【創(chuàng)新設(shè)計】2014-2015學(xué)年高中物理-5.1-光的干涉課件-教科版選修3-4

高中物理·選修3-4·教科版第五章光的波動性5.1光的干預(yù)[目標(biāo)定位]1.知道光的干預(yù)現(xiàn)象，知道光是一種波.2.理解相干光源和產(chǎn)生干預(yù)現(xiàn)象的條件.3.理解明暗條紋的成因及出現(xiàn)明暗條紋的條件.4.理解薄膜干預(yù)的成因，知道薄膜干預(yù)的現(xiàn)象和應(yīng)用．一、雙縫干預(yù)1．1801年，英國物理學(xué)家托馬斯·楊在實驗室里成功地觀察到了光的干預(yù)．2．雙縫干預(yù)：紅色激光束垂直射到兩條狹縫上，在它的后面的屏幕上看到了的條紋，且條紋間距相等，這說明兩束光在疊加區(qū)域內(nèi)發(fā)生了干預(yù)．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)明暗相間預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)偶數(shù)倍整數(shù)倍頻率二、薄膜干預(yù)1．原理：以肥皂膜為例，單色光平行入射到肥皂泡液薄膜上，由液膜前后兩個外表反射回來的兩列光是相干光，它們相互疊加產(chǎn)生干預(yù)，肥皂泡上就出現(xiàn)了的條紋或區(qū)域．2．應(yīng)用：檢查平面的平整程度． 原理：空氣層的上下兩個外表反射的兩列光波發(fā)生.預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)明暗相間干預(yù)一、雙縫干預(yù)實驗1．實驗裝置示意圖 實驗裝置如圖5－1－1所示，有光源、單縫、雙縫和光屏． (1)單縫的作用：獲得一個線光源，使光源有唯一的頻率和振動情況．也可用激光直接照射雙縫． (2)雙縫的作用：這樣一束光被分成兩束頻率相同和振動情況完全一致的相干光．課堂講義圖5－1－1課堂講義2．產(chǎn)生干預(yù)的條件：兩列光的頻率相同、相位相同、振動方向相同．本實驗中是靠“一分為二”的方法獲得兩個相干光源的．3．干預(yù)圖樣 (1)假設(shè)用單色光作光源，那么干預(yù)條紋是等間距的明暗相間的條紋． (2)假設(shè)用白光作光源，那么干預(yù)條紋是彩色條紋，且中間條紋是白色的．4．實驗結(jié)論：證明光是一種波．課堂講義【例1】在雙縫干預(yù)實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干預(yù)條紋，假設(shè)在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，紅光與綠光頻率、波長均不相等，這時 () A．只有紅色和綠色的雙縫干預(yù)條紋，其他顏色的雙縫干預(yù)條紋消失 B．紅色和綠色的雙縫干預(yù)條紋消失，其他顏色的干預(yù)條紋依然存在 C．任何顏色的雙縫干預(yù)條紋都不存在，但屏上仍有光亮 D．屏上無任何光亮課堂講義解析兩列光波發(fā)生干預(yù)的條件之一是頻率相等，利用雙縫將一束光分成能夠發(fā)生疊加的兩束光，在光屏上形成干預(yù)條紋，但分別用綠色濾光片和紅色濾光片擋住兩條縫后，紅光和綠光頻率不等，不能發(fā)生干預(yù)，因此屏上不會出現(xiàn)干預(yù)條紋，但仍有光亮．答案C借題發(fā)揮明確兩列光波發(fā)生干預(yù)的條件，知道不同色光的頻率不同，是對此類問題做出正確判斷的關(guān)鍵，該知識點必須記住.課堂講義課堂講義2．暗條紋的條件：屏上某點P到兩條縫S1和S2的路程差正好是半波長的奇數(shù)倍．即：課堂講義【例2】如圖5－1－2所示是雙縫干預(yù)實驗裝置，使用波長為600nm的橙色光源照射單縫S，在光屏中央P處觀察到亮條紋，在位于P點上方的P1點出現(xiàn)第一條亮條紋中心(即P1到S1、S2的光程差為一個波長)，現(xiàn)換用波長為400nm的紫光源照射單縫，那么()圖5－1－2課堂講義A．P和P1處仍為亮條紋B．P處為亮條紋，P1處為暗條紋C．P處為暗條紋，P1處為亮條紋D．P、P1處，均為暗條紋課堂講義答案B課堂講義借題發(fā)揮判斷屏上某點為亮條紋還是暗條紋，要看該點到兩個光源(雙縫)的路程差(光程差)與半波長的比值，要記住光程差等于半波長偶數(shù)倍處出現(xiàn)亮條紋，等于半波長奇數(shù)倍處為暗條紋，還要注意這一結(jié)論成立的條件是：兩個光源情況完全相同．課堂講義針對訓(xùn)練如圖5－1－3所示，用頻率為f的單色光(激光)垂直照射雙縫，在光屏的P點出現(xiàn)第3條暗條紋，光速為c，那么P到雙縫S1、S2的距離之差|r1－r2|應(yīng)為 ()圖5－1－3課堂講義答案D課堂講義三、對薄膜干預(yù)的理解1．現(xiàn)象：光照到薄膜上，從膜的前外表和后外表反射回來的光再次相遇而產(chǎn)生的干預(yù)現(xiàn)象．兩反射光的光程差等于膜厚度的2倍．2．圖樣：以光照射肥皂泡為例，如果是單色光照射肥皂泡，肥皂泡上就會出現(xiàn)明暗相間的條紋或區(qū)域；如果是白光照射肥皂泡，液膜上就會出現(xiàn)彩色條紋，且每一條紋呈水平分布．3．應(yīng)用：用干預(yù)法檢查平面的平整程度；光學(xué)鏡頭上的增透膜．課堂講義【例3】關(guān)于薄膜干預(yù)，以下說法中正確的選項是 () A．只有厚度均勻的薄膜，才會發(fā)生干預(yù)現(xiàn)象 B．只有厚度不均勻的楔形薄膜，才會發(fā)生干預(yù)現(xiàn)象 C．厚度均勻的薄膜會形成干預(yù)條紋 D．觀察肥皂液膜的干預(yù)現(xiàn)象時，觀察者應(yīng)和光源在液膜的同一側(cè)課堂講義解析當(dāng)光從薄膜的一側(cè)照射到薄膜上時，只要前后兩個面反射回來的光波的路程差滿足振動加強(qiáng)的條件，就會出現(xiàn)明條紋，滿足振動減弱的條件就會出現(xiàn)暗條紋．這種情況在薄膜厚度不均勻時才會出現(xiàn)；當(dāng)薄膜厚度均勻時，不會出現(xiàn)干預(yù)條紋，但也發(fā)生干預(yù)現(xiàn)象，如果是單色光照射，假設(shè)滿足振動加強(qiáng)的條件，整個薄