(新教材)2020-2021学年物理人教版选择性第一册课件:4.3 光的干涉
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姓名,年级:时间:3 光的干涉知识结构图解重点问题聚焦1。
什么是光的干涉现象?发生干涉的条件是什么?2.双缝干涉中产生明暗条纹的条件是什么?一、光的双缝干涉干涉是波特有的现象1。
双缝干涉实验(1)实验过程:让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上,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,两波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加,发生干涉现象.(2)实验现象:在屏上得到明暗相间的条纹.(3)实验结论:证明光是一种波.2.物理史实光的干涉实验最早是英国物理学家托马斯·杨在1801年成功完成的.它有力地证明了光是一种波.找两只完全一样的手电筒,照射同一区域,能观察到明暗相间的干涉条纹吗?提示:不能.两只手电筒属于各自独立发光的光源,两者发出的光是非相干光,因此它们照射到同一点上时不发生干涉,所以无干涉条纹.二、决定条纹间距的条件1.干涉条件:两列光的频率相同、振动方向相同、相位差恒定.2.相干光源:发出的光能够产生干涉的两个光源.3.当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时(即恰好等于波长的整数倍时),两列光波在这点相互加强,出现亮条纹;当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时,两列光波在这点相互削弱,出现暗条纹.取曝过光的135型胶卷的黑底片,放在玻璃板上,用刀片沿直尺在胶片上划一条细缝,然后不移动直尺,将刀口稍微偏一点,再划一条细缝.或者将两张刀片并拢,以刀的前端沿直尺在胶片上一次划出两道细缝.再一种方法,也可取一小块玻璃片在上面均匀涂一薄层黑墨汁(最好不用烛焰上熏的烟黑,因烟灰颗粒大,划出缝太宽),待干后再用刀片以同样方法划出两道透明狭缝.缝间距离要小于错误! mm.观察时将带缝的板横放在眼前,通过双缝观看相距半米左右的白炽灯的灯丝,可看到在灯丝两侧细密分布着彩色的条纹,而且缝离灯越近,细密的条纹越清晰,你知道这种现象是如何产生的吗?提示:这实际上就是双缝干涉现象,从双缝穿过的光叠加后有的区域加强,有的区域减弱,所以出现条纹,因为白光是由不同颜色的光组成的复色光,所以叠加后是彩色条纹.三、干涉条纹和光的波长之间的关系波长为λ的单色光照射到双缝上.两缝中心之间的距离为d,双缝到屏的距离为l,则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心距离为错误!λ。
2020-2021学年度人教版(2019)选择性必修第一册4.3光的干涉同步训练4(含解析)1.如图所示为双缝干涉实验装置的示意图,S 为单缝,S 1、S 2为双缝,P 为光屏。
用单色光从左侧照射单缝S 时,可在光屏P 上观察到干涉条纹。
下列说法正确的是( )A .减小双缝间的距离,干涉条纹间的距离减小B .增大双缝到屏的距离,干涉条纹间的距离增大C .若换作波长更长的单色光照射,干涉条纹间的距离减小D .若换作白光照射,光屏上不出现条纹2.在双缝干涉实验中,用波长为5×10-7m 的黄光照射双缝。
已知两缝间的间距为0.3mm ,双缝到光屏的距离为1.2m ,光屏上P 点到双缝S 1和S 2的路程差为7.5×10-7m ,则下列说法中正确的是( )A .P 点出现的是亮条纹,相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2mmB .P 点出现的是暗条纹,相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2mmC .P 点出现的是亮条纹,相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4mmD .P 点出现的是暗条纹,相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4mm3.某一质检部门为检测一批矿泉水的质量,利用干涉原理测定矿泉水的折射率。
方法是将待测矿泉水填充到特制容器中,放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气),如图所示,特制容器未画出,通过比对填充后的干涉条纹间距x 2和填充前的干涉条纹间距x 1就可以计算出该矿泉水的折射率。
单缝0S 、双缝中点O 、屏上的0P 点均位于双缝1S 和2S 的中垂线上,屏上P 点处是0P 上方的第3条亮条纹(不包括0P 点处的亮条纹)的中心。
已知入射光在真空中的波长为 ,真空中的光速为c ,双缝1S 与2S 之间距离为d ,双缝到屏的距离为L 则下列说法正确的是( )A .来自双缝1S 与2S 的光传播到P 点处的时间差为3c B .x 2>x 1C .该矿泉水的折射率为12x x D .仅将单缝0S 向左(保持0S 在双缝的中垂线上)移动的过程中,P 点处能观察到暗条纹4.△OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面,ON =OM ,a 、b 两束可见单色光(关于OO ′)对称,从空气垂直射入棱镜底面MN ,在棱镜侧面OM 、ON 上反射和折射的情况如图所示,则下列说法正确的是( )A .在玻璃砖中a 光束的折射率大于b 光束的折射率B .在玻璃砖中,a 光束的传播速度小于b 光束的传播速度C .若a 、b 两光束从玻璃砖中射向空气,则b 光束的临界角比a 光束的临界角小D .用同样的装置做双缝干涉实验,a 光束的条纹间距小5.用干涉法检查工件表面的质量,产生的干涉条纹是一组平行的直线,若劈尖的上表面向上平移一小段距离,如图所示,则干涉条纹宽度将( )A .变宽B .变窄C .不变D .无法确定 6.2020年5月,我国第一台半导体激光隐形晶圆切割机研制成功。
4.3 光的干涉课程标准课标解读1.通过实验观察,认识光的干涉现象。
理解光是一种波,干涉是波特有的性质。
2.明确光产生干涉的条件以及相干光源的概念。
3.理解干涉的原理、干涉条纹形成的原因及特点,能够利用明暗条纹产生的条件解决相应的问题。
1.知道什么是相干光源以及光产生干涉现象的条件.2.观察光的干涉现象,认识双缝干涉条纹的特点及其明暗条纹的位置特点.3.观察薄膜干涉现象,知道薄膜干涉条纹的特点,并能用它解释生活中的相关现象.知识点01 波的干涉波的干涉:频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔,这种现象叫波的干涉. 【即学即练1】白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,其原因是不同色光的( )A . 传播速度不同知识精讲目标导航B.强度不同C.振动方向不同D.频率不同知识点02 杨氏双缝干涉实验1.史实:1801年,英国物理学托马斯·杨做了著名的光的双缝干涉实验,成功地观察到了光的干涉现象.2.双缝干涉图样:如图所示,用单色光去照射双缝,屏幕上就会出现明暗相间的等距离的条纹.4.干涉条件:两列光的频率相同,振动方向一致,且相位差恒定.5.能发生干涉的两束光称为相干光.6.意义:光的干涉现象充分表明光是一种波.7.明暗条纹位置的判断方法:当两个光源与屏上某点的距离差等于半波长的偶数倍(即恰好等于波长的整数倍时),两列光在这点相互加强,这里出现亮条纹;当两个光源与屏上某点的距离差等于半波长的奇数倍时,两列光在这点相互削弱,这里出现暗条纹.【即学即练2】用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹,在光源与单缝之间加上红色滤光片后( )A.干涉条纹消失B.彩色条纹中的红色条纹消失C.中央条纹变成暗条纹D.中央条纹变成红色知识点03 薄膜干涉1.观察薄膜干涉:如图所示,把这层液膜当作一个平面镜,用它观察灯焰的像时会发现水平方向的明暗相间的条纹.2.相干光源:液膜前后两表面反射的两列光波.3.薄膜干涉的成因光照在厚度不同的薄膜上时,在薄膜的不同位置,前后两个面的反射光的光程差不同,在某些位置两列波叠加后相互加强,于是出现亮条纹;在另一些位置,两列波叠加后相互削弱,于是出现暗条纹.【即学即练3】用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象,图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐),图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈,将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转,观察到的现象是( )A.当金属线圈旋转30°时,干涉条纹同方向旋转30°B.当金属线圈旋转45°时,干涉条纹同方向旋转90°C.当金属线圈旋转60°时,干涉条纹同方向旋转30°D.干涉条纹保持不变考法01 杨氏双缝干涉实验1.杨氏双缝干涉实验示意图,如图所示.2.单缝的作用:获得线光源.3.双缝的作用:获得两个相干光源.4.实验现象:在屏上出现一系列明暗相间的条纹.5.实验结论:光具有波动性.【典例1】如图所示是一种观察光的干涉现象的装置,称为劳埃德镜,图中M是一块普通平板玻璃制成的反射镜,单色缝光源S与镜面M平行(图中S只画成一个点),右面P是光屏.P上从最高处A到D之间是S发出的光能照射到的区域.图中带箭头的线段表示从S发出的几条特殊光线,则下列说法正确的是( )A.光屏上AD间的区域内都可以观察到明暗相间的干涉条纹B.光屏上只有AB间的区域内可以观察到明暗相间的干涉条纹C.光屏上只有BC间的区域内可以观察到明暗相间的干涉条纹D.光屏上只有CD间的区域内可以观察到明暗相间的干涉条纹考法02 光屏上出现明暗条纹的条件能力拓展屏上某处出现亮、暗条纹的条件1.出现亮条纹的条件:屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍.即:|PS 1-PS 2|=kλ=2k ·λ2(k =0,1,2,3,…)2.出现暗条纹的条件:屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是半波长的奇数倍.即:|PS 1-PS 2|=(2k -1)·λ2(k =1,2,3,…)【典例2】如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置,所用单色光是用普通光通过滤光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )A .a 的上表面和b 的下表面B .a 的上表面和b 的上表面C .a 的下表面和b 的上表面D .a 的下表面和b 的下表面题组A 基础过关练一、单选题1.教室内两盏相同的普通白炽灯发出的光相遇时,我们观察不到干涉条纹,这是因为( )分层提分A.两盏灯亮度不同B.灯光的波长太短C.两灯光的振动频率不同D.电灯发出的光不稳定2.双缝干涉实验装置如图所示,双缝间距离为d,双缝到光屏的距离为L,调整实验装置使光屏上见到清晰的干涉条纹。