大学物理——光的干涉

《大学物理——光的干涉》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、大学物理——光的干涉章节名称第十七章光的干涉教师姓名郑耀辉教学目的（1）了解实现干涉现象的条件（2）了解光程和光程差的概念（3）掌握杨氏双缝干涉实验。（4）掌握两种类型的干涉：等倾干涉和等厚干涉教学内容（1）光源的发光机理和实现干涉的条件。（2）介绍杨氏双缝干涉实验和干涉呈现明暗条纹的条件。（3）光程的概念和光程差的描述（4）讲解两种类型的干涉：等倾干涉和等厚干涉教学重点（1）杨氏双缝干涉（2）薄膜干涉教学手段口授、板书、插图、多媒体教学方法以干涉条件为主线，以线串点，介绍干涉呈现明暗条纹的条件和几个

2、典型的干涉实验。教学内容教学设计温故1.介绍光学发展简史和光学的几个分支：几何光学、波动光学、量子光学2.机械波的干涉条件：两波频率相同，振动方向相同，周相相同或周相差恒定的波源所发出的两个波，在两波相遇的空间区域将呈现干涉现象。干涉现象是所有波动的特性，光波是一种电磁波。问题一：是否任意两个光源发出的光都能发生干涉？怎样的两个光源发出的光才有干涉现象出现？两盏灯同时照射到同一平面上，总照度到处都加强了，其值等于两盏灯照度之和，没有一处照度减弱，观察不到干涉花样。与机械波动一样，相干光波也必须满足同频

3、率、同振动方向、同周相或相差恒定等条件。问题二：怎样才能获得相干光源★复习相关知识，引出本讲教学主线★口述介绍光学发展简史，从机械波的干涉入手，引出所有波的共同特性，用提出问题的方法引出本讲的主要内容★提问学生，调动学生思维积极性。一、光源发光的物理机制1.原子存在状态：分离定态，能级，基态与激发态2.原子的发光机制：原子中电子从激发态向基态跃迁，并以光波形式释放能量的过程3.原子发光的独立性：各原子或同一原子各次发出的波列，其频率和振动方向可能不同，每次何时发光不确定。不满足相干条件。★从光源发光的

4、物理机制出发，介绍获得相干光的条件。10教学内容教学设计一、波的叠加1.利用波的叠加原理讨论两束同频率、同振动方向的光波叠加情况由光的波动理论，在空间相遇点P的振动分别为图17-1（17-1）（17-2）由叠加原理，两列波在公共区域内的合成振动为：（17-3）讨论：a.非相干叠加（17-4）（17-5）对于非相干叠加有（17-6）（17-7）结论：非相干叠加时，光波的光强为各分裂光束在叠加点光强之和。且在叠加点不产生光强的强弱变化b.相干叠加如果在宏观长时间内光波的相差能保持恒定，则（17-8）★干涉

5、相长（明条纹）（17-9）★干涉相消（暗条纹）（17-10）结论：如果在宏观长时间内光波的相差能保持恒定，则在叠加区域光的强度会随空间位置不同形成稳定的强、弱相间分布(即明、暗分布)★用解析的方法来讨论两列波相干叠加的条件。★提出问题，引导学生一起分析。10教学内容教学设计2.光的干涉：光束频率相同、相差恒定、具有相同的偏振方向(或有相同方向的偏振分量)的光波在其叠加区域形成光强的稳定强弱相间分布现象，称为光的干涉。相干光条件：频率相同、相差恒定、具有相同的偏振方向(或有相同方向的偏振分量)假定两光束

6、初始相位相差为0（17-11）图17-2亮条纹暗条纹干涉条纹的可见度（17-12）当时，V=1时，V=0图17-3★补充相干条件：两束光的强度不能相差太大三、光程和光程差r1r2dn图17-4光程是指已折算到真空中的路程，把光在介质中通过的几何路程按相位变化相同折合到真空中的路程。好处是可以统一用真空中的波长来计算。光程差指已折算到真空中的路程差，两束相干光在相遇点处由于经过不相同的光程所引起的周相差可用光程差来写出。相位差=（17-13）★在了解波叠加原理的基础上，考虑两个光源的相位差和光程差讨论光

7、的干涉。★由干涉条纹的可见性，提出问题，引导学生思考★简要介绍，使学生了解基本概念。10教学内容教学设计图17-6四、获得相干光源的方法将同一光源发出的光波分成两部分：分波前法和分振幅法杨氏双缝干涉实验——分波前法（17-14）明纹（17-15）暗纹（17-16）条纹间距（17-17）图17-5条纹特点：（1）平行的明暗相间条纹（2）不太大时条纹等间距（3）中间级次低（4）图17-8★本讲重点，用插图结合多媒体动画的方法，加深学生对知识的理解，也使讲解形象化。★借助板书推导双缝发出的两个波面的光程差。

8、10教学内容教学设计10（1）波长对条纹的影响白光？从上面公式得到，不同波长光的干涉条纹间距不同，波长越长，条纹越稀。用白光做实验，在屏幕上只有中央条纹是白色的，在中央白色条纹的两测，由于各单色光的明暗条纹的位置不同，形成由紫而红的彩色条纹。（2）光源宽度对条纹的影响杨氏干涉实验中，是采用点光源或线光源。但实际上光源总是具有一定的宽度的。我们可把光源看成有很多线光源构成。各个线光源在屏幕上形成各自的干涉花样，这些干涉花样间有一定的位移，位移量与光源的长度