高中物理第十三章第三节光的干涉学案新人教版选修3_4

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1、第十三章光3.光的干涉【学习目标】（1）认识光的干涉现象及产生光干涉的条件；（2）理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征；（3）用波动说来说明明暗相间的干涉条纹【重点难点】双缝干涉产生的条件，认识干涉图样的特征。双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件。【课前预习】一、杨氏双缝干涉实验1.1801年，英国物理学家（1773~1829）在实验室里成功的观察到了光的干涉．2.双缝干涉实验（1）实验过程：让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，他们的频率

2、、相位和振动方向总是相同的，两个光源发出的光在挡板后面的空间相互叠加发生干涉.(2)实验现象:在屏上得到明暗相间的条纹（3）实验结论：证明光是一种波.(4)现象解释：S1、S2相当于两个频率、相位和振动方向相同的波源，当两个光源与屏上某点的距离只差等于半波长的偶数倍时（即恰好等于波长的整数倍时），两列光波在这点相互加强，出现亮条纹;当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光波在这点相互减弱,出现暗条纹。二、光产生干涉的条件1.干涉条件：两列波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定2.

3、相干光源：发出的光能够产生干涉的两个光源。三、双缝干涉条纹特征一系列平行的明暗相间的等间距条纹；各级明暗纹在中央明纹两侧对称分布。相邻亮条纹或相邻暗条纹间的距离为；各种色光的波长由长到短的顺序为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫频率由低到高的顺序依次为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫【预习检测】1．平行光照射在双缝上，在屏上得到干涉条纹，当（）A．双缝到屏的距离增大时，干涉条纹间距也增大．B．双缝间距减小时，干涉条纹间距也减小．C．波长变短，保持光强不变时，则条纹间距也不变．D．波长不变，光强减弱时，则条纹间

4、距也不变．2．如果把杨氏双缝干涉装置从空气中移到透明液体中做实验，同样条件下则条纹宽度（）A．增大．B．减小．C．不变．D．缺少条件，无法判断．图33．双逢干涉实验装置如图3所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是　　　()A．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化B．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹C．若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹D．若将像屏向上平移一

5、小段距离，屏上的干涉条纹将将不会发生变化【参考答案】【预习检测】1.A,D2.B3.B,C▲堂中互动▲【典题探究】例1．能产生干涉现象的两束光是（）A．频率相同、振幅相同的两束光B．频率相同、相位差恒定的两束光C．两只完全相同的灯光发出的光D．同一光源的两个发光部分发出的光分析：比例考察的是对“相干条件”的了解解答：只有频率相同、相差恒定、振动方向相同的光波，在它们相遇的空间里能够产生稳定的干涉，观察到稳定的干涉图样，但是，光波并不是一列连续波，它是由一段段不连续的具有有限长度的所谓“波列”组合而

6、成的，并且波动间的间歇也是不规则的。两个独立光源发出的光，即使是“频率相同的单色光（实际上严格的单色光并不存在），也不能保持有恒定的相差。因此，为了得到相干光波，通常是把同一光源发出的一束光分成两束。杨氏双缝干涉实验中，所以在光源和双缝间设置一个狭缝，就是让点光源发出的一束光，先经第一个缝产生衍射，使得由双缝得到的两束光成为相干光波。光源发光是以原子为发光单位的，由前面分析可知，我们无法使两只完全相同的灯泡、同一光源的两个发光部分发出频率相同、相差恒定的光。这样的光源不会产生稳定的干涉现象，无法观

7、察到干涉图样。所以应选B。例2．如图所示是双缝干涉实验装置，屏上O点到双缝S1、S2的距离相等。当用波长为0.75μm的单色光照射时，P是位于O上方的第二条亮纹位置，若换用波长为0.6μm的单色光做实验，P处是亮纹还是暗纹？在OP之间共有几条暗纹？分析：P点是暗纹还是暗纹，关键取决于P到S1和S2的路程差△r=r2－r1；P是第几级明（暗）纹，关键取决于△r是光波长（半波长）的多少倍。解答：当用波长为λ1=0.75μm单色光时P为O上方第二条亮纹，所以P到双缝S1、S2的距离差△r=2λ1=2×0

8、.75μm=1.5μm.改用λ2=0.6μm.的单色光时，路程差△r=λ2，所以P和为暗纹，从O到P路程差由零逐渐增大，必有路程差为和λ2的两点，即OP之间还有两条暗纹。例3试分析白光通过双缝在屏上的干涉图样。解：由图可知各种色光到屏中间O的光程差均为零，所以各种色光在O点全部是加强点，这些加强的各种色光合成后为白色明亮光带。由O向P移动，光程差由零逐渐增大，因可见光中紫光波长最短，单看暗纹情况，最先出现的是紫光暗纹。再依次出现靛、蓝、绿、黄、橙、红暗纹，同时单看亮纹时最先出现的亮