙縫)的路程差與的路程差與波長(zhǎng)的比值應(yīng)記住，當(dāng)路程差等于波長(zhǎng)整數(shù)波長(zhǎng)的比值應(yīng)記住，當(dāng)路程差等于波長(zhǎng)整數(shù)倍處出現(xiàn)亮條紋，等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍處為暗倍處出現(xiàn)亮條紋，等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍處為暗條紋還要記住這一結(jié)論成立的條件是：兩個(gè)條紋還要記住這一結(jié)論成立的條件是：兩個(gè)光源振動(dòng)情況完全相同，即是兩個(gè)相干光源光源振動(dòng)情況完全相同，即是兩個(gè)相干光源變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2線光源線光源a發(fā)出的光波長(zhǎng)為發(fā)出的光波長(zhǎng)為480 nm，線光源線光源b發(fā)出的光波長(zhǎng)為發(fā)出的光波長(zhǎng)為672 nm，則，則()A用用a做雙縫實(shí)驗(yàn)，屏上與雙縫距離差為做雙縫實(shí)驗(yàn)，屏上與雙縫距離差為s11.68 m的的P處將出現(xiàn)暗紋處將出現(xiàn)暗紋B用用b做雙縫實(shí)驗(yàn)，做雙縫實(shí)驗(yàn)，P處將出現(xiàn)亮紋處將出現(xiàn)亮紋C用用a做雙縫實(shí)驗(yàn)，屏上與雙縫距離差為做雙縫實(shí)驗(yàn)，屏上與雙縫距離差為s21.44 m的的Q處將出現(xiàn)亮紋處