高中物理 第十三章 光 第3节 光的干涉学案 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理学案VIP免费

第3节光_的_干_涉杨氏双缝干涉实验[探新知·基础练]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：让一束平行的完全相同的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，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。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．在双缝干涉实验中，单缝的作用是为了得到线光源。(√)2．在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光。(×)[释疑难·对点练]杨氏双缝干涉实验的原理(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。(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的振动的叠加，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。[试身手]1．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是()A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生解析：选B在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故选项A错误，B正确；光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗条纹，选项C错误；两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，故选项D错误。光发生干涉的条件[探新知·基础练]干涉条件：两列光的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．只要频率相同，两列光波就能产生干涉。(×)2．只有频率相同的两列光波才能产生干涉。(√)[释疑难·对点练]1．相干光源发出的光能够产生干涉的两个光源。2．一般情况下很难观察到光的干涉现象的原因由于不同光源发出的光的频率一般不同，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。[试身手]2．从两只手电筒射出的光，当它们照射到同一点时看不到干涉条纹，是因为()A．手电筒射出的光不是单色光B．周围环境的漫反射光太强C．干涉图样太细小看不清楚D．两个光源是非相干光源解析：选D两只手电筒属两个各自独立发光的光源，根据物体的发光机理，二者发出的光是非相干光，因此它们照射到同一点时不发生干涉，无干涉条纹，故选项A、B、C错误，D正确。干涉图样[探新知·基础练]1．单色光形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹。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)。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．用紫光作光源比用蓝光作光源的干涉条纹间距要大。(×)2．用白光作光源的干涉条纹是彩色的条纹，且中央亮条纹是白色的。(√)[释疑难·对点练]1．单色光的干涉图样若用单色光作光源，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，两相邻亮纹(或暗纹)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，且中央亮条纹是白色的。这是因为：(1)从双缝射出的两列光波中，...