高中物理第四章光第四节光的干涉学案含解析粤教版选修

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1、第四节　光的干涉学习目标重点难点1．能说出什么是光的干涉现象及发生干涉的条件．2．能说出双缝干涉的规律和明（暗）条纹满足的条件．3．能说出干涉图样的特征和条纹间距的决定因素．4．能说出薄膜干涉发生的原因并能解释相关现象．重点：1．干涉图样的特征．2．根据明（暗）条纹满足的条件判断某点出现亮纹还是暗纹．难点：用薄膜干涉解释相关现象．一、双缝干涉1．干涉图样让一束单色光照射在双缝上，在和双缝平面平行的墙壁上即可观察到单色光的干涉图样——明暗相间的条纹．2．双缝干涉单色光经过双缝后成为两列频率相同的光，它们在空间产生干涉，某些区域得到了加强，出现明条纹；某些区域得到了削弱，出现暗条纹，明条纹和暗条

2、纹相间分布的现象叫双缝干涉．3．干涉条件光和机械波一样，产生稳定的干涉图样需要一定的条件：频率相同，相差恒定，振动方向相同，即光波为相干光波．4．明条纹和暗条纹满足的条件明条纹：Δr＝kλ，（k＝0，±1，±2，……）暗条纹：Δr＝（2k＋1），（k＝0，±1，±2，……）5．条纹间距干涉图样中相邻明条纹（或暗条纹）间的距离Δx＝λ，L为双缝到屏的距离，d为双缝间的距离．二、薄膜干涉1．发生薄膜干涉的原因在薄膜的内、外两个表面反射回来的光形成相干光，在膜的不同地方，其内、外表面反射光的光程差不同，因而在不同地方形成明条纹和暗条纹．2．形成彩色条纹的原因太阳光是由许多不同颜色的单色光组成的，在

3、膜的同一位置，不同颜色的光的光程差不同，因此明条纹的位置可能不同，不同颜色的光的明条纹是错开的，从而形成彩色条纹．预习交流若用单色光作光源，干涉图样是明暗相间的条纹；若用白光作光源，干涉图样还是明暗相间的条纹吗？答案：不是．用单色光作光源，到两缝的路程差正好是波长整数倍的地方出现亮条纹，到两缝的路程差正好是半波长奇数倍的地方出现暗纹，所以干涉图样是明暗相间的条纹；白光是由多种颜色的单色光组成的，屏的同一位置对各单色光的光程差不同，明条纹的位置不同，各单色光的明条纹是错开的，所以形成的干涉图样是彩色的，由于中央对各单色光都出现亮纹，所以中央出现白色明条纹．一、对双缝干涉实验的理解1．在光的双缝

4、干涉实验中，让一束红色激光（单一频率的光）照射挡板上的两条平行的狭缝，在后面的屏上观察到光的干涉现象，两狭缝为什么需相距很近？杨氏那时没有激光，他用什么方法获得相干光源的？答案：两狭缝相距很近，使光波通过狭缝时的振动情况总是相同的．杨氏用了“一分为二”法，即用强光先照到一条狭缝上，从而获得单一频率的光，再通过双缝，发生了干涉．2．为什么一般情况下很难观察到光的干涉现象？答案：由于不同光源发出的光频率不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相差，故一般情况下不易观察到光的干涉现象．3．干涉现象对认识光的本质有什么意义？答案：干涉是波的特征，光的干涉现象说明光是一种

5、波．4．学生讨论：如图所示是双缝干涉实验的示意图，在图中，单缝、双缝各起什么作用？答案：单缝的作用是获得一个线光源，有唯一的频率和振动情况．双缝的作用是把一束光分成两束频率和振动情况完全一致的相干光．如图所示是研究光的双缝干涉用的示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹，已知入射激光的波长为λ，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0号亮纹，由P向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则P1处的亮纹恰好是10号亮纹．设直线S1P1的长度为δ1，S2P1的长度为δ2，则δ1－δ2等于（　　）．A

6、．9λB．10λC．11λD．18λ答案：B解析：出现明条纹的条件是：光程差δ1－δ2＝nλ，n＝0时，出现0号亮纹；n＝1时，出现1号亮纹；…；n＝10时，出现10号亮纹．1．频率相同的两列波在屏上的同一点引起的振动叠加，若该点同时参与的两个振动步调总是一致，则出现亮条纹；若同时参与的两个振动步调总相反，则出现暗条纹．2．光的干涉也遵循能量守恒原则，干涉现象只是光能量的重新分配，亮条纹处并不是光的干涉可以产生能量，而是按波的传播规律，到达该处的光能量比较集中，而暗条纹处很少有光能量传到该处．二、双缝干涉图样的特点1．当两个光源与屏上某点的距离之差为零时，该点出现亮条纹还是暗条纹？答案：两个

7、光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍，包括了距离之差为零这种情况．这时出现亮条纹．2．通过观察，说明干涉图样有何特点？答案：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，中央为亮条纹．若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的．3．观察课本87页图4－4－2的双缝干涉图样，讨论交流该干涉图样有什么特点？答案：该干涉图样中条纹间距相等，明条纹和暗条纹相间分布，且中央为