高中物理 13.3 光的干涉课件1 新人教版选修34

1 第3课时 光的干涉 实验：用双缝干涉测量光的波长

[研究选考·把握考情]

知识内容

光的干涉

实验：用双缝干涉测量光的波长 考试要求

加试c

教学要求 1.知道杨氏双缝干涉实验，以及它对认识光的本性的意义

2.知道光的干涉条件，知道杨氏双缝干涉实验设计的巧妙之处

3.了解干涉条件的特点

4.理解明、暗条纹产生的条件

5.了解实验装置，知道实验原理及需要测量的物理量

6.知道测量头的使用方法，会测量明条纹的间距

7.知道滤光片和遮光筒的作用，理解实验中为了满足干涉条件所采用的方法

8.知道获得理想干涉条纹的实验操作要求

9.会用控制变量的方法，分别研究光的颜色、双缝距离和双缝与屏之间距离等与条纹间距的关系

10.会设计实验数据记录表并记录数据

11.会根据给出的波长表达式计算不同颜色光的波长

12.会用光传感器做双缝干涉实验

13.经历实验过程，体会条纹间距测量时的实验方法

说明 1.不要求定量计算以双缝干涉为背景的问题

2.不要求推导相邻两个明条纹或暗条纹中心间的计算公式

知识点一 杨氏干涉实验

[基 础 梳 理]

1.1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。

2.双缝干涉的装置示意图

2 图1

实验装置如图1所示，有光源、单缝、双缝和光屏。

(1)单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。也可用激光直接照射双缝。

(2)双缝的作用：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.让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近，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。这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象，挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹。这种现象证明光是一种波。

[要 点 精 讲]

1.产生干涉的条件：两列光的频率相同、相位相同、振动方向相同。本实验中是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的。

第I卷（选择题）

请点击修改第I卷的文字说明 评卷人 得分

一、选择题（题型注释）

1.（单选）如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为（ ）

A. 2 B. 1.5 C. 3 D. 2

2.

如图所示是一种折射率3n的棱镜。现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上，入射角的大小i＝60°，求：

（1）光在棱镜中传播的速率；

（2）画出此束光线进入棱镜后又射出棱镜的光路图，要求写出简要的分析过程。

3.（多选）一束光从空气射向折射率n=2的某种玻璃的表面，则下列说法正确的是:（ ）

A．当入射角大于450时会发生全反射

B．无论入射角多大，折射角都不会超过450

C．入射角为450时，折射角为300

D．当入射角为arctan2时，反射光线跟折射光线恰好垂直 第II卷（非选择题）

请点击修改第II卷的文字说明 评卷人 得分

二、填空题（题型注释）

4.直角玻璃三棱镜的截面如图所示，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角α= 60°．已知这种玻璃的折射率n =2，则：

①这条光线在AB面上的的入射角为 ；

②图中光线ab （填“能”或“不能”）从AC面折射出去．

5.如图所示，一个用透明材料制成的截面为直角三角形的三棱镜ABC．现在有一束单色光从空气中以θ=45°的入射角自直角边AB射入，折射时的偏转角为15°，然后光线射到AC面而刚好发生了全反射，则这种透明材料的折射率为________，全反射的临界角为_________，角∠A=________.

6.如图所示，用某种透光物制成的直角三棱镜ABC；在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像__________________，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3________，P4________.记下P3、P4的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4的位置作直线与AB面相交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°.则该透光物质的折射率n＝________，并在图中画出正确完整的光路图．

- 1 - 高中精品试题

13.6 光的偏振 每课一练（人教版选修3-4）

1．光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )

A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度

发生变化

B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是

90°时，反射光是偏振光

C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰

D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹

2．关于波的偏振现象，以下说法正确的是( )

A．只有横波才能发生偏振现象

B．只有纵波才能发生偏振现象

C．只有振动方向与透振方向平行的光才能通过偏振片

D．只有振动方向与透振方向垂直的光才能通过偏振片

3.

图3

如图3所示，让自然光照到P偏振片上，当P、Q两偏振片的透振方向间的夹角为以下

哪些度数时，透射光的强度最弱( )

A．0° B．30°

C．60° D．90°

4．让太阳光通过两块平行放置的偏振片，关于最后透射光的强度，下列说法中正确的为

( )

A．当两个偏振片透振方向垂直时，透射光强度最强

B．当两个偏振片透振方向垂直时，透射光强度最弱

C．当两个偏振片透振方向平行时，透射光强度最弱

D．当两个偏振片透振方向平行时，透射光强度最强

5．下面关于光的偏振现象的应用正确的是( )

A．自然光通过起偏器后成为偏振光，利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向

B．立体电影利用了光的偏振现象

C．茶色眼镜利用了光的偏振现象

D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影

响

6．在杨氏双缝干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片，若两个偏振片的透振方向相

互垂直，则( )

A．光屏上仍有干涉条纹、但亮条纹的亮度减小

B．光屏上仍有干涉条纹、但亮条纹的亮度增大

1 13.3 光的干涉

学 习 目 标 知 识 脉 络

1.观察光的干涉现象，能说出光的干涉条纹的特点．(重点)

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．(难点)

3．明确相干光源的概念，熟记产生稳定干涉现象的条件．(重点)

杨氏干涉实验

[先填空]

1．物理史实

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，开始让人们认识到光的波动性．

2．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互相叠加发生干涉．

(2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹．

(3)实验结论：光是一种波．

[再判断]

1．直接用强光照射双缝，发生干涉．(×)

2．两只手电筒射出的光束在空间相遇，能观察到光的干涉现象．(×)

3．用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹．(√)

[后思考]

1．做双缝干涉实验时必须具备什么条件才能观察到干涉条纹？

【提示】 必须是相干光源，且双缝间的间距必须很小．

2．一般情况下光源发出的光很难观察到干涉现象，这是什么原因？ 2 【提示】 光源不同部位发出的光不一定具有相同的频率和恒定的相差，不具备相干光源的条件．

[核心点击]

1．光的干涉

(1)光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域是相互间隔的，即出现亮纹和暗纹相间的现象．

(2)干涉条件：两列光的频率相同、相差恒定或两列光振动情况总是相同．能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列来获得．

2．托马斯·杨的双缝干涉实验

(1)双缝干涉的装置示意图(如图13­3­1所示)

图13­3­1

实验装置如图13­3­1所示，有光源、单缝、双缝和光屏．