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干涉是波特有的现象，光既然是波，也有波动，也应该能够产生干涉现象，为什么光的干涉实验直到1801年才做成功？
机械波的干涉实验很容易做成，但光的干涉实验直到1801年才由托马斯·杨做成功，这是因为光波的波长很短，要得到满足相干条件的两个独立的光源几乎是做不到的。
课前预习KEQIANYUXI
1．杨氏双峰干涉实验
(1)史实：1801年，英国物理学家托马斯·杨成功的观察到了光的干涉现象。
(2)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，两条狭缝相距近，两条狭缝就产生两个光源，它们的振动情况总是相同的，两光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加。
(3)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。
(4)实验结论：证明光是一种波。
(5)现象解释：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倍数时)，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之差等于半波长的奇数倍时，两列光在这一点相互削弱，这里出现暗条纹。
2．相干光源：如果两个光源发出的光能够产生干涉，这样的两个光源叫做相干光源。
激光器发出的光就是相干光源。
干涉条件：两列光的频率相同，振动方向相同，相位差恒定。
高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习高中物理选修3-4第十三章知识点总结及练习第十三章 光第一节光的反射和折射知识点1光的折射定律 折射率1）光的折射定律①入射角、反射角、折射角都是各自光线与法线的夹角！②表达式：2211sin sin θθn n =③在光的折射现象中，光路也是可逆的2）折射率光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，用符号n 表示sin sin n θθ=大小n 是反映介质光学性质的一个物理量，n 越大，表明光线偏折越厉害。
发生折射的原因是光在不同介质中，速度不同 例题：光在某介质中的传播速度是2.122×108m/s ，当光线以30°入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？解：由介质的折射率与光速的关系得又根据介质折射率的定义式得r 为在空气中光线、法线间的夹角即为所求．i 为在介质中光线与法线间的夹角30°． 由(1)、(2)两式解得：所以r=45°．白光通过三棱镜时，会分解出各种色光，在屏上形成红→紫的彩色光带（注意：不同介质中，光的频率不变。
）练习：1、如图所示，平面镜AB 水平放置，入射光线PO 与AB 夹角为30°，当AB 转过20°角至A′B′位置时，下列说法正确的是 ( )A ．入射角等于50°B ．入射光线与反射光线的夹角为80°c n v =C ．反射光线与平面镜的夹角为40°D ．反射光线与AB 的夹角为60°2、一束光从空气射入某种透明液体，入射角40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是 ( )A ．小于40°B ．在40°与50°之间C ．大于140°D ．在100°与140°与间3、太阳光沿与水平面成30°角的方向射到平面镜上，为了使反射光线沿水平方向射出，则平面镜跟水平面所成的夹角可以是 ( )A ．15°B ．30°C ．60°D ．105°知识点：2、测定玻璃的折射率（实验、探究）1．实验的改进：找到入射光线和折射光线以后，可以入射点O 为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO 、OO′（或OO′的延长线）交于C 点和D 点，过C 、D 两点分别向NN′做垂线，交NN′于C′、D′点， 则易得：n = CC′/DD′2．实验方法：插针法例题：光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时，折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率为 ( ) A ．2 B ．3 C ．22 D ．33 练习：1、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1＝45º时，折射角多大？2、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1多大时，反射光线和折射光线刚好垂直？（1）300（2）arctan 23、为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm ，底面直径24cm 的圆筒内注满水，如图所示，这时从P 点恰能看到筒底的A 点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P 点观察只能看到B 点，B 点和C 点的距离为18cm ．由以上数据计算得水的折射率为多少? 4/3第二节全反射知识点：光的全反射i 越大，γ越大，折射光线越来越弱，反射光越来越强。
人教版高二物理选修3-4 第十三章光第一节光的干涉教学目的：1、在学生已有几何光学知识的基础上引导学生回顾人类对光的本性的认识发展过程2、在了解机械波干涉的基础上使学生了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理。
3、使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件，并了解其有关计算，明确可以利用双缝干涉的关系测定光波的波长。
4、通过干涉实验使学生对光的干涉现象加深认识。
重点内容：1、波的干涉条件及相干光源的获得。
2、双缝干涉中明暗条纹的产生及有关计算。
教学过程：一、引言：前面一章已学过几何光学，对光的一些性质有了初步了解。
如：1、光在均匀介质中是沿直线传播的；2、光照射到两种介质的界面处会发生反射和折射；3、光的传播速度很大，在真空中为最大c=3.0×108m/s；4、光具有能量但是对于光的本性还没有深一步的探讨，这一章要讲这个问题-----（光的本性）二、讲授新课1、引导学生阅读第一节光的微粒说和波动说阅读后小结：（1）17世纪同时出现了两种学说---牛顿的微粒说和惠更斯的波动说；（2）两种学说对光的现象的解释各有成功和不足之处；（3）19世纪从实验中观察到了光的干涉、衍射现象，证明了光具有波动性；（4）19世纪末发现了光电效应，证明了光具有粒子性。
所以光既具有波动性又具有粒子性。
本章就从这两方面来认识光的本性。
2、复习波的知识提问：什么是波的干涉现象？若使两列波产生干涉现象，它们要具备什么样的条件？A、两列波彼此相遇后，仍像相遇以前一样，各自保持原有的波形，继续向前传播；B、在两列波重叠的区域里，任何一个质点的总位移都等于两列波分别引起的位移矢量和；C、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；D、要得到稳定的干涉图样，两个波源必须是相干波源小结：干涉是波的特有现象；只有相干波源才能产生稳定的干涉现象；光若具有波动性则必能观察到它的干涉现象，但必须要有产生干涉现象的相干光源。
3光的干涉
课堂合作探究
问题导学
一、杨氏双缝干涉实验
活动与探究1
1．在光的双缝干涉实验中，让一束红色激光（单一频率的光）照射挡板上的两条平行的狭缝，在后面的屏上观察到光的干涉现象，两狭缝为什么需相距很近？杨氏干涉实验时没有激光，他用什么方法获得相干光源的？
2．干涉现象对认识光的本质有什么意义？
迁移与应用1
由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象。
这是因为（）A．两个光源发出光的频率不同
B．两个光源发出光的强度不同
C．两个光源的光速不同
D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
杨氏双缝干涉的装置如图：
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，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏。
没有激光时，用强光照亮一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光。
2．双缝屏的作用：平行光照射到单缝S上，又照到双缝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．干涉是波特有的现象，杨氏双缝干涉实验证明了光是一种波。
4．两个一般的光源或同一光源的两部分发出的两束光，互相叠加时并不产生干涉现象。
二、决定条纹间距的条件
活动与探究2
1．当两个光源与屏上某点的距离之差为零时，该点出现亮条纹还是暗条纹？
2．怎样判断明暗条纹的位置？
迁移与应用2
在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是（）
A．用频率为f1和f2的单色光分别照射时，均出现明条纹
B．用频率为f1和f2的单色光分别照射时，均出现暗条纹
C．用频率为f1的单色光照射时出现明条纹，用频率为f2的单色光照射时出现暗条纹D．用频率为f1的单色光照射时出现暗条纹，用频率为f2的单色光照射时出现明条纹
1．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相反。
2．判断屏上某点是亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源（双缝）的路程差与波长的比值。
应记住，路程差等于波长整数倍处出现亮条纹，等于半波长的奇数倍处为暗条纹，还要记住这一结论成立的条件是：两个光源振动情况完全相同，即是两个相干光源。
当堂检测
1．在杨氏双缝干涉实验装置中，双缝的作用是（ ）
A ．遮住过于强烈的灯光
B ．形成两个振动情况相同的光源
C ．使白光变成单色光
D ．使光发生折射
2．以下两个光源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激光
3．如图所示为双缝干涉实验的装置示意图，图甲为用绿光进行实验时屏上观察到的现象，图乙为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况，则下列说法中正确的是（ ）
A ．乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
B ．乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
C ．乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
D ．乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
4．如图所示，用频率为f 的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P 点出现第3条暗条纹。
已知光速为c ，则P 点到双缝的距离之差r 2－r 1应为（ ） A ．c 2f B ．3c 2f C ．3c f D ．5c 2f
5．如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S 从双缝S 1、S 2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则（ ）
A ．不再产生干涉条纹
B ．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P 的位置不变
C ．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P 的位置略向上移
D ．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P 的位置略向下移
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：
1．答案：两狭缝相距很近，使光波通过狭缝时的振动情况总是相同的。
用了“一分为二”法，即用强光先照到一条狭缝上，从而获得单一频率的光，再通过双缝，发生了干涉。
2．答案：干涉是波的特征，光的干涉现象说明光是一种波。
迁移与应用1：D 解析：本题考查相干光的条件，题中两光源发的光都是白光，频率不确定，没法比较，选项A 错误。
光的强度对光是否发生干涉没有影响，选项B 错误。
光速在真空中是确定的，但它对光的干涉也没影响，选项C 错误。
两个独立光源，发光的频率是不相同的，不是相干光源，不能产生干涉现象，选项D 正确。
活动与探究2：
1．答案：两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍，包括了距离之差为零这种情况。
这时出现亮条纹。
2．答案：如图所示，S 1、S 2是两个狭缝，S 1S 2＝d ，缝到屏的距离为l ，l ≫d ，O 是S 1S 2的中垂线与屏的交点。
若两列光波到屏上某点P 的路程差（r 2－r 1）为半波长的偶数倍，这一点将出现亮条纹；
若两列光波到某点P 的路程差为半波长的奇数倍，这一点将出现暗条纹，即Δx ＝±nλ（n
＝0,1,2…），出现亮条纹；Δx ＝±（2n ＋1）λ2
（n ＝0,1，2…），出现暗条纹。
相邻两条明（或暗）条纹间的距离Δx ＝l d
·λ。
迁移与应用2：C 解析：频率为f 1的单色光的波长：λ1＝c f 1＝3×1085.0×1014
m ＝0.6×10－6 m ＝0.6 μm ，
频率为f 2的单色光的波长
λ2＝c f 2＝3×1087.5×1014
m ＝0.4×10－6 m ＝0.4 μm ，
因P 点到双缝的距离之差Δx ＝0.6 μm ＝λ1，所以用f 1照射时P 点出现亮条纹。
Δx ＝0.6 μm ＝32
λ2，所以用f 2照射时P 点出现暗条纹，故选项C 正确。
【当堂检测】
1．B 解析：本题考查光的双缝干涉实验装置，双缝的作用是获得相干光源，故正确选项为B 。
2．D 解析：相干光源必须满足频率相同、振动方向相同、相位差恒定，只有D 选项符合条件。
3．C 解析：由λ＝d l
Δx 可知，红光波长较长，条纹间距大。
4．D 解析：在某点产生暗条纹的条件是：光程差r 2－r 1为半波长的奇数倍。
已知P
点出现第3条暗条纹，说明r 2－r 1＝52λ，由c ＝λf 得λ＝c f ，则r 2－r 1＝5c 2f。
5．D 解析：本实验中单缝S 的作用是形成频率一定的线光源，双缝S 1、S 2的作用是形成相干光源，稍微移动S 后，没有改变传到双缝的光的频率，由S 1、S 2射出的仍是相干光，若单缝S 稍微向上移动，由单缝S 发出的光经双缝到达屏上P 点下方某点的路程差为零，故中央亮纹下移。
