高中物理 第5章 光的干涉 衍射 偏振 第1节 光的干涉学案 鲁科版选修3-4-鲁科版高二选修3-4物理学案VIP免费

第1节光的干涉1.认识光的干涉现象及光发生干涉的条件.（重点）2.理解光的干涉条纹的形成原因及干涉现象的本质，认识干涉条纹的特征.（重点＋难点）3.了解光的干涉条纹的特点，理解用双缝干涉测光波波长的原理.（重点）4.知道薄膜干涉是如何获得相干光源的，了解薄膜干涉产生的原因，知道薄膜干涉在技术上的应用.（难点）一、光的干涉及其产生条件1.干涉现象：若两束光波在空间传播时相遇，将在相遇区域发生叠加，如果在某些区域光被加强，而在另一些区域光被减弱，且加强区域和减弱区域相互间隔，这种现象称为光的干涉.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.（1）频率不相同的两束光不能发生干涉.（）（2）两个相同的灯泡发出光能够发生干涉.（）（3）杨氏实验中，通过两狭缝的光是相干光.（）提示：（1）√（2）×（3）√二、科学探究——测定光的波长1.在双缝干涉实验中，相邻两条亮（或暗）纹之间的距离：Δy＝λ，其中，l表示两缝到光屏的距离，d表示两缝间的距离，λ表示光波的波长.2.测量光屏上亮（暗）条纹的宽度，为了减小误差，测出n个条纹间的距离a，然后取平均值求出Δy，则Δy＝.1.实验中为什么不直接测量相邻亮纹间的距离，而是测n条亮纹间的距离？提示：测n条亮纹间的距离，然后取平均值可减小实验误差.三、薄膜干涉及其应用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波相遇而产生的干涉现象.2.薄膜干涉的原理：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路程差不同，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，两列波相遇后被相互削弱，于是出现暗条纹.3.薄膜干涉的应用（1）劈尖干涉是一种劈形空气薄膜干涉，可用于检查平面的平整程度；（2）在照相机、望远镜等高质量的光学仪器中，在其镜头的表面镀上透明的增透膜，用来增加透射光的能量.2.在演示竖直放置的薄膜干涉实验时，应从哪个角度观察干涉条纹？提示：由于薄膜干涉是两列反射光叠加而成的，因此观察干涉条纹时，眼睛应和光源在薄膜的同一侧.对光的双缝干涉的理解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.杨氏那时没有激光，因此他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.3.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.4.屏上某处出现亮、暗条纹的条件频率相同的两列波在同一点引起振动的叠加，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.具体产生亮、暗条纹的条件为：（1）亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍.即：|PS1－PS2|＝kλ＝2k·（k＝0，1，2，3，…）k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹.k为亮条纹的级次.（2）暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍.即：|PS1－PS2|＝（2k－1）·（k＝1，2，3，…）k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开.（3）时间上的关系①亮条纹：Δt＝nT（n＝0，1，2，3，…）②暗条纹：Δt＝（2n＋1）·（n＝0，1，2，3，…）式中Δt表示两列光波到同一点的时间差；T＝为光波的周期.（1）双缝干涉的条件是必须有相干光源，且双缝间的间距必须很小.（2）由于不同光源发出的光频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定具有相同的频率和恒定的相位差，故一般情况下不易观察到光的干涉现象，所以杨氏双缝干涉实验采用将一束光“一分为二”的方法获得相干光源.如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7m的橙色光做实验时，光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹.若使用波长为4×10－7m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗...