2017-2018学年高中物理第5章光的干涉衍射偏振第1节光的干涉教学案鲁科版选修3-4

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1、第1节光的干涉1.杨氏双缝干涉实验证明光是一种波。2.要使两列光波相遇时产生干涉现象，两光源必须具冇相同的频率和振动方向。3.在双缝干涉实验屮，相邻两条亮纹或暗纹I'可的距离7J人，可利用入=¥y测定光的波长。4.由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象叫薄£

2、理解•教材新知由星础到更难由活学到活用对应学生用书光的干涉及其产生条件［自读教材•抓基础］1.实验现象在屏上出现明暗相间的条纹。相邻两条亮纹或暗纹间的距离△尸扌人，式中的d表示两缝间距，/表示两缝到光屏的距离，人为光波的波长。2.实验结论证明光是一种遊。3.光的相干条件相同的频率和振动方向。［跟随名师・解疑难］1.杨氏双缝干涉实验原理

3、透析(1)双缝干涉的装置示意图：实验装置如图5・1・1所示，有光源、单缝、双缝和光屏。单缝双缝光屏图5-1-1(2)单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝，杨氏那时没有激光，因此他用强光照亮一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝发生干涉。(1)双缝的作用：平行光照射到单缝S上，又照到双缝S、5上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。1.光屏上某处出现亮、暗条纹的条件频率相同的两列波在同一点引起的振动发生叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致，即振动方向总是相同，总是同时过最高点、最低点、平衡位置；暗条纹处振动步

4、调总相反，具体产生亮、暗条纹的条件为：(1)亮条纹的条件：光屏上某点戶到两缝$和$的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。即IPS1—PSz=kA=2k・寿(公=0,1,2,3,…)(2)暗条纹的条件：光屏上某点户到两缝$和$的路程差正好是半波长的奇数倍。^~PS~~PS2=(2斤+1)#(斤=0,1,2,3,…)2.双缝干涉图样的特点(1)单色光的干涉图样：若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等。如图5-1-2所示中央为亮条纹，两相邻亮纹(或暗纹)间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大。图5-1-2(2)白光的干涉图样：若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条

5、纹，且屮央条纹是白色的,这是因为：①从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹，各种色光都在小央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。②两相邻壳(或暗)条纹间距与各色光的波长成正比，即红光的亮条纹间距宽度最大，紫光的亮条纹间距宽度最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。［特别提醉］(1)双缝干涉实验的双缝必须很窄，且双缝间的距离必须很小。(2)双缝干涉小，双缝的作用主要就是用双缝获得相干光源。［学后自检］(小试射手)如图5-1-3所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。耍得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()澤彳P单缝双缝

6、光屏图5-1-3人・增大$与$的间距B.减小双缝屏到光屏的距离C.将绿光换为红光D.将绿光换为紫光解析：选C由双缝干涉条纹间距公式△尸j久可知，要增大条纹间距，可以增大双缝到屏的距离，减小双缝间距，选用波反更反的单色光，因此C项正确。知识点二科学探究一一测定光的波长［自读教材•抓基础］1.实验目的(1)观察白光及单色光的干涉图样;(2)掌握用公式"=£入测定单色光的波长的方法。2.实验原理双缝间的距离〃已知，双缝到屏的距离/可以测定，相邻两条亮纹或暗纹间的距离根据手轮上的读数测出，根据公式入斗y可计算波长久。3.实验步骤(1)在光具座上只装上光源和遮光筒(不带单、双缝)，调节光源高度，使它发出

7、的一束光能沿着遮光筒的轴线把屏照亮。(2)放好单缝和双缝，其间距为5〜10cm,且使缝相互平行,屮心大致位于遮光筒的轴线上。(3)光源与单缝间放上滤光片，仔细调节目镜，观察单色光的干涉条纹。撤去滤光片，观察白光的干涉条纹。(4)加上滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，使分划板的中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮的读数。然后继续转动手轮使分划板移动，直到分划板的屮心刻线对齐第刀条亮纹的屮心，记下此时手轮的读数。⑸将两次手轮的读数相减，求岀必亮纹间的距离耳，则相邻亮纹间距A尸右，利用公式入斗y,求出此单色光的波氏人。(〃、/在仪器中均可读出)(6)换用不同的滤光片，观察干涉条

8、纹间距离的变化，并求出相应的波长。［跟随名师・解疑难］1.注意事项(1)调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，使它发出的一朿光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。(3)为了减小测竝误差,(2)放置单缝和双缝吋，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，双缝到单缝的距离应相等。测条纹间距Ay时，先测出刀条亮(暗)纹间的距离曰，再求出相邻的两条亮(暗)纹间的距离A尸十。n—1(1)某种颜色的滤光片只能让这