高中物理选修34第五章学案1习题 课后作业,有详细解答

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1、学案1　光的干涉[学习目标定位]　1.知道什么是相干光及光产生干涉现象的条件.2.观察光的干涉现象，认识干涉条纹的特点.3.理解双缝实验中明、暗条纹的位置特点.4.了解薄膜干涉现象，知道薄膜干涉条纹的特点．波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔，这种现象叫波的干涉．1．1801年，英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉．2．如图1，让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近，狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动

2、方向总是相同的，这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象，挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹．图13．明暗条纹位置的判断方法当光从两狭缝到屏上某点的路程差为半波长的偶数倍(即波长λ的整数倍)时，光在这点相互加强，这里出现明条纹；当路程差为半波长的奇数倍时，光在这点相互削弱，这里出现暗条纹．一、双缝干涉[问题设计]如图2所示，机械波可以产生波的干涉现象，形成稳定的干涉图样；如果我们先假设光是一种波，那么按照我们所学的波动知识，光要发生干涉现象需要满足什么条件？图2答案　两光源必须有相同的频率，即两光源为相干光．[要点提炼]

3、1．杨氏双缝干涉实验：图3(1)双缝干涉的装置示意图实验装置如图3所示，有光源、单缝、双缝和光屏．(2)单缝屏的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况．也可用激光直接照射双缝．(3)双缝屏的作用：平行光照射到单缝S上，后又照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光．(4)实验现象：①若用单色光作光源，干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹．②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．(5)实验结论：光是一种波．2．光产生干涉的条件：两列光的频率相同、相位相同、振动方向相同．杨氏

4、双缝干涉实验是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的．二、明暗条纹位置的判断方法[问题设计]机械波发生干涉现象时，形成的图样有什么特点？光发生干涉现象时为什么会出现明暗相间的条纹？答案　机械波的干涉图样的特点是：振动加强区和减弱区相互间隔，其分布不变．光发生干涉现象时，振动加强区和振动减弱区也会交替分布．反映在屏上，振动加强区，光能量较强——亮；振动减弱区，光能量较弱——暗，即得到明暗相间的干涉条纹．[要点提炼]屏上某处出现亮、暗条纹的条件1．出现亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍．即

5、：

6、PS1－PS2

7、＝kλ＝2k·(k＝0,1,2,3，…)(k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹．k为亮条纹的级数．)2．出现暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍．即：

8、PS1－PS2

9、＝(2k－1)·(k＝1,2,3，…)(k为暗条纹的级数，从第1级暗条纹开始向两侧展开)．二、薄膜干涉[问题设计]1．在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光．把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜．把这层液膜当做一个平面镜，用它观察灯焰的

10、像如图4所示．这个像与直接看到的灯焰有什么不同？如果用白光做实验情况又会如何？图4答案　灯焰的像由明暗相间的水平条纹组成．如果用白光做实验，肥皂膜上会出现彩色水平条纹．2．马路积水上的油膜呈现彩色图样，这是光的什么现象？答案　光在积水上的油膜上发生了薄膜干涉．[要点提炼]1．薄膜干涉的原理光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的路程差等于膜厚度的2倍，在某些位置，两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现暗条纹．2．薄膜干涉中应注意的问题(1)观察的是从膜前、后两表面反射回来的

11、光(眼睛与光源在膜的同一侧)(2)用单色光照射得到明暗相间的条纹，用白光照射得到彩色条纹．(3)每一条纹是水平(填“水平”或“竖直”)的．3．薄膜干涉的应用(1)用干涉法检查平面的平整度．(2)光学仪器上的增透膜．一、杨氏干涉实验例1　在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时(　　)A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B．有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹C．

12、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上无任何光亮解析　两列光波发生干涉的条件之一是频率相等．利用双缝将一束光分成能够发生干涉的两束光，在屏上形成干涉条纹，但分别用红色滤光片和绿色滤光片挡住两条缝后，红光和