高中物理 主题3 光及其应用 3 光的干涉学案 新人教版必修第一册-新人教版高二第一册物理学案VIP专享VIP免费

3光的干涉学习目标知识脉络1．观察光的干涉现象，能说出光的干涉条纹的特点．(重点)2．能说出干涉现象产生的原因以及出现明条纹或暗条纹应满足的条件．(难点)3．明确相干光源的概念，熟记产生稳定干涉现象的条件．(重点)知识点一|杨氏干涉实验1.物理史实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，开始让人们认识到光的波动性．2.双缝干涉实验(1)实验过程：让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两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，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉．(2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹．(3)实验结论：光是一种波．1．直接用强光照射双缝，发生干涉．(×)2．两只手电筒射出的光束在空间相遇，能观察到光的干涉现象．(×)3．用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹．(√)1．做双缝干涉实验时必须具备什么条件才能观察到干涉条纹？【提示】必须是相干光源，且双缝间的间距必须很小．2．一般情况下光源发出的光很难观察到干涉现象，这是什么原因？【提示】光源不同部位发出的光不一定具有相同的频率和恒定的相差，不具备相干光源的条件．1.光的干涉(1)光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域是相互间隔的，即出现亮纹和暗纹相间的现象．(2)干涉条件：两列光的频率相同、相差恒定或两列光振动情况总是相同．能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列来获得．2．托马斯·杨的双缝干涉实验(1)双缝干涉的装置示意图(如图所示)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，因此他用强光照射一条狭缝，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，又照射到双缝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．3．双缝干涉图样的特点(1)单色光的干涉图样(如图所示)若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等．中央为亮条纹，两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大．(2)白光的干涉图样若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的．这是因为：①从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹，各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹．②两侧条纹间距与各色光的波长成正比，即红光的亮条纹间距宽度最大，紫光的亮条纹间距宽度最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹．1.以下光源不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E．一束平行单色光经双缝后分为两束解析：相干光的条件，必须是频率相同，相位差恒定．答案：ABC2．在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿色频率，波长均不相等，这时在屏上可看到什么现象？解析：两列光波发生干涉的条件之一是频率相等，利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形成干涉条纹，但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹．但屏上仍有亮光．答案：见解析3．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是为什么？解析：本题虽然强调两只相同的手电筒，但它们发出的光频率仍然不同．不满足干涉产生的条件，看不到干涉图样．答案：见解析(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)光源不同部位发出的光不一定具有相同的频率和恒定的相位差，所以一般情况很难观察到光的干涉现象，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．(3)在单色光的干涉条纹中，...