高中物理 13.2《光的干涉》(新人教 選修34)

13.2《光的干涉》.教學(xué)目標(biāo)

一、知識(shí)目標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn)觀察認(rèn)識(shí)光的干涉現(xiàn)象，知道從光的干涉現(xiàn)象說明光是一種波.2.掌握光的雙縫干涉現(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.3.掌握明條紋（或暗條紋）間距的計(jì)算公式及推導(dǎo)過程.4.知道不同色光的頻率不同，掌握波長、波速、頻率的關(guān)系.5.通過實(shí)驗(yàn)初步認(rèn)識(shí)薄膜干涉現(xiàn)象，了解其應(yīng)用.二、能力目標(biāo)1.通過了解楊氏把一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的一束光分成兩束，理解相干光源的設(shè)計(jì)思想.2.通過根據(jù)波動(dòng)理論分析單色光雙縫干涉，培養(yǎng)學(xué)生比較推理，探究知識(shí)的能力.3.在認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)抽象思維能力的培養(yǎng)..三、德育目標(biāo)通過對(duì)光的本性的初步認(rèn)識(shí)，建立辯證唯物主義的世界觀.●教學(xué)重點(diǎn)雙縫干涉圖象的形成實(shí)驗(yàn)及分析●教學(xué)難點(diǎn)1.亮紋（或暗紋）位置的確定.2.亮紋（或暗紋）間距公式的推導(dǎo).●教學(xué)方法通過機(jī)械波干涉現(xiàn)象的復(fù)習(xí)，過渡到光波的疊加，進(jìn)而提出問題，引發(fā)思考，在實(shí)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上通過探究現(xiàn)象成因，總結(jié)規(guī)律，完成本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，最后通過對(duì)薄膜干涉成因的分析達(dá)到拓展應(yīng)用，提高能力的目的..1、兩列機(jī)械波（如聲波、水波）發(fā)生干涉的條件是什么？復(fù)習(xí)回顧：2、如何獲得兩列相干的機(jī)械波？3、兩列波干涉時(shí)，振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)和振動(dòng)最弱的點(diǎn)條件是什么？.光到底是什么？……………17世紀(jì)明確形成了兩大對(duì)立學(xué)說牛頓惠更斯微粒說波動(dòng)說19世紀(jì)初證明了波動(dòng)說的正確性由于波動(dòng)說沒有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及牛頓的威望使得微粒說一直占上風(fēng)愛因斯坦在20世紀(jì)初提出了光子說麥克斯韋電磁說光的波粒二象性.第二節(jié)光的干涉.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.S1S2S***

二、楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)楊氏雙縫干涉像屏雙縫屏觀察實(shí)驗(yàn)，概括實(shí)現(xiàn)象，并說明出這種現(xiàn)象的原因？..三、單色光的雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1、等寬度、等間距的明暗條紋。2、波峰與波峰、波谷與波谷疊加的區(qū)域振動(dòng)最強(qiáng)，即出現(xiàn)明條紋。波峰與波谷疊加的區(qū)域振動(dòng)最弱，即出現(xiàn)暗條紋。.思考：若用綠光在同樣的裝置中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，會(huì)得到什么圖樣呢？.不同單色光的雙縫圖樣干涉比較紅光藍(lán)光.從兩張照片中可以看出：紅光的條紋間距（寬度）比綠光大，那么，不同單色光的干涉條紋的間距（寬度）與哪些因素有關(guān)?

提出問題：.S1S2S***P思考1：下圖中P點(diǎn)為明條紋還是暗條紋？P1思考2：設(shè)單色光的波長為λ，若P1為靠近中央最近的明條紋，則：P1S2－P1S1=？Q1思考3：若Q1為PP1的中點(diǎn)，則Q1是明條紋還是暗條紋？Q1S2－Q1S1=？Q2.

由于l遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于d，l遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于x，條紋中心的位置：明紋暗紋.1、條紋間距的含義：相鄰的亮紋或暗紋之間的距離總是相等的，相鄰的亮紋和亮紋之間的距離或暗紋和暗紋之間的距離叫做條紋間距。2、單色光的相干的特征：等寬度等間距的明暗條紋（指相鄰明紋與明紋之間或暗紋與暗紋之間）條紋中心的位置：明紋暗紋四、單色光的雙縫間距或?qū)挾扰c波長的關(guān)系：.觀察不同單色光的雙縫干涉條紋的情況，說說你的思考？.各色光在真空中的波長光的顏色波長nm光的顏色波長nm紅770－620綠580－490橙620－600藍(lán)－靛490－450黃600－580紫450－400紅光波長最大，紫光波長最小五、光的波長的測(cè)定：.五、進(jìn)一步研究：不同的色光在真空中的傳播速度相同。波長和頻率的乘積等于波速：v=λf，波長越長頻率越小，波長越短頻率越大。光的

顏色波長λ(nm)頻率f

(1014Hz)光的

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(lán)－靛490～4506.1～6.7黃600～5805.0～5.2紫450～4006.7～7.51nm=10-9m.特征量紅光→紫光干涉條紋間距（Δx）由大到小真空中的波長（λ）由大到小頻率（ν）由小到大七種單色光的綜合性質(zhì)對(duì)比一覽表.思考4：七種單色光在同一種裝置中的雙縫干涉條紋間距是從大到小的。但它們?cè)陔p縫正對(duì)的像屏的中央P處附近均為亮條紋還是暗條紋？拓展1、若用白光在同樣的裝置中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，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實(shí)驗(yàn)時(shí)，中央亮紋的邊緣是什么顏色？

拓展3、分析說明用白光做楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，離中央最近的一條亮紋是什么顏色？

紅紫.白光藍(lán)光紅光.單色光的合成六、白光的雙縫干涉：中央明條紋.七、薄膜干涉

思考５：肥皂泡看起來常常是彩色的，雨后公路積水上面漂浮的油膜，看起來也是彩色的。這些現(xiàn)象是這樣形成的？1）現(xiàn)象：水平明暗相間條紋２）相干光的來源：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.在薄膜的厚度為d處，前后表面反射光的光程差為２d，則⑵當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)暗條紋⑴當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)亮條紋⑶如果薄膜厚度均勻變化，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的光反射后增強(qiáng)，另一波長的光反射后減弱，所以出現(xiàn)彩色條紋.例1、如圖4-4所示，豎直的肥皂液膜的橫截面，右側(cè)受到一束平行光的照射，關(guān)于肥皂液膜產(chǎn)生干涉條紋的說法正確的是()A.在右側(cè)觀察到的干涉條紋是由光線在肥皂液薄膜左右兩個(gè)表面反射的兩列波迭加生成的

B.在左側(cè)也能觀察到類似的條紋

C.觀察到的條紋可能是黑白相間的也可能是色彩相間的

D.觀察到的條紋可能是水平的也可能是豎直的.薄膜干涉的應(yīng)用a.干涉法檢查平面

原理：在被檢平面與透明樣板間墊一個(gè)薄片，使其間形成一個(gè)楔形的空氣薄層．當(dāng)用單色光從上面照射時(shí)，入射光從空氣層的上、下表面反射出兩列光波，于是從反射光中看到干涉條紋．.b.增透膜

原理：當(dāng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的１∕４時(shí)，在薄膜的兩個(gè)面上的反射光，光程差恰好等于半波長，因而相互抵消，達(dá)到減小反射光，增大透射光的作用思考６：增透膜能否將所有反射光都抵消思考７：那么，怎樣來確定增透膜的厚度？

.因?yàn)槿说囊曈X最敏感的色光為綠光，所以增透膜的厚度為綠光在增透膜中波長的1/4。以增大綠光的透射強(qiáng)度。因?yàn)榧t光與紫光反射強(qiáng)度大，所以照相機(jī)的鏡頭常呈淡紫色或藍(lán)色照相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡.牛頓環(huán)干涉圖樣：中央疏邊沿密的同心圓環(huán).光的色散.色散——白光透過棱鏡以后被分解為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫氣種顏色的光（1）光的顏色由頻率來決定。紅光頻率最小，紫光頻率最大；在不同的介質(zhì)中，光的頻率不變（2）不同頻率的光在真空中的傳播速度相同，但在介質(zhì)中不同（3）同一介質(zhì)對(duì)不同光的折射率不同，一般有“頻率越高，折射率越大”（4）光在介質(zhì)中傳播時(shí)光速發(fā)生變化，波長也發(fā)生變化：同一色光在不同介質(zhì)中，折射率大的光速小，波長短；不同色光在同一介質(zhì)中，頻率高的折射率大，光速小，波長短.（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.（04全國春季）對(duì)于單色光，玻璃的折射率比水大，則此光在玻璃中傳播時(shí)（）A、其速度比在水中的大，其波長比在水中的長B、其速度比在水中的大，其波長比在水中的短C、其速度比在水中的小，其波長比在水中的短D、其速度比在水中的小，其波長比在水中的長.紫光由折射率為n的棱鏡進(jìn)入空氣，則下列說法中正確的是()A.頻率為原來的n倍，波長為原來的1/nB.波長為原來的n倍，波速為原來的n倍C.頻率為原來的n倍，波長為原來的n倍D.頻率為原來的1/n，波長為原來的n倍B.一束白光從頂角為的三棱鏡的一側(cè)，以較大的入射角射入棱鏡后，經(jīng)棱鏡折射在光屏P上可得到彩色光帶，如圖所示，當(dāng)入射角逐漸減小到0的過程中，假如屏上的彩色光帶先后消失，則()A.紅光最先消失，紫光最后消失B.紫光最先消失，紅光最后消失C.紅光最先消失，黃光最后消失D.紫光最先消失，黃光最后消失B..9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:11PM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍見翻疑夢(mèng)，相悲各問年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:11PM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荊門九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天氣晚來秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:11PM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2023/2/3202