高二物理选修34第十三章第3节光的干涉Word文档格式.docx

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3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化，加深对衍n加油射图象的了解.

●教学用具

JGQ型氦氖激光器25n加油台，衍射单缝（可调缝宽度），光屏、光栅衍射小圆孔板，两支铅笔（学生自备），日n加油光灯（教室内一般都有），直径5mm的自行车轴承用小钢珠，被n加油磁化的钢针（吸小钢珠用），投影仪（本节课在光学实验室进行）n加油.

●课时安排：

1课时

1.实验：

双缝干涉

（1）装置：

双缝、激光器n加油、光屏

（2）现象：

屏上形成亮暗相间的条纹；

条纹之间的距离相等，亮度相同（实际n加油上由于衍射而不同）。

这就是光的干涉现象，今天我们来学习第一n加油节：

光的干涉。

第1课时：

新课教学：

一、双缝干涉

1.什么n加油是双缝干涉：

平行的单色光照射到相距很近的双n加油狭缝上，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。

n加油问题：

在什么样的条件下才能在屏幕上形成亮暗相间的条纹n加油呢？

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n加油率相同，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。

n加油

2.形成光波干涉的条件

（1）两个光源的频率相同；

（2）两n加油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n加油，满足上述条件吗？

为什么？

分析：

一束激n加油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，n加油说明两个波源的频率一定相同；

两条狭缝距离光源n加油的距离相等，所以两个狭缝处波的振动状态相同。

由此可见，通n加油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n加油条纹呢？

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n加油与波峰，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n加油现的位置，图中P点距S1、S2距离相等，路程差：

Δr=S1P-S2P=0应出n加油现亮纹，中央亮条纹。

不管波处于哪种初态，P点的振动总是波峰n加油与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A总为A1、n加油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？

n加油Δr1=|S1P1-S2P1|=λ=2×

Δr2=|n加油S1P2-S2P2|=2λ

Δr3=|S1P3-S2P3|=3n加油λ

Δrn=|S1Pn-S2Pn|=nλ

它n加油们对应产生第2、3、4…条明条纹，还有明条纹的地方吗？

在P点下方，与P1、P2n加油等关于P对称的点也应是明条纹。

（1）形成亮条纹的条件：

n加油Δr=2n·

n=0，1，2…时，出现亮条纹。

暗条纹出n加油现的位置：

根据波的叠加原理：

在Q1点是波峰与波谷相遇n加油，振动步调刚好相反。

Q1点位置与两波源路程差n加油：

Δr=|S1Q1-S2Q1|=

Δr=|Sn加油1Q2-S2Q2|=

λ,

λ…处，在P1P2、Pn加油2P3、…等明纹之间有第2条暗纹Q2、第3条暗纹Q3…，哪位n加油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：

Δn加油r=（2n+1）

n=0、1、2…时，出现暗纹。

条纹之间的距离n加油与哪些因素有关呢？

3.条纹间距与哪些因素有关

（1）n加油实验：

改变两缝间距、改变缝屏之间的距离、改变光波的波长

现象：

两n加油缝间距变小，条纹间距变大；

缝屏间距变大，条纹间距变大；

光波n加油波长变大，条纹间距变大。

结论：

干涉条纹之间的距离与两缝之间的距离、缝屏n加油之间的距离、光波的波长有关系。

有什么样的定量关系呢？

下面我们就来定量研究这个问n加油题。

（2）条纹间距

与波长

、双缝间n加油距

、缝屏之距

之间的定量关系

推导：

设两缝S1、S2间n加油距离为d，它们所在平面到屏面的距离为l，且

，O是S1S2的中垂线与n加油屏的交点，O到S1、S2距离相等。

由图可知：

S1P=n加油r1，r12=l2+（x-

）2

r22=l2+（x+

r22-r1n加油2=（r2-r1）（r2+r1）=2dx

由于

，且

n加油，所以r1+r2≈2l，这样就好办了，r2-r1=Δr=

x

Δr=n加油2n·

n=0、1、2…时，出现亮纹，即

·

x=2n·

时出现亮纹，或写成xn加油=

第n条和第（n-1）条亮纹间距离Δx为多少呢？

Δx=xn-xn-1=n加油［n-（n-1）］

，也就是Δx=

λ

根据前面的实验结果及推导n加油大家能判断红光和紫光哪一个波长长吗？

提出问题：

大家能猜n加油一猜用白光干涉会出现什么现象吗？

4.白光双缝干涉n加油

彩色条纹；

中央为白条纹；

中央条纹两侧彩色条纹对称排列；

每条彩纹中红光n加油总在外边缘，紫光在内缘。

现象解释：

不同色光波长不同，条n加油纹宽度不同，红光条纹最宽；

紫光条纹最窄，所以出现上面现象。

大家还记n加油得机械波波长、波速、频率三者之间的关系吗？

v=λf，光波也有这n加油样的关系，不过各种色光在真空中的波速是相同的，我们用c表示n加油，那么有：

c=λf，请大家比较一下七种色光的频率关系。

红光频率n加油最小，紫光频率最大。

第2课时：

薄膜干涉

复习提问：

1.形成干涉亮条纹和暗条纹的条件是什么？

2.干涉条纹之间的距离与哪些因n加油素有关？

有什么关系？

引入：

实验：

把圆环竖直地插入肥皂溶液n加油中，慢慢向上提起形成薄膜，竖直放好，注意观察在肥皂膜表面出现的现n加油象。

观察到肥皂膜上呈现明暗相间的干涉条n加油纹。

为什么会出现这种现象呢？

本节n加油课我们就来学习一种新的干涉现象——薄膜干涉。

二、薄膜干涉n加油

原因分析：

1．肥皂膜的形状

思考：

能反射光的表面有几个？

这些面反n加油射回来的光有没有光程差？

在什么条件下，肥皂膜n加油的表面会形成亮条纹？

在什么条件下，在肥皂膜的表面会形成暗条纹呢？

2．形成薄n加油膜干涉条纹的原因

（1）当肥皂膜的厚度，正好等于波长的整数倍时，经肥皂膜前后两个n加油表面反射的两列光波叠加后，在肥皂膜的表面形n加油成亮条纹。

，n加油

…

（2）当肥皂膜的厚度，n加油正好等于半波长的奇数倍时，经肥皂膜前后两个表面反射的两列光n加油波叠加后，在肥皂膜的表面形成暗条纹。

，

什么n加油薄膜干涉？

3．什么是薄膜干涉

同一列光波n加油照射到薄膜上，经薄膜前、后或（上、下，或内外）两个表n加油面反射的两列光波在薄膜表面发生叠加，形成亮n加油暗相间条纹的干涉现象，叫做薄膜干涉。

转折：

日常生活中，大家观察到过薄膜干涉现n加油象吗？

水面上的油膜面呈现出彩色条纹就是薄膜干涉现象。

为什么呢？

油膜上下两个表面n加油反射光，形成两列光波，两列光波在油膜的表面发生叠加形成n加油明暗相间的条纹。

观察：

牛顿环，发现亮暗相间的彩色圆环，这是薄膜干涉现n加油象吗？

试分析原因。

照相机、摄像机的镜头大多是n加油淡紫色的，为什么？

4．薄膜干涉的应用

课本、n加油报刊杂志中的成语、名言警句等俯首皆是,但学生写作文运用到文章n加油中的甚少,即使运用也很难做到恰如其分。

为什么?

还是没有彻底“记死”的缘故。

要解决n加油这个问题,方法很简单,每天花3-5分钟左右的时间n加油记一条成语、一则名言警句即可。

可以写在后黑板的“积累专栏”n加油上每日一换,可以在每天课前的3分钟让学生轮流讲解,也可让学n加油生个人搜集,每天往笔记本上抄写,教师定期检查等等。

这n加油样,一年就可记300多条成语、300多则名言警句,日积月累,终n加油究会成为一笔不小的财富。

这些成语典故“贮藏”在学生脑n加油中,自然会出口成章,写作时便会随心所欲地“提取”出来,使n加油文章增色添辉。

（1）增透膜：

增透膜的厚度等于入射光波波长的

，n加油经膜的前后两面反射的光叠加后相互抵消，增强了透n加油光性。

我们还可以利用薄膜干涉检查精密零件表面是否平整。

（2）检查精密n加油零件的表面是否平整

小结

通过本节课的学n加油习，我们掌握了以下知识：

实验现象：

明暗相间的彩色条纹

条纹特征：

n加油清晰、等间距、明暗相间

亮条纹与暗条纹出现的条件：

Δrn加油=2n·

n=0、1、2、3…明纹；

Δr=（2n+1）

n=0、1、2、n加油3…暗纹

条纹间距与波长的关系：

Δx=

λn加油

光具有波动性，c=λf

应用：

检查平面平整程度n加油

本节优化训练设计：

1.在做杨氏双缝干涉实验时，把其n加油中一缝挡住，则（）

A.干涉条纹与原n加油来一样，只是亮度减半B.在屏上出现一条与缝一n加油样宽的亮条纹

C.屏上模糊一片D.出现和原来不一样的n加油明暗相间条纹，但不是干涉条纹

2.在做双缝干涉实n加油验时，用普通的白光做光源，若在双缝处把一缝用红色玻璃挡住，另一缝用绿色玻璃n加油挡住，则屏上会出现（）

A.红色干涉条纹B.绿色干涉条纹n加油C.红绿相间的干涉条纹D.无干涉条纹，但有亮光n加油

3.图20—14是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，检查中所n加油观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面的反射光叠加而n加油成的（）

A.a的上表面，b的下表面

n加油B.a的上表面，b的上表面

C.a的下表面，b的上n加油表面D.a的下表面，b的下表面

4.n加油在杨氏双缝干涉实验中，保持双缝到屏的距离不变，调节双缝n加油间距离，当距离增大时，干涉条纹距离将变________，当距离减小时，干涉条纹n加油间距将变________。

宋以后，京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称n加油之为“教谕”。

至元明清之县学一律循之不变。

明朝入选翰林院的n加油进士之师称“教习”。

到清末，学堂兴起，各科教师仍沿用“n加油教习”一称。

其实“教谕”在明清时还有学官一意，即主n加油管县一级的教育生员。

而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”n加油。

“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。

于民间，特别是汉代以后n加油，对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经n加油师”。

在一些特定的讲学场合，比如书院、皇室，也称教师为“院长、西席、讲席”n加油等。

5.用单色光做双缝干涉实验时，测得双缝间n加油距离为0.4mm，双缝到屏的距离为1m，干涉条纹间距为1.5mm，求所n加油用光波的波长。

单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死n加油后活”吧。

让学生把一周看到或听到的新鲜事记n加油下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积n加油累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。

这样,即巩n加油固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察n加油能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。

6.用波n加油长为4000埃的光做双缝干涉实验，A点到狭缝S1、S2的路程差为1n加油.8×

10-6m，则A点是出现明条纹还是暗条n加油纹？

7.光纤通信是70年代以后发展起来的新兴技术，世界上许多国家都在n加油积极研究和发展这种技术.发射导弹时，可在导弹后面连一根n加油细如蛛丝的光纤，就像放风筝一样，这种纤细的光纤在导弹和发射装n加油置之间，起着双向传输信号的作用，光纤制导的下行光信n加油号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为0.85μm的单色光.而上行光信n加油号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为1.0n加油6μm的单色光，这样操纵系统通过这根光纤向导弹发出控n加油制指令，导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标.根据以上信息，回答下列问题：

（n加油1）在光纤制导中，上行光信号在真空中波长n加油是多少？

（2）为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的n加油光？

（已知光纤纤芯的折射率为1.47）

参考答案：

1n加油.D2.D3.C4.小，大5.6×

10-8m6.暗条纹

宋以后，京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。

明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。

到清末，学堂兴起，各科教师仍沿用“教习”一称。

其实“教谕”在明清时还有学官一意，即主管县一级的教育生员。

而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。

于民间，特别是汉代以后，对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。

在一些特定的讲学场合，比如书院、皇室，也称教师为“院长、西席、讲席”等。

7.

（1）157μm，

（2）如果上行光信号和下行光信号频率相同，会发生干涉现象。

相互间产生干扰。

布置作业：

课本P26：

1，2，3