用氦氖激光器演示光的双缝干涉现象
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4.3 光的干涉(同步检测)一、选择题1.(多选)杨氏干涉实验证明光的确是一种波,一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上,两狭缝就成了两个光源,它们发出的光波发生干涉,产生的干涉图样如图所示,在这两列光波相遇的区域中,实线表示波峰,虚线表示波谷,如果放置光屏,则下列说法正确的()A.A点出现明条纹B. B点出现明条纹C. C点出现暗条纹D. C点出现明条纹2.如图所示,用单色光做双缝干涉实验,P处为第二暗条纹,改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变)时,则同侧第二暗条纹的位置()A.仍在P处B.在P点上方C.在P点下方D.要将屏向双缝方向移近一些才能看到3.(多选)如图所示,一束复色光从空气射入玻璃中,得到a、b两条折射光线,以下说法正确的是()A.折射光a的波长小于折射光b的波长B.两束光在相遇区域会发生干涉现象C.如果让两束光分别在同一点通过同一个双缝发生干涉,则所得干涉条纹间的距离Δx a<Δx bD.在玻璃中a光较b光速度快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r2-r1应为()A .c 2fB .3c 2fC .3c fD .5c 2f5.以下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光6.如图所示为双缝干涉实验装置,当使用波长为6×10-7 m 的橙光做实验时,光屏P 点及上方的P 1点形成相邻的亮条纹.若使用波长为4×10-7 m 的紫光重复上述实验,在P 和P 1点形成的亮、暗条纹的情况是( )A.P 和P 1点处都是亮条纹B.P 点处是亮条纹,P 1点处是暗条纹C.P 点处是暗条纹,P 1点处是亮条纹D.P 和P 1点处都是暗条纹7.某同学自己动手利用如图所示的器材,观察光的干涉现象,其中,A 为单缝屏,B 为双缝屏,C 为像屏.当他用一束阳光照射到A 上时,屏C 上并没有出现干涉条纹.他移走B 后,C 上出现一窄亮斑.分析实验失败的原因,最大的可能是( )A.单缝S 太窄B.单缝S 太宽C.S 到S 1和S 2距离不等D.太阳光不能作光源8.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B.强度不同C.振动方向不同D.频率不同9.(多选)杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(n 为自然数,λ为光波波长)( )A.在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B.在距双缝的路程差为n λ的点形成亮条纹C.在距双缝的路程差为n λ2的点形成亮条纹D.在距双缝的路程差为(2n +1)λ2的点形成暗条纹 10.(多选)关于光的干涉,下列说法中正确的是 ( )A.在双缝干涉现象里,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B.在双缝干涉现象里,入射光波长变大,相邻两个明条纹间距将变宽C.只有频率相同的两列光波才能产生干涉D.频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定11.(多选)如图,表示两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况,实线表示波峰,虚线表示波谷,两列横波的振幅均为A,b、c是a、d连线上的点,b为该连线中点,c在b、d之间.下列说法正确的是()A.a、d处质点的振动加强,e处质点的振动减弱B.图示时刻,c处质点正处在平衡位置上方且向上运动C.图示时刻,b处质点正处在平衡位置且向下运动D.从图示时刻经四分之一周期,b处质点通过的路程为A12.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。
18 光的干涉三、计算题1、使一束水平的氦氖激光器发出的激光(nm 8.632=λ)垂直照射一双缝。
在缝后 2.0m 处的墙上观察到中央明纹和第1级明纹的间隔为 14cm 。
(1)求两缝的间距;(2)在中央条纹以上还能看到几条明纹?解:(1)m 100.914.0108.6230.2x D d 69--⨯=⨯⨯=∆=λ 6分 (2)由于2πθ≤,则3.1414.00.2x D sin d k ==∆==λθ应该取14即能看到14条明纹。
6分 2、在双缝干涉实验装置中,用一块透明簿膜(2.1=n )覆盖其中的一条狭缝,这时屏幕上的第四级明条纹移到原来的原零级明纹的位置。
如果入射光的波长为500nm ,试求透明簿膜的厚度。
解:加上透明簿膜后的光程差为: 0)1(21>-=-+-=l n r nl l r δ 4分 因为第四级明条纹是原零级明纹的位置: λδ4= , 21r r = 4分 得到: λ4)1(=-l n ⇒ m n l 51014-=-=λ4分 3、澳大利亚天文学家通过观察太阳发出的无线电波,第一次把干涉现象用于天文观测。
这无线电波一部分直接射向他们的天线,另一部分经海面反射到他们的天线,如图所示。
设无线电波的频率为 6.0×107Hz ,而无线电接收器高出海面 25m 。
求观察到相消干涉时太阳光线的掠射角θ的最小值。
解:如图所示,考虑到反射光线的半波损失,则反射光线和直射光线到达天线的相差为πλθπϕ+=∆sin h 22 3分干涉相消要求πϕ)1k 2(+=∆, 3分 代入上式可得h2kch 2k sin υλθ==3分题3解图题3图当1k =时,给出078min7.525100.62103arcsin h 2carcsin ≈⨯⨯⨯⨯==υθ 3分 4、试求能产生红光(nm 700=λ)的二级反射干涉条纹的肥皂膜厚度。
已知肥皂膜折射率为1.33,且平行光与法向成30°角入射。
高中物理光的干涉教案大全物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。
作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。
接下来是小编为大家整理的高中物理光的干涉教案大全,希望大家喜欢!高中物理光的干涉教案大全一【教学目标】1、知识与技能:(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)在复习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原因及条件,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。
2、过程与方法在教学的主要设置了两个探究的问题(1)在机械波产生干涉现象的知识基础上,学生通过自主学习掌握光的干涉条件,在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。
(2)小组合作学习探究相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间距与什么因素有关。
3、情感态度价值观培养学生合作的精神、团队的意识和集体的观念,培养学生循着科学家足迹自主探究科学知识的能力,从而真正实现使每个学生都得到发展的目标。
【教学重点】(1)使学生知道双缝干涉产生的条件,掌握干涉图样的特征。
(2)理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件(3)理解相邻的亮条纹(或暗条纹)的间距,并能应用这一规律解决实际问题【教学难点】(1)对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解(2)理解影响双缝干涉图样中相邻亮条纹(或暗条纹)间距的因素【教学方法】类比、实验、分组探究【教学工具】PPT课件、玩具激光光源、光栅(双缝)【教学过程】课题引入:问一:在日常生活中,我们见到许多光学的现象,这些自然现象是如何形成的?图片展示:如光的直线传播、彩虹、“海市蜃楼”引入:自然界中的光现象如此丰富多彩,人们不禁要问光的本质到底是什么?新课教学:一、两大学说之争:在17世纪以牛顿为代表的一派认为:“光是一种物质微粒,在均匀的介质中以一定的速度传播”以惠更斯为代表的一派认为:“光是在空间传播的某种波”学生讨论:你赞同谁的观点?并说一说赞同的原因。
第1篇一、实验目的1. 研究光的传播规律,了解光的折射、反射、衍射等现象。
2. 掌握光学实验的基本操作,提高实验技能。
3. 深入理解光学理论,为后续学习打下基础。
二、实验仪器与材料1. 光源:激光器、白炽灯泡2. 光具:透镜、棱镜、光栅、偏振片、反射镜、分光计等3. 测量工具:刻度尺、量角器、秒表等4. 实验台、支架、光学平台等三、实验内容及步骤1. 光的折射实验(1)将激光器发出的光通过一个透镜,观察光线在透镜中的传播情况。
(2)改变透镜的焦距,观察光线在透镜中的传播路径。
(3)分析实验结果,验证光的折射规律。
2. 光的反射实验(1)将激光器发出的光照射到反射镜上,观察光线在反射镜上的反射情况。
(2)改变反射镜的倾斜角度,观察反射光线的传播路径。
(3)分析实验结果,验证光的反射规律。
3. 光的衍射实验(1)将激光器发出的光通过一个狭缝,观察光线在狭缝后的衍射现象。
(2)改变狭缝的宽度,观察衍射图样的变化。
(3)分析实验结果,验证光的衍射规律。
4. 光的干涉实验(1)将激光器发出的光通过两个相干光源,观察干涉条纹的产生。
(2)改变两个光源之间的距离,观察干涉条纹的变化。
(3)分析实验结果,验证光的干涉规律。
5. 光的偏振实验(1)将激光器发出的光通过偏振片,观察偏振光的变化。
(2)改变偏振片的倾斜角度,观察偏振光的传播情况。
(3)分析实验结果,验证光的偏振规律。
四、实验结果与分析1. 光的折射实验实验结果表明,光线在通过透镜时会发生折射,折射角度与入射角度、透镜的焦距有关。
2. 光的反射实验实验结果表明,光线在照射到反射镜上时会发生反射,反射角度与入射角度相等。
3. 光的衍射实验实验结果表明,光线在通过狭缝时会发生衍射,衍射图样与狭缝的宽度、光的波长有关。
4. 光的干涉实验实验结果表明,当两个相干光源照射到同一位置时,会产生干涉条纹,干涉条纹间距与光源之间的距离、光的波长有关。
5. 光的偏振实验实验结果表明,光线在通过偏振片时会发生偏振,偏振光的方向与偏振片的倾斜角度有关。
一、选择题1.下列说法中正确的是()A.紫光的波长比红光的波长大B.频率越高的电磁波在真空中传播速度越快C.光的偏振现象说明光是纵波D.光纤通信及医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理D解析:DA.紫光的波长比红光的波长短,A错误;B.所有电磁波在真空中传播速度都是8310m/s⨯,B错误;C.光的偏振现象说明光是横波,C错误;D.光纤通信及医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理,D正确。
故选D。
2.一玻璃砖横截面如图所示,其中ABC为直角三角形(AC边未画出),AB为直角边,∠=,ADC为一圆弧,其圆心在BC边的中点。
此玻璃的折射率为1.5。
P为一贴45ABC近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏。
若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖,则()A.从BC边折射出一束宽度比BC边长度小的平行光B.从BC边折射出一束宽度比BC边长度大的平行光C.屏上有一亮区,其宽度等于AC边的长度D.屏上有一亮区,其宽度小于AB边的长度D解析:D根据临界角公式1=sin Cn可知122C==<sin1.532所以C<45°则光在BC面上发生全反射,光经BC面全反射后垂直AC面由ADC进入空气,折射角大于入射角,故所有从曲面ADC 射出的光线都向ADC 的中央方向偏折,如图所示屏上亮区宽度小于AC 边长度,又AB 边与AC 边长度相等,当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时,屏上亮区先逐渐变小,一旦越过,折射光线的交点后,亮区渐渐变大。
故选D 。
3.某玻璃三棱镜的截面如图所示,其折射率为2,该三棱镜的AB 边竖直放置,60BAC ∠=︒,45B ∠=︒,当一束水平单色光照射在三棱镜AB 边上时,光在AC 边上的折射角为(不考虑光在玻璃中的多次反射)( )A .30B .45︒C .60︒D .75︒B解析:B【分析】 已知三棱镜的折射率为2,根据1sin C=n可求得全反射的临界角θ,判断出光在BC 边恰好发生全反射,作出光路图。
光的干涉物理教案一等奖《光的干涉物理教案一等奖》这是优秀的教案文章,希望可以对您的学习工作中带来帮助!1、光的干涉物理教案一等奖教学目标(一)知识目标1、知道光的干涉现象,了解相干条件,知道光的双缝干涉现象是如何产生的以及产生明暗条纹间距与波长的关系;2、知道薄膜干涉是如何产生的,了解薄膜干涉的现象及技术上的应用。
(二)能力目标通过观察实验现象,与以前学过的机械波的干涉进行类比,培养学生的自主学习的能力以及对问题的分析、推理能力。
教学建议光的干涉是本章的重点之一.讲解前先引导学生回忆机械波的有关内容.在光的干涉的教学中,一个值得注意的问题是相干条件的讲述(有关内容可以参见扩展资料).相对于机械波--比较容易的获得连续振动的波源、满足相干波的条件,两个独立光源发出的光,即使是频率相同的单色光(实际上严格的单色光并不存在),也不能保持恒定的相差.考虑到学生的知识基础和接受水平,讲解中可以不提出相干光的概念,只强调利用单孔双缝使得一束光成了两个振动情况总是相同的波源,这同机械波中提到的振源的振动步调相同的要求是一致的.做好演示实验.让学生通过观察白光的双缝干涉和单色光的双缝干涉加深知识的理解.双缝干涉的教学虽不要求定量讨论,但是在讲条纹间距与波长的关系时,要让学生知道公式中每一项的意义,配合彩图让学生将白光、单色光的干涉图样的特点记住.并要知道不同色光具有不同的频率,光的频率只由光源决定而与介质无关.在狭缝间的距离和狭缝与屏间的距离不变的条件下,单色光产生的干涉条纹间距跟光的波长成正比,这个关系是应该让学生知道的.知道了这一点,学生才能理解不同色光具有不同的频率和波长.薄膜干涉的教学,可以结合实验、演示来进行,只要求学生初步认识这种现象,不必做进一步的分析.除了肥皂膜的干涉外,两片玻璃之间的'空气膜的干涉、浮在水面上的油膜的干涉,都可以让学生观察.如果有牛顿环的实验装置,也可以让学生观察.关于光的干涉在技术上的应用,教材中举了用干涉法检查平面和增透膜的例子.对此只要求学生初步了解其原理,可不再补充.关于演示实验的教学建议(1)演示实验可以用激光光学演示仪、实验时使激光束的行进方向正对学生的观察方向,用毛玻璃屏接收干涉条纹.让光屏到双缝的距离保持一定(L不变),让光束通过不同间距(d)的双缝,可观察到屏上的条纹间距不同,d大的条纹间距窄,保持d不变,使双缝到屏的距离增大,则条纹间距变宽.(2)学生实验用双缝干涉仪测光的波长.实验时可以用灯丝为线状的灯泡作光源,在双缝前加一滤光片(红、绿均可),让双缝对准光源且双缝平行于灯丝,这样通过双缝的为单色光.然后调节双缝的卡脚,即可在筒内带有刻波的光屏上得到单色光的干涉条纹,再从观察到的条纹中选若干条清晰的条纹,从屏上的刻度读出他们的间距之和,求出相邻两条纹的间距:,由可以求出d在双缝上已标出,L从仪器上可得到,为测量到的值,即可求出,本实验除了测波长,还可以让学生用其观察白光的干涉条纹(不加滤光片,直接观察灯丝发出的光),在屏上可看到彩色条纹(3)薄膜干涉可采用随堂实验.用生物实验用的盖玻片、酒精灯、食盐.将少许食盐撒在酒精灯的灯芯上点燃,然后将盖玻片置于火焰后方,用眼睛从前面着盖玻片即可看到明、暗相间的条纹(4)用激光演示仪加牛顿圈配件可以在屏上得到牛顿环教学设计示例(-)引入新课通过机械波的干涉和衍射现象产生的条件和现象引入光的干涉和衍射(二)教学过程()(需要重点强调的主要知识点)1、实现新旧知识迁移是掌握双缝干涉的关键干涉和衍射是波的特有现象,确定某种物理过程是不是波动,就看它有没有干涉现象和衍射现象产生,只有观察到光的干涉现象和衍射现象,才能确认光具有波动性在学习双缝干涉前,应回顾下列有关机械波的知识: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2、掌握了上述波的共同性后,再分析光的特殊性.由于物质发光的特殊性,任何两个独立的光源发出的光相叠加均不能产生干涉现象怎样才能得到相干光源呢?双缝干涉就是成功的一例.在双缝干涉实验中,光从单缝射到双缝上,形成了两个振动情况总是相同的相干光源,它们在光屏上叠加就出现干涉图样.上述思维过程,不仅能顺利地掌握双缝干涉,同时为研究薄膜干涉打好了基础(1)双缝干涉两个独立的光源发出的光不是相干光,双缝干涉的装置使一束光通过双缝后变为两束相干光,在光屏上相通形成稳定的干涉条纹.在双缝干涉实验中,光屏上某点到双缝的路程差为半波长的偶数倍时,该点出现亮条纹;光屏上某点到双缝的路程差为半波长的奇数倍时,该点出现暗条纹.A、对干涉图样的研究可知:相邻两条明条纹(暗条纹)中心距离与屏到双缝的距离L成正比;与双缝间距离d成反比;与照射光的波长成正比.B、在实验装置不变的情况下化、d不变),由于红光的波长大于紫光的波长,所以红光产生的干涉条纹间距较大,紫光产生的干涉条纹间距较小;初步了解通过双缝干涉测波长的原理.C、用白光进行干涉实验,各种单色光在光屏中央均为明纹,中央亮纹是各色光复合而成,所以是白色的.各色光由于波长不同,在光屏上产生的其它各级亮纹的位置均不相同,所以其它各级亮纹是彩色的.(2)薄膜干涉让一束光经薄膜的两个表面反射后,形成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉.A、在薄膜干涉中,前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决定,所以薄膜干涉中同一明条纹(暗条纹)应出现在膜的厚度相等的地方.由于光波波长极短,所以微薄膜干涉时,介质膜应足够薄,才能观察到干涉条纹.B、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹,阳光下的肥皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉.C、薄膜于涉在技术上可以检查镜面和精密部件表面形状;精密光学过镜上的增透膜(当增透膜的厚度是入射光在膜中波长的1/4时,透镜上透光损失的能量最小,增强了透镜的透光能力.)3、光的衍射光离开直线路径绕到障碍物几何阴影里去的现象叫光的衍射.只有当小孔、单缝或小屏的尺寸小于波长或和波长差不多时,才能观察到明显的衍射现象.A、白光通过小孔或单缝时,屏上出现的衍射图样中央是白色亮纹,它各级亮纹是彩色的;用单色光进行单缝衍射时,屏上出现明暗相间的衍射条纹.B、光的衍射现象中出现明暗相间的条纹,实际上是干涉的结果,说明光的干涉和衍射现象有密切关系.C、干涉和衍射是波的基本特性,光的干涉和衍射现象征明了光是一种波.干涉和衍射现象产生的机理不同,产生的图样也有区别.干涉图样的中央亮纹和其它各级亮纹的宽度基本相等,而衍射图样各级亮纹的宽度各不相同,中央亮纹的宽度差不多是其它各级亮纹宽度的两倍.D、白光干涉、衍射现象中出现的彩色条纹与白光色散的彩色条纹产生的机理不同,前者由光的叠加产生的,后者由光的折射产生的.探究活动1、查阅资料:有关光的干涉的内容2、实验:观察薄膜干涉和牛顿环3、了解等厚干涉和等倾干涉.2、光的干涉物理教案一等奖第十三章第2节光的干涉课前预习学案一、预习目标预习“光的干涉”,初步了解产生光的明显干涉的条件以及出现明暗条纹的规律。