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高中物理新人教版 選修３- 4系列課件,13.2《光的干涉》,教學目標,一、知識目標 1.通過實驗觀察認識光的干涉現(xiàn)象，知道從光的干涉現(xiàn)象說明光是一種波. 2.掌握光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的，何處出現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋. 3.掌握明條紋（或暗條紋）間距的計算公式及推導過程. 4.知道不同色光的頻率不同，掌握波長、波速、頻率的關(guān)系. 5.通過實驗初步認識薄膜干涉現(xiàn)象，了解其應用. 二、能力目標 1.通過了解楊氏把一個點光源發(fā)出的一束光分成兩束，理解相干光源的設(shè)計思想. 2.通過根據(jù)波動理論分析單色光雙縫干涉，培養(yǎng)學生比較推理，探究知識的能力. 3.在認真觀察實驗事實的基礎(chǔ)上，加強抽象思維能力的培養(yǎng).,三、德育目標 通過對光的本性的初步認識，建立辯證唯物主義的世界觀. ●教學重點 雙縫干涉圖象的形成實驗及分析 ●教學難點 1.亮紋（或暗紋）位置的確定. 2.亮紋（或暗紋）間距公式的推導. ●教學方法 通過機械波干涉現(xiàn)象的復習，過渡到光波的疊加，進而提出問題，引發(fā)思考，在實驗觀察的基礎(chǔ)上通過探究現(xiàn)象成因，總結(jié)規(guī)律，完成本節(jié)課的教學目標，最后通過對薄膜干涉成因的分析達到拓展應用，提高能力的目的.,1、兩列機械波（如聲波、水波）發(fā)生干涉的條件是什么？,復習回顧：,2、如何獲得兩列相干的機械波？（以水波為例）,3、兩列波干涉時，振動最強的點和振動最弱的點條件是什么？,光到底是什么？……………,17世紀明確形成了兩大對立學說,牛 頓,惠 更 斯,,微粒說,,波動說,,19世紀初證明了波動說的正確性,,由于波動說沒有數(shù)學基礎(chǔ)以及牛頓的威望使得微粒說一直占上風,,第二節(jié) 光的干涉,分波面法小結(jié),,一、相干光的來源,二、楊氏雙縫實驗,楊氏雙縫干涉,像屏,雙縫屏,觀察實驗，概括實現(xiàn)象，并說明出這種現(xiàn)象的原因？,三、單色光的雙縫干涉的實驗現(xiàn)象：,1、等寬度、等間距的明暗條紋。,2、波峰與波峰、波谷與波谷疊加的區(qū)域振動最強，即出現(xiàn)明條紋。波峰與波谷疊加的區(qū)域振動最弱，即出現(xiàn)暗條紋。,思考：若用綠光在同樣的裝置中做雙縫干涉實驗，會得到什么圖樣呢？,,,不同單色光的雙縫圖樣干涉比較,從兩張照片中可以看出：紅光的條紋間距（寬度）比綠光大，那么，不同單色光的干涉條紋的間距（寬度）與哪些因素有關(guān)?,,提出問題：,,,,,P,思考1：下圖中P點為明條紋還是暗條紋？,,,P1,思考2：設(shè)單色光的波長為λ，若P1為靠近中央最近的明條紋，則：P1S2－P1S1=？,Q1,,,思考3：若Q1為PP1的中點，則Q1是明條紋還是暗條紋？ Q1S2－Q1S1=？,,,Q2,由于l遠遠大于d， l遠遠大于x，,1、條紋間距的含義：相鄰的亮紋或暗紋之間的距離總是相等的，相鄰的亮紋和亮紋之間的距離或暗紋和暗紋之間的距離叫做條紋間距。,四、單色光的雙縫間距或?qū)挾扰c波長的關(guān)系：,觀察不同單色光的雙縫干涉條紋的情況，說說你的思考？,紅光波長最大， 紫光波長最小,五、光的波長的測定：,五、進一步研究：,不同的色光在真空中的傳播速度相同。波長和頻率的乘積等于波速：v=λf，波長越長頻率越小，波長越短頻率越大。,1nm=10-9m,七種單色光的綜合性質(zhì)對比一覽表,思考4 ：七種單色光在同一種裝置中的雙縫干涉條紋間距是從大到小的。但它們在雙縫正對的像屏的中央P處附近均為亮條紋還是暗條紋？,拓展1、若用白光在同樣的裝置中做雙縫干涉實驗，其干涉圖樣是什么條紋？,拓展2、分析說明用白光做楊氏雙縫實驗時，中央亮紋的邊緣是什么顏色？,拓展3、分析說明用白光做楊氏雙縫實驗時，離中央最近的一條亮紋是什么顏色？,紅,紫,白光,藍光,紅光,,單色光的合成,六、白光的雙縫干涉：,,中央明條紋,七、薄膜干涉,思考５：肥皂泡看起來常常是彩色的，雨后公路積水上面漂浮的油膜，看起來也是彩色的。這些現(xiàn)象是這樣形成的？,1）現(xiàn)象：水平明暗相間條紋,２）相干光的來源： 肥皂薄膜 前表面反射光波 與后表面反射 光波相互疊加產(chǎn)生干涉,在薄膜的厚度為d處，前后表面反射光的光程差為２d，則,⑵當 時，出現(xiàn)暗條紋,⑴當 時，出現(xiàn)亮條紋,⑶如果薄膜厚度均勻變化，用單色光照射 條 紋間距相等 用白光照射 在同一厚度某一波長的光反射后增強，另一波長的光反射后減弱，所以出現(xiàn)彩色條紋,例1、如圖4-4所示，豎直的肥皂液膜的橫截面，右側(cè)受到一束平行光的照射，關(guān)于肥皂液膜產(chǎn)生干涉條紋的說法正確的是( ) A.在右側(cè)觀察到的干涉條紋是由光線在肥皂液薄膜左右兩個表面反射的兩列波迭加生成的 B.在左側(cè)也能觀察到類似的條紋 C.觀察到的條紋可能是黑白相間的也可能是色彩相間的 D.觀察到的條紋可能是水平的也可能是豎直的,薄膜干涉的應用,a.干涉法檢查平面,原理：在被檢平面與透明樣板間墊一個薄片，使其間形成一個楔形的空氣薄層．當用單色光從上面照射時，入射光從空氣層的上、下表面反射出兩列光波，于是從反射光中看到干涉條紋．,b.增透膜,原理：當薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的１∕４時，在薄膜的兩個面上的反射光，光程差恰好等于半波長，因而相互抵消，達到減小反射光，增大透射光的作用,思考６：增透膜能否將所有反射光都抵消,思考７：那么，怎樣來確定增透膜的厚度？,因為人的視覺最敏感的色光為綠光，所以增透膜的厚度為綠光在增透膜中波長的1/4。以增大綠光的透射強度。 因為紅光與紫光反射強度大，所以照相機的鏡頭常呈淡紫色或藍色,照相機和望遠鏡,牛頓環(huán),,,,干涉圖樣：中央疏邊沿密的同心圓環(huán),,,,,,光的色散,色散——白光透過棱鏡以后被分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫氣種顏色的光 （1）光的顏色由頻率來決定。紅光頻率最小，紫光頻率最大；在不同的介質(zhì)中，光的頻率不變 （2）不同頻率的光在真空中的傳播速度相同，但在介質(zhì)中不同 （3）同一介質(zhì)對不同光的折射率不同，一般有“頻率越高，折射率越大” （4）光在介質(zhì)中傳播時光速發(fā)生變化，波長也發(fā)生變化：同一色光在不同介質(zhì)中，折射率大的光速小，波長短；不同色光在同一介質(zhì)中，頻率高的折射率大，光速小，波長短,（03全國）一束單色光從空氣射入玻璃中，則其 A．頻率不變，波長變長 B 頻率變大，彼長不變 C 頻率不變，波長變短 D 頻率變小，波長不變,（04全國春季）對于單色光，玻璃的折射率比水大，則此光在玻璃中傳播時（ ） A、其速度比在水中的大，其波長比在水中的長 B、其速度比在水中的大，其波長比在水中的短 C、其速度比在水中的小，其波長比在水中的短 D、其速度比在水中的小，其波長比在水中的長,紫光由折射率為n的棱鏡進入空氣，則下列說法中正確的是( ) A.頻率為原來的n倍，波長為原來的1/n B.波長為原來的n倍，波速為原來的n倍 C.頻率為原來的n倍，波長為原來的n倍 D.頻率為原來的1/n，波長為原來的n倍,B,一束白光從頂角為的三棱鏡的一側(cè)，以較大的入射角射入棱鏡后，經(jīng)棱鏡折射在光屏P上可得到彩色光帶，如圖所示，當入射角逐漸減小到0的過程中，假如屏上的彩色光帶先后消失，則( ) A.紅光最先消失，紫光最后消失 B.紫光最先消失， 紅光最后消失 C.紅光最先消失， 黃光最后消失 D.紫光最先消失， 黃光最后消失,B,