第四章 光的干涉(4)
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光的干涉知识集结知识元光的干涉知识讲解一、光的干涉1.干涉现象两束光相遇时,如果满足一定的条件,就会产生干涉现象,在屏上出现明暗相间的干涉条纹.2.由干涉现象得出的结论光具有波的特性,光是一种波.3.相干条件要使两列光波相遇时产生干涉现象,两光源必须具有相同的频率和振动方向,还要满足相位差恒定.相邻条纹间距公式:二、杨氏双缝干涉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实验装置如图所示,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。
4.屏上某处出现亮、暗条纹的条件实验装置如图所示,双缝S1、S2之间的距离为d,双缝到屏的距离为l,屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2,路程差∆r=r2-r1。
(1)若满足路程差为波长的整数倍,即∆r=kλ(其中k=0,1,2,3,…),则出现亮条纹。
(2)若满足路程差为半波长的奇数倍,即(其中k=0,1,2,3,…),则出现暗条纹。
5.相邻亮条纹(暗条纹)间的距离∆x与波长λ的关系:,其中l为双缝到屏的距离,d为双缝之间的距离。
三、薄膜干涉1.薄膜干涉中相干光的获得光照射到薄膜上,在薄膜的前后两个面反射的光是由同一个实际的光源分解而成的,它们具有相同的频率,恒定的相位差。
2.薄膜干涉的原理光照在厚度不同的薄膜上时,前后两个面的反射光的路程差等于相应位置膜厚度的2倍,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,叠加后相互削弱,于是出现暗条纹。
第四章·光 第03讲 光的干涉知识要点难易度1.光的干涉条件:频率相等,相位差稳定2.光的双缝干涉条纹特征:等间距,条纹宽度:Δx =ld λ★★★★★知识点01 杨氏双缝干涉实验1.光的干涉现象: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,人们开始认识到光具有波动性. 两束光在屏幕上形成稳定的明暗条纹的现象称光的干涉。
2.杨氏双缝干涉实验(1)双缝干涉的装置示意图实验装置如图所示,有光源、单缝、双缝和光屏.(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情况.也可用激光直接照射双缝. (3)双缝的作用:将一束光分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光.3.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. 4.干涉图样(1)原理图如上图所示. (2)亮、暗条纹的条件.①单色光:形成明暗相间的条纹,中央为亮条纹.a .光的路程差Δr =r2-r1=kλ(k =0,1,2…),光屏上出现亮条纹.b .光的路程差Δr =r2-r1=(2k +1)λ2(k =0,1,2…),光屏上出现暗条纹.②白光:光屏上出现彩色条纹,且中央亮条纹是白色(填写颜色).③条纹间距公式:Δx =ld λ. 即增大挡板和屏的距离,减小双缝间距,增加波长都会导致条纹变宽知 识 精 讲目 标 导 航【例1】(多选)如图甲为双缝干涉实验的装置示意图.图乙为用绿光进行实验时,在屏上观察到的条纹情况,a处为中央亮条纹,丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况,a′处为中央亮条纹.若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为红光的波长最长,紫光的波长最短.则以下说法正确的是()A.丙图比乙图条纹间的间距大B.丙图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长C.丙图可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长D.丙图可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短【答案】A、B【解析】由图可知丙图比乙图的条纹间距变大,丙图波长比乙图的波长长,所以AB正确,CD错误。
篇一:光的干涉教学设计《光的干涉》教案【课题】光的干涉【教学时间】1课时【教学对象】高三年级学生【教材】粤教版高中物理选修3-4第四章第4节【教学内容分析】 1. 教材的地位和作用本节的主要内容是介绍光的属性之一——光的干涉。
光的干涉属于近代物理知识,是学生进一步探究光的本性的基础。
同时通过建立相位和周期的联系,光程差和相位差的联系,可以培养学生将物理问题数学化,从数学公式中了解物理含义的能力。
2. 课程标准对本节的要求观察光的干涉现象。
知道产生干涉现象的条件。
3. 教材内容安排本节从肥皂泡上的彩色条纹入手,介绍光的干涉现象,利用双缝干涉现象,介绍光的干涉的特征,然后将光的干涉与机械波的干涉进行类比,介绍光产生干涉的条件和光产生干涉明条纹与暗条纹的公式,并将此公式应用于双缝干涉,得出双缝干涉现象中相邻明(或暗)条纹之间的距离公式。
最后呼应节首,利用光的干涉知识,分析肥皂泡彩色条纹的成因。
4. 教材的特点第一、注重知识间的前后联系和连贯。
通过与机械波的干涉的类比,总结光产生干涉的条件及产生明暗条纹的条件。
第二、培养学生将物理问题数学化的能力。
第三、重视物理知识与生活的联系,培养学生从生活中的现象中寻找物理规律的兴趣。
5. 对教材的处理光的干涉现象在生活中并不常见,可以通过与学生常见的机械波的干涉现象进行比较与分析,加深学生理解。
本节中的“光程差”往往不容易被学生理解,可以通过与“光的传播路程”作比较,利用相位差的概念,将两者联系起来加以说明。
通过学生讨论后提出问题,并结合双缝干涉实验、薄膜干涉实验,将抽象问题可视化,培养学生观察分析的能力,提升学生学习物理的兴趣。
【学生情况分析】 1. 学生的兴趣学生具有强烈的好奇心和求知欲,对观察演示实验及动手操作具有极大的兴趣。
2. 学生的知识基础学生已经学习过光学的一些基本知识,以及机械波的干涉的相关知识。
学生在生活中缺乏对光的干涉现象的直观经验,但是具有对水波、声波等机械波干涉的经验与理论。
高中物理选择性必修一第四章光第三节光的干涉课后习题答案1.光的干涉现象对认识光的本性有什么意义?解析:干涉现象是一切波所具有的特性,所以光的干涉现象说明了光是一种波.2.两列光干涉时光屏上的亮条纹和暗条纹到两个光源的距离与波长有什么关系?解析:光屏上的点到两个光源的距离差ΔX=(2n+1)λ2(n=0,1,2,3......)时,出现暗条纹;光屏上的点到两个光源的距离差ΔX=nλ(n=0,1,2,3......)时,出现亮条纹。
3.在杨氏双缝干涉实验中,光屏上某点p到双缝S1和S2 的路程差为7.5×10-7m,如果用频率6.0×1014Hz的黄光照射双缝,试通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹。
解析:根据题中的信息可得:λ=vf =3×1086×1014=12×10-6m ,所以ΔX12λ=3,即路程差是半波长的整数倍,所以P点是暗条纹。
4.劈尖干涉是一种薄膜干涉,如图所示。
将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜,当光从上方入射后,从上往下看到的干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。
现若在如图所示装置中抽去一张纸片,则当光入射到劈形空气薄膜后,从上往下可以观察到干涉条纹发生了怎样的变化?解析:从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光,其光程差为△x=2d即光程差为空气层厚度的2倍,当光程差△x=2d=nλ时λ,显然此处表现为亮条纹,故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差12抽去一张纸片后空气层的倾角变小,故相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大,故干涉条纹变疏。
解析二:由薄膜干涉的原理和特点可知,干涉条纹是由膜的上、下表面反射的光叠加干涉而形成的,某一明条纹或暗条纹的位置就由上、下表面反射光的路程差决定,且相邻明条纹或暗条纹对应的该路程差是恒定的,而该路程差又决定于条纹下对应膜的厚度,即相邻明条纹或暗条纹下面对应的膜的厚度也是恒定的.当抽去一纸片后,劈形空气膜的劈尖角-上、下表面所夹的角变小,相同的厚度差对应的水平间距离变大,所以相邻的明条纹或暗条纹间距变大,即条纹变疏。