2017-2018学年高中物理 第十三章 光 第3节 光的干涉教案 新人教版选修3-4

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1、13.3光的干涉物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。一、教学目标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．通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力．4．通过“扬氏双缝干涉”实验的学习，渗透科学家认识事物科学的物理思维方法．二、重点、难点分析1．波的干涉条件，相干光源．2．如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”．3．培养学生观察、表述、分析能力．三、教具1．演示水波干涉现象：频率可

2、调的两个波源，发波水槽，投影幻灯，屏幕．2．演示光的干涉现象：直丝白炽灯泡；单缝；双缝；红、绿、蓝、紫滤色片；光的干涉演示仪；激光干涉演示仪．3．干涉图样示意挂图，为分析干涉所做的幻灯片；或电脑及干涉现象示意的动画软件．四、主要教学过程(一)引入由机械波的干涉现象引入：首先演示“水波干涉现象”，并向学生提出问题．(1)这是什么现象？(2)是否任何两列波在传播空间相遇都会产生这样的现象？让学生回答，让学生描述稳定干涉现象的特征，指出干涉现象是两列波在空间相遇叠加的一种情景；一切波都能发生干涉现象，干涉现象是波特有的现象．要得到稳定干涉现象需是相干波源．(二)教学过程设计新课教学：双缝干

3、涉1.什么是双缝干涉：平行的单色光照射到相距很近的双狭缝上，在狭缝后的光屏上出现亮暗相间条纹的现象叫做双缝干涉现象。问题：在什么样的条件下才能在屏幕上形成亮暗相间的条纹呢？根据波的叠加原理，可知：在同一种介质中传播的两列波，当两个波源的频率相同，振动状态完全相同或有恒定的相位差时，就会出现干涉现象。2.形成光波干涉的条件（1）两个光源的频率相同；（2）两个光源的振动状态完全相同或有恒定的相位差。如图所示的双缝干涉装置中，满足上述条件吗？为什么？分析：一束激光被分成两束相当于两个波源，激光束的颜色没有发生变化，说明两个波源的频率一定相同；两条狭缝距离光源的距离相等，所以两个狭缝处波的振

4、动状态相同。由此可见，通过双缝形成的两个波源就是相干光源。问题：为什么在光屏上会形成亮暗相间的条纹呢？如图，根据机械波的干涉理论可知，亮条纹出现的位置一定是波峰与波峰，或者波谷与波谷相遇的位置。我们可以肯定的说，P点就是亮条纹出现的位置，图中P点距S1、S2距离相等，路程差：Δr=S1P-S2P=0应出现亮纹，中央亮条纹。不管波处于哪种初态，P点的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A总为A1、A2之和，即P点总是振动加强点，应出现亮纹。如果P1点也出现亮条纹，那么P1点距S1、S2距离应满足什么条件呢？Δr1=

5、S1P1-S2P1

6、=λ=2×Δr2=

7、S1P2-S2P2

8、=

9、2λΔr3=

10、S1P3-S2P3

11、=3λΔrn=

12、S1Pn-S2Pn

13、=nλ它们对应产生第2、3、4…条明条纹，还有明条纹的地方吗？在P点下方，与P1、P2等关于P对称的点也应是明条纹。（1）形成亮条纹的条件：Δr=2n·n=0，1，2…时，出现亮条纹。暗条纹出现的位置：根据波的叠加原理：在Q1点是波峰与波谷相遇，振动步调刚好相反。Q1点位置与两波源路程差：Δr=

14、S1Q1-S2Q1

15、=Δr=

16、S1Q2-S2Q2

17、=λ,λ…处，在P1P2、P2P3、…等明纹之间有第2条暗纹Q2、第3条暗纹Q3…，哪位同学能用上面的方法写个通式，归纳一下。（2）形成暗条纹的条件：Δr=(2n+1),n

18、=0、1、2…时，出现暗纹。