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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

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_第1页
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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...

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