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高中物理 第四章 光 第四节 光的干涉学案(含解析)粤教版选修3-4-粤教版高二选修3-4物理学案VIP免费

高中物理 第四章 光 第四节 光的干涉学案(含解析)粤教版选修3-4-粤教版高二选修3-4物理学案_第1页
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第四节光的干涉学习目标重点难点1.能说出什么是光的干涉现象及发生干涉的条件.2.能说出双缝干涉的规律和明(暗)条纹满足的条件.3.能说出干涉图样的特征和条纹间距的决定因素.4.能说出薄膜干涉发生的原因并能解释相关现象.重点:1.干涉图样的特征.2.根据明(暗)条纹满足的条件判断某点出现亮纹还是暗纹.难点:用薄膜干涉解释相关现象.一、双缝干涉1.干涉图样让一束单色光照射在双缝上,在和双缝平面平行的墙壁上即可观察到单色光的干涉图样——明暗相间的条纹.2.双缝干涉单色光经过双缝后成为两列频率相同的光,它们在空间产生干涉,某些区域得到了加强,出现明条纹;某些区域得到了削弱,出现暗条纹,明条纹和暗条纹相间分布的现象叫双缝干涉.3.干涉条件光和机械波一样,产生稳定的干涉图样需要一定的条件:频率相同,相差恒定,振动方向相同,即光波为相干光波.4.明条纹和暗条纹满足的条件明条纹:Δr=kλ,(k=0,±1,±2,……)暗条纹:Δr=(2k+1),(k=0,±1,±2,……)5.条纹间距干涉图样中相邻明条纹(或暗条纹)间的距离Δx=λ,L为双缝到屏的距离,d为双缝间的距离.二、薄膜干涉1.发生薄膜干涉的原因在薄膜的内、外两个表面反射回来的光形成相干光,在膜的不同地方,其内、外表面反射光的光程差不同,因而在不同地方形成明条纹和暗条纹.2.形成彩色条纹的原因太阳光是由许多不同颜色的单色光组成的,在膜的同一位置,不同颜色的光的光程差不同,因此明条纹的位置可能不同,不同颜色的光的明条纹是错开的,从而形成彩色条纹.预习交流若用单色光作光源,干涉图样是明暗相间的条纹;若用白光作光源,干涉图样还是明暗相间的条纹吗?答案:不是.用单色光作光源,到两缝的路程差正好是波长整数倍的地方出现亮条纹,到两缝的路程差正好是半波长奇数倍的地方出现暗纹,所以干涉图样是明暗相间的条纹;白光是由多种颜色的单色光组成的,屏的同一位置对各单色光的光程差不同,明条纹的位置不同,各单色光的明条纹是错开的,所以形成的干涉图样是彩色的,由于中央对各单色光都出现亮纹,所以中央出现白色明条纹.一、对双缝干涉实验的理解1.在光的双缝干涉实验中,让一束红色激光(单一频率的光)照射挡板上的两条平行的狭缝,在后面的屏上观察到光的干涉现象,两狭缝为什么需相距很近?杨氏那时没有激光,他用什么方法获得相干光源的?答案:两狭缝相距很近,使光波通过狭缝时的振动情况总是相同的.杨氏用了“一分为二”法,即用强光先照到一条狭缝上,从而获得单一频率的光,再通过双缝,发生了干涉.2.为什么一般情况下很难观察到光的干涉现象?答案:由于不同光源发出的光频率不同,即使是同一光源,它的不同部位发出的光也不1一定有相同的频率和恒定的相差,故一般情况下不易观察到光的干涉现象.3.干涉现象对认识光的本质有什么意义?答案:干涉是波的特征,光的干涉现象说明光是一种波.4.学生讨论:如图所示是双缝干涉实验的示意图,在图中,单缝、双缝各起什么作用?答案:单缝的作用是获得一个线光源,有唯一的频率和振动情况.双缝的作用是把一束光分成两束频率和振动情况完全一致的相干光.如图所示是研究光的双缝干涉用的示意图,挡板上有两条狭缝S1、S2,由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹,已知入射激光的波长为λ,屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等,如果把P处的亮条纹记作第0号亮纹,由P向上数,与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹,与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹,则P1处的亮纹恰好是10号亮纹.设直线S1P1的长度为δ1,S2P1的长度为δ2,则δ1-δ2等于().A.9λB.10λC.11λD.18λ答案:B解析:出现明条纹的条件是:光程差δ1-δ2=nλ,n=0时,出现0号亮纹;n=1时,出现1号亮纹;…;n=10时,出现10号亮纹.1.频率相同的两列波在屏上的同一点引起的振动叠加,若该点同时参与的两个振动步调总是一致,则出现亮条纹;若同时参与的两个振动步调总相反,则出现暗条纹.2.光的干涉也遵循能量守恒原则,干涉现象只是光能量的重新分配,亮条纹处并不是光的干涉可以产生能量,而是按波的传播规律,到...

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