高中物理 第13章 3 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

3光的干涉[学习目标]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)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．二、决定条纹明暗的条件1．当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长λ的整数倍时，两列光波在这点相互加强，出现明条纹．2．当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光波在这点相互减弱，出现暗条纹．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(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．(√)(4)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹．(×)(5)若用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹．(√)2．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ABC[相干光的条件，必须是频率相同，相位差恒定．]3．关于光的干涉，下列说法不正确的是()A．只有频率相同的两列光波才能产生干涉B．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定C．频率相同、振幅相同的两束光才能产生干涉D．两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹E．两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹BCE[发生干涉现象时两列光的频率必须相同，振幅不一定相同，选项A正确，C错误；频率不同不能产生干涉，而不是干涉不稳定，选项B错误；干涉发生时出现亮条纹的条件是路程差是波长的整数倍或者半波长的偶数倍，选项D正确；干涉发生时出现暗条纹的条件是路程差是半波长的奇数倍，选项E错误．]杨氏双缝干涉实验的原理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、相位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．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是相反．4．明暗条纹的判断如图所示，S1、S2是两个狭缝，＝d，缝到屏的距离为l，l≫d，O是S1S2的中垂线与屏的相交点．(1)亮条纹产生的条件：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＝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)暗条纹产生的条件：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．【例1】在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差...