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学而优教有方
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5.1光的干涉
【学习目标】
1.观察光的干涉现象,能说出光的干涉条纹的特点.
2.能说出干涉现象产生的原因以及出现明条纹或暗条纹应满足的条件.
3.明确相干光源的概念,熟记产生稳定干涉现象的条件.
【课上探究】
知识点1:光的双缝干涉及其产生条件
思考与交流
1.回顾,机械波的干涉现象是怎样的?
2.机械波的干涉条件是什么?
3.机械波干涉图样中,什么地方出现亮条纹?什么地方出现暗条纹?如何判断?
4.如何获得光的相干光源?
5.类似于机械波的干涉,你能得出光的干涉条纹中,哪些地方出现明条纹?哪些地方出现暗条纹?
总结与提升
1.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,
2.双缝屏的作用:平行光照射到单缝S上,又照射到双缝S1、S2上,这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光.
3.明暗条纹条件:两束频率相同和振动情况完全一致的相干光,当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长λ的整数倍时,两列光波在这点相互加强,出现当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长λ2的奇数倍时,两列光波在这点相互减弱,出现
练习与拓展
例1.(多选)以下光源不可作为相干光源的是()
A.两个相同亮度的烛焰
B.两个相同规格的灯泡
C.双丝灯泡
D.出自一个光源的两束光
变式训练1.从两只相同的手电筒射出的光,当它们在某一区域叠加后,看不到干涉图样,这是为什么?
知识点2:光的双缝干涉公式
思考与交流
1.光的双缝干涉条纹特征,如条纹宽度、间距等,与光的波长或频率有关吗?
2.不同颜色的单色光产生的干涉条纹会有什么不同?
3.条纹宽度与哪些因素有关?试推导。
总结与提升
1.单色光的干涉图样特点
(1)中央出现的总为亮纹,两边则为明暗相间的条纹.
(2)两相邻亮纹(或暗纹)间的距离相等,且波长越长,这个间距越大.因此,比较相邻亮(暗)纹的间距,红光的最大,紫光的最小.
2.条纹间距:Δx=eq\f(l,d)λ.
练习与拓展
例2.关于光的干涉,下列说法中正确的是()
A.在双缝干涉现象里,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的
B.在双缝干涉现象里,入射光波长变短,相邻两个明条纹间距将变窄
C.只有频率相同的两列光波才能产生干涉
D.频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定
变式训练2.如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为7.30×10-7m,屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.30×10-7m.则在这里出现的应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”).
知识点3:薄膜干涉及其应用
思考与交流
劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图2甲所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图乙所示,干涉条纹有如下特点:
图2
(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置有什么规律?
(2)任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差相等吗?
(3)现若在图甲的装置中增加一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹()
A.变疏B.变密C.不变D.消失
练习与拓展
例3.(多选)利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度,如图2(a)所示,现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层,并用单色光照射,可观察到如图(b)所示的干涉条纹,条纹的弯曲处P和Q对应于A和B处,下列判断中正确的是()
A.N的上表面A处向上凸起
B.N的上表面B处向上凸起
C.条纹的c、d点对应处的薄膜厚度相同
D.条纹的d、e点对应处的薄膜厚度相同
【课后巩固】
1.煤矿中的瓦斯危害极大,某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率,于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪,其原理如图13-3-6所示:在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B,容器A与干净的空气相通,在容器B中通入矿井中的气体,观察屏上的干涉条纹,就能够监测瓦斯浓度.如果屏的正中央O点变为暗纹,说明B中气体一定__________瓦斯.
2.(多选)下列说法正确的是()
A.直接用强光照射双缝,发生干涉.
B.两只手电筒射出的光束在空间相遇,能观察到光的干涉现象.
C.用单色光作光源,干涉条纹是明暗相间的条纹.
D.用白光做光的干涉实验时,偏离中央明条纹较远的是红光
3.如图所示,用频率为?的单色光垂直照射双缝,在光屏上P点出现第2条暗条纹,已知光速为c,则P点到双缝的距离之差(r2-r1)应为()
A.c/2?B.
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