高中物理 第5章 光的波动性 1 光的干涉教师用书 教科版选修.doc

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1、1．光的干涉学习目标知识脉络1.观察光的干涉现象，知道光的干涉条件．(重点)2.知道杨氏干涉实验和决定干涉条纹间距的条件，认识出现亮条纹和暗条纹的位置特点．(难点)3.理解薄膜干涉实验的原理和现象．(重点、难点)4.了解干涉现象的应用——增透膜与反射膜原理.双缝干涉1．双缝干涉实验(1)实验：如图511，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，它们的振动情况总是相同的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加．图511(2)现象：屏上得到了明暗相间的条纹．(3)结论：证明光是一种波．

2、2．出现明、暗条纹的条件(1)当光从两狭缝到屏上某点的路程差为波长λ的整数倍时，这些点出现明条纹；当路程差为半波长λ的奇数倍时，这些点出现暗条纹．(2)和一般波的干涉一样，光干涉的条件是两列光的频率相同，能发生干涉的两束光称为相干光．3．计算波长的公式设两缝间距为d，两缝到屏的距离为l，当d和l一定时，计算表明：当l≫d时，相邻两条明条纹(或暗条纹)的间距为Δx＝λ.利用此式，测出条纹间距离Δx，即可求出光的波长．1．直接用强光照射双缝，发生干涉．(×)2．两只手电筒射出的光束在空间相遇，能观察到光的干涉现象．(×)3．用单色光

3、作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹．(√)1．做双缝干涉实验时必须具备什么条件才能观察到干涉条纹？【提示】　必须是相干光源，且双缝间的间距必须很小．2．一般情况下光源发出的光很难观察到干涉现象，这是什么原因？【提示】　光源不同部位发出的光不一定具有相同的频率和恒定的相差，不具备相干光源的条件．1．双缝干涉示意图图5122．单、双缝的作用平行光照射到单缝S上后，又照到双缝S1、S2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．3．明、暗条纹产生的条件(1)亮条纹屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半个

4、波长的偶数倍．即

5、PS1－PS2

6、＝kλ＝2k·(k＝0,1,2,3…)时出现亮条纹．(2)暗条纹屏上某点到两缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍．即：

7、PS1－PS2

8、＝(2k＋1)(k＝0,1,2,3…)时出现暗条纹．4．干涉图样的特点(1)单色光：干涉条纹是间距相等、明暗相间的条纹，且中央为亮纹．红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小．(2)白光：干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的．原因是各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹，除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，便形成了两侧的彩色条纹．(3)条纹间

9、距：条纹间距与波长成正比，Δx＝·λ(其中d为两逢间距，l为两缝到屏的距离，λ为光的波长)．1．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是(　　)A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的奇数倍处出现暗条纹D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生E．用同一装置做实验，不同颜色的光产生的干涉条纹间距不同【解析】　在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相

10、干光源，故选项A错误，B正确．在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗纹，选项C正确．两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，故选项D错误．不同颜色的光波长不同，根据Δy＝λ知，E正确．【答案】　BCE2.在双缝干涉实验中，屏上一点P到双缝的距离之差为1.5×10－6m若用频率为5.0×1014Hz的单色光照射双缝，该点出现亮条纹还是暗条纹？从屏中心算起这是第几条什么条纹？【解析】　该单色光的波长λ＝＝m

11、＝6×10－7m，P点到双缝的距离差与波长的大小关系为1.5×10－6m＝2.5λ，即距离差为半波长的奇数倍，P点处是暗条纹．令2.5λ＝(2k－1)(k＝1,2,3……)，得k＝3，这是第3条暗条纹．【答案】　暗条纹　第3条暗条纹分析双缝干涉中明暗条纹问题的步骤1．由题设情况依λ真＝nλ介，求得光在真空(或空气)中的波长．2．由屏上出现明暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还是暗条纹．3．根据明条纹的判断式Δr＝kλ(k＝0,1,2…)或暗条纹的判断式Δr＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)，判断出k的取值，从而判断条纹数．薄膜

12、干涉1．定义由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象．2．应用(1)检查平面的平整程度．(2)光学镜头上的增透膜．(3)太阳镜片上的反射膜．1．薄膜干涉是通过两个表面折射的光线产生的．(×)2．增透膜的厚度应等于光在空气中的波长的四分之一．(×)3．水面上漂浮