鲁科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第5章 光的干涉、衍射和偏振 第1节 光的干涉 (3).ppt

本课结束解析薄膜前、后两个面反射的光波的光程不同,在一些地方,波峰(波谷)与波峰(波谷)相遇,相互加强,出现亮条纹;在另一些地方,波峰(波谷)与波谷(波峰)相遇,相互削弱,出现暗条纹,故选项A正确,选项B错误;干涉条纹是等间距的平行线时,说明薄膜是理想的劈尖干涉,即薄膜厚度是均匀变化的,故选项C错误;人眼观察到的条纹是膜前、膜后反射光波叠加的结果,因此人应与入射光在同一侧观察,故选项D错误。重难探究?能力素养全提升探究一双缝干涉实验原理透析【情境探究】波的干涉现象是两列波在传播中相遇叠加而形成的,是波的特性。产生稳定干涉现象的条件是有相干波源——频率相等、振动方向相同、相位差恒定的两列波,干涉图样中的“明”“暗”条纹就是相干波源叠加形成的振动“加强区”和“减弱区”。在1801年英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象,这对研究光的本性提供了什么样的帮助作用?要点提示光的干涉现象的发现,从实验的角度证实光是一种波。【知识归纳】1.双缝干涉实验的装置示意图:实验装置如图所示,有光源、单缝、双缝和光屏。(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方向相同、相位差恒定的相干光。2.屏上某处出现亮、暗条纹的条件:频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加,如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致,即振动方向总是相同;暗条纹处振动步调总是相反。具体产生亮、暗条纹的条件:(1)亮条纹产生的条件: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|PS1-PS2|=nλ=2n·(n=0,1,2,3,…)n=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。n为亮条纹的级次。(2)暗条纹产生的条件: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|PS1-PS2|=(2n+1)·(n=0,1,2,3,…),n为暗条纹的级次,从第1级暗条纹开始向两侧展开。闪光语录双缝干涉的条件必须是相干光源,且双缝间的间距必须很小。【应用体验】例题1双缝干涉实验装置如图所示,当使用波长为6×10-7m的橙光做实验时,光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹。若使用波长为4×10-7m的紫光重复上述实验,在P和P1点形成的亮、暗条纹的情况是(B)A.P和P1都是亮条纹B.P是亮条纹,P1是暗条纹C.P是暗条纹,P1是亮条纹D.P和P1都是暗条纹解析从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光,由题意,屏中央P到S1、S2距离相等,即由S1、S2分别射出的光到P的路程差为零,因此P处是亮纹中心,因而,无论入射光是什么颜色的光,波长多大,P处都是中央亮纹中心。而P1到S1、S2的路程差刚好是橙光的一个波长,即|P1S1-P1S2|=600nm=λ橙,则两列光波到达P1时的振动情况完全一致,振动得到加强,因此,出现亮条纹。当换用波长为400nm的紫光时,|P1S1-P1S2|=600nm=λ紫,则两列光波到达P1时振动情况完全相反,即由S1、S2射出的光波到达P1时就相互削弱,因此,出现暗条纹。综上所述,选项B正确。规律方法分析双缝干涉中明暗条纹问题的步骤(1)明确光在真空(或空气)中的波长。(2)由屏上出现明暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还是暗条纹。(3)根据明条纹的判断式Δr=±nλ(n=0,1,2,…)或暗条纹的判断式Δr=±(2n+1)(n=0,1,2,…),判断出n的取值,从而判断条纹数。针对训练1(多选)线光源a发出的光波长为480nm,线光源b发出的光波长为672nm,则(AC)A.用a做双缝实验,屏上与双缝距离差为s1=1.68μm的P处将出现暗纹B.用b做双缝实验,屏上与双缝距离差为s2=1.68μm的P处将出现亮纹C.用a做双缝实验,屏上与双缝距离差为s2=1.44μm的Q处将出现亮纹D.用b做双缝实验,屏上与双缝距离差为s2=1.44μm的Q处将出现亮纹解析题中两光源发出的光的半波长分别为可见,用a、b两光源做双缝实验时,屏上P处到双缝的距离差都等于半波长的奇数倍,均为暗纹,故选项A正确,B错误;用a做双缝实验时,屏上Q处到双缝的距离差恰等于半波长的偶数倍,Q处应为亮纹,选项C正确;用b做双缝实验时,屏上Q处到双缝的距离差不等于半波长的偶数倍,选项D错误。探究二双缝干涉图样的特点【情境探究】几种单色光的双缝干涉图样如图所示。