§133光的干涉

如皋市第二中学高二物理选修1第十一章光§13.3光的干涉【教学目标】1．观察光的干涉现象2．知道光的干涉现象，并知道从光的干涉现象说明光是一种波。3．理解双缝干涉现象是如何产生的，并能判断出何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。4．知道什么是相干光源。重点：光的干涉条件及相干光源的获得。难点：知道决定干涉条纹间距的条件，认识出现亮条纹和暗条纹的位置特点【自主预习】（认真阅读教材p54-p55，独立完成下列问题）1.1801年，英国物理学家________成功地观察到了光的干涉现象。杨氏实验证明，光的确是________。2．双缝干涉实验：让一束________光投射到一个有两条狭缝的挡板上，狭缝相距很近，这时在挡板后面的屏上就可以观察到________的条纹。3．当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的________时(即恰好等于波长的________时)，两列光在这点相互________，这里出现亮条纹；当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的________时，两列光在这点相互________，这里出现暗条纹。4．两束光相遇时要产生稳定干涉的条件是两束光的____________相等。5．产生相干光源的方法是：将一束________________的单色光（如红色激光束）投射到两条相距很近的平行狭缝，再由这两个狭缝组成了两个振动情况________________的光源，这样的光源就是相干光源。6．用单色光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹。如果将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将____________；如果增大双缝与屏之间的距离，则屏上的干涉条纹的间距将____________；如果将红光改为紫光做双缝干涉实验；则屏上的干涉条纹的间距将____________。（填“变大”“变小”或“不变”）【课堂活动】一、杨氏干涉实验如果光是一种波，两束光在一定条件下应该发生干涉现象。思考：如何获两束相干光？1、实验器材：双缝干涉仪（光源、双缝、光屏）思考：单缝、双缝以及光屏的作用分别是什么？2、实验现象屏上出现明暗相间的干涉条纹（右图所示）。二、决定明暗条纹的条件1、波的干涉中振动加强与振动减弱点的条件：2、光的干涉中产生明、暗条纹的条件：S1S2如皋市第二中学高二物理选修2注：白光实验将出现彩色条纹。【课堂练习】1、两个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．两个灯亮度不同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2、以下光源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3、用单色光做双缝干涉实验时（）A．屏上到双缝的路（光）程差等于波长整数倍处出现明条纹B．屏上到双缝的路（光）程差等于半波长整数倍处，可能是明条纹，也可能是暗条纹C．屏上的明条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方D．屏上的明条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方4、用各种单色光在同一装置上做双缝干涉实验，干涉条纹的间距由大到小排列顺序正确的是（）A．红、黄、蓝、绿B．紫、蓝、黄、红C．绿、黄、红、蓝D．红、黄、蓝、紫5、一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，是因为（）A．各色光的波长不同，因而各色光产生的干涉条纹间距不同B．各色光的速度不同，造成条纹间距不同C．各色光的强度不同D．各色光通过双缝的距离不同6、右图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷。在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点。如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么（）A．A、B、C三个位置都出现亮条纹B．B位置处出现暗条纹C．C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D．以上结论都不对7、从点光源L发出的白光，经过透镜后成一平行光束，垂直照射到挡光板P上，板上开有两条靠得很近的平行狭缝S1、S2，右图所示，在屏Q上可看到干涉条纹，图中O点是屏上与两狭缝等距离的一点，则（C）A．干涉条纹是黑白的，O点是亮点B．干涉条纹是黑白的，O点是暗点C．干涉条纹是彩色的，O点是亮点D．干涉条纹是彩色的，O点是暗点如皋市第二中学高二物理选修3第十一章光§13.4实验：用双缝干涉测量光的波长【教学目标】1.了解“用双缝测量光的波长”的实验原理，知道影响干涉条纹宽度的因素2.经历用双缝干涉测量光的波长的实验过程，加深对双缝干涉图样的认识和理解，养成合作意识。【重点难点】重点是利用两相邻亮条纹中心间距的表达式测单色光的波长；难点是相邻两条亮条纹间距的的表达式推导活动一：【实验原理】条纹间距与波长的关系右图所示，设：屏上一点P1与中心点P0的距离为x，到S1、S2的距离分别为r1、r2，双缝间距为d，双缝到屏的距离为l，试推导相邻的两条纹间距与波长的关系。活动二：观察双缝干涉图样步骤：（1）按课本图13.4－2，将光源、单缝、遮光管、毛玻璃屏依次安放在光具座上。（2）接好光源，打开开关，使灯丝正常发光；（3）调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏；（4）安装单缝和双缝，使双缝与单缝平行，二者间距约5~10cm.；（5）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。（6）拿走滤光片，观察白光的干涉条纹。（教师指导学生分别观察红色、紫色等不同颜色的单色光的干涉图样，比较不同色光干涉条纹宽度，与课本第58页彩图13.4－3对照。得出结论：1、红光干涉条纹间距紫光干涉条纹间距（注意其他条件相同，进行实验）。2、对于同种色光，改变双缝间距d，得出结论：双缝间距d，条纹间距。3、观察线状白炽灯的干涉条纹，与课本67页图彩图对比，得出结论：白光的干涉条纹屏激光束P1P0xdOlr1r2S1S2Mθ如皋市第二中学高二物理选修4是彩色的。活动三：测定单色光的波长步骤：（1）安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹；（2）使分划板中心刻线对齐某条（记为第1条）亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，转动手轮，使分划板中心刻线移动，当中心刻线与第n条亮纹中央对齐，记下移动的条纹数n和移动后手轮的读数a2，则相邻两条纹间的距离112naax。（3）用刻度尺测量双缝到光屏间距离L；（4）用游标卡尺测量双缝间距d（这一步也可省去，d在双缝玻璃上已标出）；（5）重复测量、计算，求出波长的平均值；（6）换用不同滤光片，重复实验。【课后练习】1、在双缝干涉实验中，以下现象正确的是（）A．把入射光由绿光换成紫光，相邻两亮条纹间的距离变大B．把入射光由绿光换成红光，相邻两亮条纹间的距离变大C．使双缝间的距离变小，相邻两亮条纹间的距离也变小D．使双缝到屏的距离变大，相邻两亮条纹间的距离也变大2、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3、分别以红光和紫光用同一装置进行双缝干涉实验，在屏上得到相邻的亮条纹间的距离分别为Δx1和Δx2,则（）A．Δx1＜Δx2B．Δx1＞Δx2C．若双缝间距离d减小，而其他条件保持不变，则Δx1增大D．若双缝间距离d减小，而其他条件保持不变，则Δx1不变4、右图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第三条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差（r2-r1）应为（）A．fc2B．fc23C．fc32D．fc255、用单色光做双缝干涉实验，已知屏上一点P到双缝的路程差δ=1.5×10-6m，当单色光波长λ1=0.5×10-6m，P点将形成亮纹还是暗纹？若单色光波长λ2=0.6×10-6m时，此时在中央亮纹和P点之间有几条暗纹？