2019-2020年高中物理 4.4 光的干涉教案 粤教版选修3-4

《2019-2020年高中物理 4.4 光的干涉教案 粤教版选修3-4》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2019-2020年高中物理4.4光的干涉教案粤教版选修3-4教学目标：　　1．相干光源的获得及光波的干涉和衍射的条件，双缝干涉中为什么能形成明暗相间的条纹及明暗条纹的计算方法，从而确切地理解光的干涉和衍射现象的形成。　　2．在新的情景下能够运用波的分析方法解决问题。3．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．难点、重点：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“

2、加强”和“减弱”．教学过程：（一）引入光的本性学说的发展简史。　　从原始的微粒说，到牛顿的微粒说，惠更斯的波动说，进而发展到光的电磁说。又从光电效应重新认识到光的粒子性，直至统一到光的波粒二象性。应结合每个阶段的典型现象和实验，对这一过程发展脉络有较清晰的了解。（二）新课教学一、光的干涉现象　　（1）相干光源的获得。两列波叠加发生明显干涉现象的条件是二者频率相等，相差恒定。两个普通光源很难达到这一要求。通常是把一束光想办法分成两部分，让这两部分再叠加以达到干涉效果。杨氏双缝实验装置正是这样巧妙地

3、获得了两列相干的波源。　　（2）杨氏双缝干涉实验。一束光通过单缝照射到相距非常近的两个狭缝后，形成频率相同的两束光。这两束光的叠加，在光屏上就产生了干涉条纹。如果用单色光照射狭缝，在屏上得到的是与狭缝平行的明暗相间的等间距条纹。屏上某点到双缝的距离之差若是入射光波长的整数倍，则屏上这点出现的是亮条纹；屏上某点到双缝的距离之差若是入射光半波长的奇数倍，则屏上这点出现的是暗条纹。由公式可知，条纹宽度与波长λ及双缝到光屏的距离成正比而与双缝间距d成反比。在、d一定的情况下，红光产生的干涉条纹间距最大，

4、紫光产生的干涉条纹间距最小。若用白光进行干涉实验则在屏上得到的是彩色的干涉条纹。　　（3）薄膜干涉。一束光经薄膜前后两个表面反射后相干叠加而成的干涉现象叫薄膜干涉。应用分析光程差与波长关系的方法也可分析薄膜干涉图样的特点。生活和实验中有各种薄膜干涉现象，如肥皂膜、油膜、空气隙、牛顿环、增透膜等。二、光的干涉的分析　　让一束单色光（例如红光）投到一个有孔的屏上，如图所示，这个小孔就成了一个“点光源”．光从小孔出来后，就射到第二个屏的两个小孔上，这两个小孔离得很近，约为0.1mm，而且与前一个小孔的

5、距离相等，这样在任何时刻从前一个小孔发出的光波都会同时传到这两个小孔，这两个小孔就成了两个振动情况总是相同的波源．　　　　　　　　　　　　　　那么，明暗相间的条纹又是怎样形成的呢？　　对照机械波的情况，如果两列波在相叠加的区域传播的路程差为一个波长的整数倍时，该区域的振动就加强，如果两列波在叠加区域传播的路程差为半波长的奇数倍时，该区域的振动就减弱．　　如图，甲图中P点在S1S2的中垂线上，所以，两列波的路程差△s=0．所以，振动被加强，为明条纹．　　乙图中，在P点上方的P1点，屏上与狭缝S1、

6、S2的路程差△s=λ又出现明条纹．　　丙图中，在P1点的上方还可以找到△s=2λ的P2点，在该点上方还能找到路程差为3λ、4λ…的点，在这些地方振动均被加强．同样，在P点的下方也能找到路程差为λ、2λ、3λ…的点．　　　　　　　　　　　　　　　　　　如图，在甲图中，在P与P1之间一定有一个Q1点，S1、S2点到该点的路程差为λ/2，该点为振动减弱的点，同理，我们无论在P点的上方还是在P点的下方均能找到路程差为半波长的奇数倍的点，这些点均为暗条纹，这样就形成了明暗相间的条纹．　　　　　　　　　　　

7、　　　　　　白光的干涉条纹，为什么中间条纹为白色，而中央亮条纹的边缘出现了色彩？　　这是因为白光是由不同颜色的单色光复合而成的，而不同色光的波长不同，在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离不变的条件下，光波的波长越长，各条纹之间的距离越大，条纹间距与光波的波长成正比．各色光在双缝的中垂线上均为亮条纹，故各色光重合，为白色．各色光产生的条纹宽度不同，所以，中央亮条纹的边缘处出现了彩色条纹．　　刚才你提到在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离不变的条件下，如果我假设其它条件不变，将像屏稍微向双缝屏移动或远离双缝屏移

8、动，像屏上的条纹是不是就模糊不清了呢？　　我想像屏上仍有清晰的干涉条纹，因为仍可以在像屏上找到两列波的路程差为0、λ、2λ、3λ…nλ的点，也仍可找到两列波的路程差为λ/2、3λ/2…（2n—1）λ/2的点．　　下面对薄膜干涉再提几个问题，第一，薄膜干涉是由哪两列波叠加而产生的？　　当光照射到薄膜上时，光从薄膜的前后（或上下）两个表面反射回来，形成两列波，由于它们是从同一光源发出的，这两列波的波长和振动情况相同，为两列相干光波．　　将肥皂膜竖直放在点燃的洒有钠盐的酒精灯附近，这时你看到的干涉条纹