1. 光的干涉优秀课堂实录

教科版选修3-4 课时5.1 《光的干涉》教案

光

的

干

涉

王

月

四川省荣县中学校

一、重点难点

重点：1．观察与描述光的双缝干涉现象．

2．知道产生光的干涉现象的条件，认识干涉条纹的特征．

难点：用波动理论解释亮暗相间的干涉条纹．

二、教学策略与手段

从上一节所设伏笔“从实验中得出的折射定律sin1sin2n21与从惠更斯原理得出的结论形式一致，是否可以推测光可能是一种波？”切入，在复习水波的干涉现象及产生条件的基础上，引导学生提出用光是否具有干涉现象来作判断．

在演示激光干涉图样之前，预期光干涉图样，介绍杨氏双缝干涉实验．

对单色光双缝干涉亮、暗条纹的成因作定性解释．

在学生活动中，让学生用自制的双缝观察激光的干涉图样，通过双缝观看白炽灯灯丝出现彩色的干涉条纹作为学生的探究活动．

作业设计：思考生活中所见过的光的干涉现象，力求使物理课堂学习贴近学生生活，尽量做到“从生活走向物理，从物理走向社会”．

接受性学习与探究性学习穿插，完成本课目标．

三、课前准备

1．为了更好的展开教学内容，上节课后作业预埋一道背景为机械波的干涉的习题．

2．教师在课前要做好充分的准备，对教材的内容进行深刻的分析，做好上课时需要的相关课件．做好实验是本堂课的关键，教师在课前要先做好演示实验．

3．为了使实验现象明显，本节课要在有暗室条件的教室里上．

4．教学用具：多媒体课件

水波干涉的视频，托马斯·杨双缝干涉实验原理示意图，分析出现亮暗相间条纹条件的PPT动画等．泡泡

四、教学过程

一、历史回顾

光到底是什么？这个问题早就引起了人们的注意，不过在很长的时期内对它的认识却进展得很慢，直到17世纪才明确地形成了两种学说：一种是牛顿主张的微粒说，认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播；另一种是波动说，是跟牛顿同时代的荷兰物理学家惠更斯（1629~1695）提出的，认为光是在空间传播的某种波。

微粒说和波动说都能解释一些光现象，但又不能解释当时观察到的全部光现象。由于早期的波动说不能用数学作严格的表达和分析，再加上牛顿在物理学界的威望，微粒说一直占上风。

到了19世纪初，人们在实验中观察到了光的干涉和衍射现象，这是波动的特征，不能用微粒说解释，因而证明了波动说的正确性。19世纪60年代，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为也是一种电磁波。此后，赫兹在实验中证实了这种假说，这样，光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，取得了巨大的成功。

但是，19世纪末又发现了新现象——光电效应，这种现象用波动说无法解释，爱因斯坦于20世纪初提出了光子说，认为光具有粒子性，从而解释了光电效应，不过这里所说的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”

现在人们认识到，光既具有波动性，又具有粒子性。本章介绍波动性。

二、光干涉条件和现象

干涉必要条件：两列波的频率相同

干涉现象：

有的地方振动加强（亮），有的地方振动减弱（暗）；且振动加强的地方与振动

减弱的地方相间隔出现。

（一）、（杨氏）双缝干涉

1、获得相干光源的方法

注意：①光源为单色光（

）

②s1和s2与s等距（

）

2、单色光双缝干涉图样

①现象：

a、

b、

c、

d、

②解释：半波长偶数倍则加强（亮）

半波长奇数倍则减弱（暗）

③规律：相邻亮（暗）条纹等间距；

注明：d为双缝s1和s2间距，L为缝与屏间距离

△x为相邻两亮（暗）条纹中间的距离

3、白光双缝干涉图样

现象：

a、

b、

（二）、薄膜干涉

1、获得薄膜干涉光源的方法

2、解释：半波长偶数倍则加强（亮）

半波长奇数倍则减弱（暗）

3、规律：相邻亮（暗）条纹等间距；

三、干涉现象的应用：

①检测精密仪器表面是否平整

②增透膜与反射膜

四、全课总结、提升）

1．托马斯·杨在历史上第一次解决了相干光源问题，成功做出了光的干涉实验．光的干涉现象是微粒说无法解释的，使人们认识到光具有波动性．

2．两个相干光源发出的光在屏上某处叠加时，如果同相光就加强，如果反相光就减弱，于是产生亮暗条纹，其特征是在中央亮纹两侧对称地分布着亮暗相间的各级干涉条纹，且相邻亮纹和相邻暗纹的间距相等．

3．亮暗相间条纹反映光的能量在空间分布情况．暗条纹处光能量几乎是零，表明两列光波叠加彼此相互抵消，这并不是光能量损耗了或变成其它形式能量，而是按波的传播规律，没有能量传到该处；亮条纹处的光能量比较强，光能量增加，也不是光的干涉可以产生能量，而是按波的传播规律，到达该处的能量比较集中．

作业设计

1．探讨：在用自制的双缝观看白炽灯丝时，为什么会看到灯丝两侧细密地分布着彩色的干涉条纹？

2．例举生活中见过的光的干涉现象．

3．认真阅读课本，预习第2节：用双缝干涉测量光的波长．