1. 光的干涉优秀导入

高中物理选修3-4第五章

第一节

光的干涉

【学习目标】

1、在复习机械波干涉的基础上使学生了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理。

2、通过干涉实验使学生认识光的干涉现象和干涉条纹的特征[来源学科网ZXXK]

[来源:Zxxk.Com]3、使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。

4、激情投入，学生通过自主实验探究，小组合作学习探究掌握光的干涉条件，推理在双缝干涉实验中形成亮条纹和暗条纹的原因及产生亮暗条纹的条件。

【学习目标解读】

对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解,如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，在时间上是稳定的，空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”．推理在双缝干涉实验中形成亮条纹和暗条纹的原因及产生亮暗条纹的条件。

【教学重点】

光发生干涉的条件及干涉现象的本质

【教学难点】

1、亮纹（或暗纹）位置的确定

2、亮纹（或暗纹）间距公式的推导

3、薄膜干涉产生的原因

【课前预习案】

【使用说明】

1、同学们要先通读教材，然后依据课前预习案再研究教材；通过梳理了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理，通过干涉实验认识光的干涉现象和干涉条纹的特征，掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。2、勾划课本并写上提示语．标注序号；完成学案，熟记基础知识，用红笔标注疑问。

（一）教材助读

1、光的干射

（1)、什么叫光的干射？

（2）、光的干射必须具备的条件是什么？

（3）、相邻两亮条纹间的间距公式是什么？各个物理量分别表示什么？

【想一想】从红光到紫光，频率是如何变化的？频率由谁决定？

2、相干光源

（1）、什么是相干光源？

3、双缝干涉

（1）、杨氏双缝干涉实验原理

（2）、实验中得到的干涉图样有哪些特点？

（3）、如果用白光做双缝干涉实验又会出现什么现象？

4、薄膜干涉

（1）、薄膜干涉的成因是什么？

（2）、薄膜干涉中相干光源的来源

（3）、薄膜干涉图样特点

（4）、薄膜干涉的应用

【判一判】

(1)薄膜干涉是由空气膜或液体膜的透射光形成的.(

) (2)观察薄膜干涉条纹，要从光源的同侧.(

) (3)雨过天晴，看到的彩虹是薄膜干涉现象.(

)

（二）预习自测

1、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），这时（ ）

A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失

B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在

C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

D.屏上无任何光亮

142、在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1=5.0×10

Hz和f2=7.514×10 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是（ ）

A.单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹

B.单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹

C.单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹

D.单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹

3、对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是( ) A.不同的色光有可能产生干涉现象

B.不同的色光不可能产生干涉现象

C.光的强度不同有可能产生干涉现象

D.光的强度不同不可能产生干涉现象

4、用杨氏双缝实验演示光的干涉, 影响条纹位置的因素是（

）

A．光的强度

B．光的波长

C．屏与狭缝的距离

D．两狭缝间的距离

【问题反馈】：请将你在预习本节中遇到的问题写在下面。

【课内探究案】

探究一

光的干涉

1、杨氏实验采用什么方法来获得相干光源？课本实验也是采用这种方法吗？

2、根据实验现象分析双缝干涉图样有什么特点？

★3、怎样根据光程差判断某点出现的是亮条纹还是暗条纹? 如何从能量角度理解光的干涉现象中的明暗条纹的分布？

★4、相邻亮（暗）条纹中心间距是多少？注意推导过程用到的几个近似条件

★★5、试分析白光的干涉图样是怎样的？

【针对训练1】在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差Δx=0.6 μm；若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是( ) A.用频率为f1的单色光照射时，出现明条纹

B.用频率为f2的单色光照射时，出现明条纹

C.用频率为f1的单色光照射时，出现暗条纹

D.用频率为f2的单色光照射时，出现暗条纹

【针对训练2】

(2011·北京高考)如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以(

) A.增大S1与S2的间距

B.减小双缝屏到光屏的距离

C.将绿光换为红光

D.将绿光换为紫光

[来源学科网]探究二

薄膜干涉

★★探究问题：光热转化是将太阳能转化成其它物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转化装置，它的主要转化器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转化水的内能，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转化成热能，这种镀膜技术的物理依据是什么？

[来源:Z.xx.k.Com][来源:Z.xx.k.Com]【针对训练3】如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光源中滤光片产生的，检查中所要观察到的干涉条纹是下列哪两个表面反射的光线叠加而成的(

) A.a的上表面和b的下表面

B.a的上表面和b的上表面

C.a的下表面和b的上表面

D.a的下表面和b的下表面

【巩固训练】

1、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过片(只能透过绿光)，这时(

) A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失

上观察到了彩色干涉条纹，若红光)，另一缝前放一绿色滤光

B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在

C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

D．屏上无任何光亮

2、两盏普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为(

) A．两盏灯亮度不同

B．灯光的波长太短

C．两灯光的振动情况不同

D．电灯发出的光不稳定

3、取两块平玻璃板，合在一起用手捏紧，会从玻璃板上看到彩色条纹，这是光的干涉现象，有关这一现象的叙述正确的是(

) A．这是上下两块玻璃板的上表面反射光干涉的结果

B．这是两玻璃板间的空气薄层上下两表面的反射光干涉的结果

C．这是上面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果

D．这是下面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果

★4、如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P处为第二亮纹，实验装置不变，改用频率较高的单色光重做实验时，则第二亮纹的位置(

) （A）仍在P处

（B）在P点上方

（C）在P点下方

（D）要将屏向双缝方向移近才能看到亮纹

★★5、2005年诺贝尔物理学奖授予对激光研究做出杰出贡献的三位科学家．如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示意图，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，设P1处的亮纹恰好是10号亮纹，直线S1P1的长度为r1，S2P1的长度为r2，则r2－r1等于(

) A．5λ

C．20λ

B．10λ

D．40λ