浙江新高考专用版2024_2025学年高中物理第十三章光3光的干涉教案新人教版选修3_4.docxVIP

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3光的干涉

学问内容

选考要求

课时要求

光的干涉

c

1.知道杨氏双缝干涉试验，以及该试验对相识光的本性的意义．

2．知道光的干涉条件，知道杨氏双缝干涉试验设计的奇妙之处．

3．了解干涉条纹的特点，理解亮、暗条纹产生的条件.

一、杨氏干涉试验

1．1801年，英国物理学家托马斯·杨胜利地视察到了光的干涉现象，人们起先相识到光具有波动性．

2．双缝干涉试验

(1)试验过程：让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个光源发出的光在挡板后面的空间相互叠加发生干涉现象．

(2)试验现象：在屏上得到明暗相间的条纹．

(3)试验结论：光是一种波．

二、确定条纹间距的条件

1．干涉条件：两波源的频率、相位和振动方向都相同．

2．出现明暗条纹的推断

(1)亮条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶(填“奇”或“偶”)数倍时，出现亮条纹．

(2)暗条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇(填“奇”或“偶”)数倍时，出现暗条纹．

1．推断下列说法的正误．

(1)用白光做双缝干涉试验时屏幕各处均是彩色条纹．(×)

(2)频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定．(×)

(3)用两个完全相同的相干光源做双缝干涉试验时，从两

个狭缝到屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹．(√)

(4)用两个完全相同的相干光源做双缝干涉试验时，从两个狭缝到屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹．(×)

2．如图1所示，在杨氏双缝干涉试验中，激光的波长为5.30×10－7m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m．则在这里出现的应是________(填“亮条纹”或“暗条纹”)．

图1

答案暗条纹

一、杨氏干涉试验

如图为双缝干涉的示意图，单缝发出的单色光投射到相距很近的两条狭缝S1和S2上，狭缝就成了两个波源，发出的光向右传播，在后面的屏上视察光的干涉状况．

(1)两条狭缝起什么作用？

(2)在屏上形成的光的干涉图样有什么特点？

答案(1)光线照到两狭缝上，两狭缝成为振动状况完全相同的光源．

(2)在屏上形成明暗相间、等间距的干涉条纹．

1．杨氏双缝干涉试验

(1)双缝干涉的装置示意图

试验装置如图2所示，有光源、单缝、双缝和光屏．

图2

(2)单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动状况．也可用激光干脆照耀双缝．

(3)双缝的作用：将一束光分成两束频率相同且振动状况完全一样的相干光．

2．光产生干涉的条件

两束光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同．杨氏双缝干涉试验是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的．

3．干涉图样

(1)单色光的干涉图样：干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹．

(2)白光的干涉图样：中心条纹是白色的，两侧干涉条纹是彩色条纹．

例1一束白光通过双缝后在屏上视察到干涉条纹，除中心白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其缘由是()

A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同

B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同

C．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同

D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同

答案A

解析各色光的频率不同、波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，叠加后得到彩色条纹．

例2在双缝干涉试验中，以白光为光源，在屏幕上视察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光的频率、波长均不相等，这时()

A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消逝

B．红色和绿色的双缝干涉条纹消逝，其他颜色的干涉条纹依旧存在

C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

D．屏上无任何光亮

答案C

解析分别用绿色滤光片和红色滤光片拦住两条缝后，红光和绿光频率不等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，但仍有光亮．

[学科素养]例2回顾了双缝干涉试验，两束光发生干涉的条件是两束光的频率相同、相位差恒定、振动状况相同．一方面让学生对物理规律的相识更加深刻，另一方面也让学生进一步熟识了双缝干涉发生的条件．这很好地体现了“物理观念”和“科学思维”的学科素养．

二、确定条纹间距的条件

(1)若屏上某点是两列光波的波峰与波峰相遇，该点的振动是加强还是减弱？若屏上某点是两列光波的波峰与波谷相遇，该点的振动是加强还是减弱？

(2)如图所示是几种单色光的双缝干涉图样．

①用不同颜色的光做干涉试验时干涉图样有什么不同？

②假如将屏幕远离双缝移动，条纹间距如何变更？

③变更双缝间的距离，条纹间距如何变更？

④双缝干涉条纹的间距与哪些因素有关？

答案(1