人教版高中物理选修34课件132光的干涉.ppt

1、在日常生活中，我们见到许多光学的现象在日常生活中，我们见到许多光学的现象.导入新课光的直线传播光的直线传播海市蜃楼海市蜃楼牛顿牛顿 微粒说微粒说惠更斯惠更斯 波动说波动说 自然界中的光现象如此丰富多自然界中的光现象如此丰富多彩，人们不禁要问光的本质到底是彩，人们不禁要问光的本质到底是什么？什么？思考思考假设假设光真的是一种波光真的是一种波,我们必然能看到波特我们必然能看到波特有的现象有的现象1.1.波的两个特有的现象是什么？波的两个特有的现象是什么？答：干涉和衍射答：干涉和衍射.2 2.什么叫波的干涉？什么叫波的干涉？答：两列答：两列频率相同频率相同的波叠加，某些区域振动的波叠加，某些区域振动

2、加强，某些区域振动减弱，加强区与减弱区加强，某些区域振动减弱，加强区与减弱区相互间隔相互间隔的现象叫波的干涉。的现象叫波的干涉。3.3.两列机械波发生干涉的条件是什么？两列机械波发生干涉的条件是什么？（以水波为例）（以水波为例）频率相同；频率相同；振动方向一致；振动方向一致；相位差恒定相位差恒定 4.4.两列波干涉时，振动最强的点和振动最弱的两列波干涉时，振动最强的点和振动最弱的点条件是什么点条件是什么？210,1,2,rrkk，21210,1,2,2rrkk，第二节光的干涉第二节光的干涉第十三章光第十三章光 1.1.知识与能力知识与能力 在复习机械波干涉的基础上使学生了解产生在复习机械波干涉

3、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光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理.通过干涉实验使学生认识光的干涉现象和干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涉条纹的特征.使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和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暗条纹的原因及条件.教学目标 2.2.过程与方法过程与方法 在机械波产生干涉现象的知识基础上，学生通在机械波产生干涉现象的知识基础上，学生通过自主实验探究，小组合作学习探究掌握光的干涉过自主实验探究，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条件，推理在双缝干涉实验中形成亮条纹和暗

4、条纹的原因及产生亮暗条纹的条件的原因及产生亮暗条纹的条件.通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力表述、概括能力 3.3.情感态度与价值观情感态度与价值观通过通过“杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉”实验的学习，渗透科学家实验的学习，渗透科学家认识事物的物理思维方法认识事物的物理思维方法培养学生循着科学家足迹自主探究科学知识的能培养学生循着科学家足迹自主探究科学知识的能力，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标力，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标.重点重点 使学生知道双缝干涉产生的条件，认识干涉图样使学生知道双缝干涉产生的条件，认识干涉图样的特

5、征的特征.理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件.难点难点 对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解确理解,如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，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，如何理解并且互相间隔，如何理解“加强加强”和和“减弱减弱”教学重难点本节导航独立光源的两束光独立光源的两束光或或同一光源的不同部位同一光源的不同部位所发出的光的位相差所发出的光的位相差“瞬息万变瞬息万变”小资料小资料

6、英国医生和物理学家。对物理学的贡英国医生和物理学家。对物理学的贡献，除了提出献，除了提出“能能”的概念（的概念（18071807年）和杨年）和杨氏弹性系数之外，最大的成就就是氏弹性系数之外，最大的成就就是18011801提出提出光的干涉理论。光的干涉理论。科学简史科学简史、实验装置、实验装置 （1 1）形成明暗相间的条纹形成明暗相间的条纹 （2 2）条纹等宽、亮度相同）条纹等宽、亮度相同 （3 3）亮纹间）亮纹间等距等距、暗纹间、暗纹间等距等距 （4 4）两缝）两缝S S1 1、S S2 2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹中垂线与屏幕相交位置是亮条纹-中中央亮纹央亮纹、实验现象、实验现象明暗相间的

7、条纹明暗相间的条纹3 3 、光具有波动性、光具有波动性=0中央亮纹中央亮纹 由于从由于从S S1 1S S2 2发出的光是振动情况完全相同，又经过发出的光是振动情况完全相同，又经过相同的路程到达相同的路程到达P P点，其中一条光传来的是波峰，另一点，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波谷，条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波谷，另一条传来的也一定是波谷，确信在另一条传来的也一定是波谷，确信在P P点激起的振动总点激起的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A AA A1 1+A+A2 2为最大，为最大，P P点

8、总是振动加强的地方，故应出现亮纹，这点总是振动加强的地方，故应出现亮纹，这一条亮纹叫中央亮纹。一条亮纹叫中央亮纹。双缝双缝S1S2屏幕屏幕S1S1S2PP1 第一亮纹第一亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕S1S2P1 取取P P点上方的点点上方的点P P1 1，从，从S S1 1S S2 2发出发出的光到的光到P P1 1点的光程差就不同，若这点的光程差就不同，若这个光程差正好等于波长的整数倍，个光程差正好等于波长的整数倍，比如比如=S=S1 1S S2 2=，出现第一条亮纹，出现第一条亮纹=P2 第二亮纹第二亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕 屏上屏上P1点的上方还可以找到点的上方还可以找到=S1S22

9、的的P2点出现第二点出现第二条亮纹。条亮纹。2P3 第三亮纹第三亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕 屏上屏上P P1 1点的上方还可以找到点的上方还可以找到=S=S1 1S S2 244的的P P2 2点，点，=S=S1 1S S2 255的的P P3 3点点等处的第四条、等处的第四条、第五条第五条亮纹；在中央明纹亮纹；在中央明纹P P的下方可找到的下方可找到=S=S1 1S S2 2 的的P P1 1/点，点，=S=S1 1S S2 222的的P P2 2/点，点，=S S1 1S S2 233的的P P3 3/点等处与中央明点等处与中央明纹为对称的第一、第二、第纹为对称的第一、第二、第三三，第，

10、第n n条亮纹条亮纹.3双缝双缝S1S2屏幕屏幕P1 第一亮纹第一亮纹 =P 中央亮纹中央亮纹 =0P2 第二亮纹第二亮纹 =2P3/第三亮纹第三亮纹 =3P3 第三亮纹第三亮纹 =3P2/第二亮纹第二亮纹 =2P1/第一亮纹第一亮纹 =Q1 第一暗纹第一暗纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕S1S2P1 取取P点上方的点点上方的点Q1，与两个狭缝，与两个狭缝S1、S2路程差路程差=S1S2/2，其中一条光，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的就是波传来的是波峰，另一条传来的就是波谷，其中一条光传来的是波谷，另一谷，其中一条光传来的是波谷，另一条传来的一定是波峰，条传来的一定是波峰，Q1点激起的振点激起

11、的振动总是波峰与波谷相遇，振幅最小，动总是波峰与波谷相遇，振幅最小，Q1点总是振动减弱的地方，故应出现点总是振动减弱的地方，故应出现暗纹。暗纹。/2/2Q2 第二暗纹第二暗纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕 屏上屏上Q1点的上方还可以找点的上方还可以找到到=S1S23/2的的Q2点出点出现第二条暗纹。同样可以找现第二条暗纹。同样可以找到第三条暗纹到第三条暗纹Q3，在中央，在中央明纹下方也可以找到对称的明纹下方也可以找到对称的Q1/、Q2/、Q3/等暗纹等暗纹.3/2Q1 第一暗纹第一暗纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕P1 第一亮纹第一亮纹 =P 中央亮纹 =0P2 第二亮纹第二亮纹 =2P3/第三亮纹第三亮

12、纹 =3P3 第三亮纹第三亮纹 =3P3/第二亮纹第二亮纹 =2P3/第一亮纹第一亮纹 =Q2 第二暗纹第二暗纹Q 1 第一暗纹第一暗纹Q3 第三暗纹第三暗纹Q3/第三暗纹第三暗纹Q2/第二暗纹第二暗纹Q1/第一暗纹第一暗纹=5/2=/2=3/2=5/2=3/2=/2（1 1）空间的某点距离光源空间的某点距离光源S S1 1和和S S2 2的路程差为的路程差为0 0、1 1、2 2 、3 3、等、等波长的整数倍波长的整数倍（半波长的奇数倍）（半波长的奇数倍）时，该时，该点为振动加强点点为振动加强点.（2 2）空间的某点距离）空间的某点距离光源光源S S1 1和和S S2 2的路程差为的路程差为

13、 /2/2、3/23/2、5/25/2、等半、等半波长的奇数倍时，该点波长的奇数倍时，该点为振动减弱点为振动减弱点.总结规律总结规律光程差光程差 =n=n（n=0n=0，1 1，2 2，等），等）光程差光程差 =（2n-2n-1)/2 (n=1,2,3,1)/2 (n=1,2,3,等）等）亮纹亮纹暗纹暗纹210,1,2,rrkk，明条纹21210,1,2,2rrkk，暗条纹4 4 、干涉规律、干涉规律若用绿光在同样的装置中做若用绿光在同样的装置中做双缝干涉实验，会得到什么双缝干涉实验，会得到什么图样呢？图样呢？思考思考不同单色光的双缝图样干涉比较不同单色光的双缝图样干涉比较d=0.36mmd=

14、0.36mmd=0.36mmd=0.36mm 从两张照片中可以看出：红光的从两张照片中可以看出：红光的条纹间距（宽度）比蓝光大，那么，条纹间距（宽度）比蓝光大，那么，不同单色光的干涉条纹的间距（宽不同单色光的干涉条纹的间距（宽度）与哪些因素有关度）与哪些因素有关?提出问题：提出问题：观察不同单色光观察不同单色光的双缝干涉条纹的的双缝干涉条纹的情况，说说你的思情况，说说你的思考？考？不同的色光在真空中的传播速度相同不同的色光在真空中的传播速度相同.波长波长和频率的乘积等于波速：和频率的乘积等于波速：v=f，波长越长频波长越长频率越小，波长越短频率越大率越小，波长越短频率越大.光的光的颜色颜色波长

15、波长(nm)频率频率 f(1014Hz)光的光的颜色颜色波长波长(nm)频率频率 f(1014Hz)红红7706203.94.8绿绿5804905.26.1橙橙6206004.85.0蓝靛蓝靛 4904506.16.7黄黄6005805.05.2紫紫4504006.77.51nm=10-9m特征量特征量红光红光紫光紫光干涉条纹间干涉条纹间距（距（x）由大到小由大到小真空中的波真空中的波长（长（）由大到小由大到小频率（频率（）由小到大由小到大七种单色光的综合性质对比一览表七种单色光的综合性质对比一览表精确实验表明相邻亮（暗）条精确实验表明相邻亮（暗）条纹间的距离与波长成正比纹间的距离与波长成正比

16、七种单色光在同一种装置中的双七种单色光在同一种装置中的双缝干涉条纹间距是从大到小的。缝干涉条纹间距是从大到小的。但它们在双缝正对的像屏的中央但它们在双缝正对的像屏的中央P P处附近均为亮条纹还是暗条纹？处附近均为亮条纹还是暗条纹？拓展拓展1、若用白光在同样的装置中做双缝干涉实验，若用白光在同样的装置中做双缝干涉实验，其干涉图样是什么条纹？其干涉图样是什么条纹？拓展拓展2、分析说明用白光做杨氏双缝实验时，中央分析说明用白光做杨氏双缝实验时，中央亮纹的边缘是什么颜色？亮纹的边缘是什么颜色？拓展拓展3、分析说明用白光做杨氏双缝实验时，离中央分析说明用白光做杨氏双缝实验时，离中央最近的一条亮纹是什么颜

17、色？最近的一条亮纹是什么颜色？红红紫紫思考思考白光的双缝干涉：白光的双缝干涉：白光的薄膜干涉条纹白光的薄膜干涉条纹彩色条纹彩色条纹水面上的油膜呈彩色水面上的油膜呈彩色实际问题本节小结、实验装置、实验装置 （1 1）形成明暗相间的条纹形成明暗相间的条纹 （2 2）条纹等宽、亮度相同）条纹等宽、亮度相同 （3 3）亮纹间）亮纹间等距等距、暗纹间、暗纹间等距等距 （4 4）两缝）两缝S S1 1、S S2 2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹中垂线与屏幕相交位置是亮条纹-中中央亮纹央亮纹、实验现象、实验现象3 3 、光具有波动性、光具有波动性210,1,2,rrkk，明条纹21210,1,2,2rrkk，

18、暗条纹4 4 、干涉规律、干涉规律1 1 、精确实验表明相邻亮（暗）、精确实验表明相邻亮（暗）条纹间的距离与波长成正比条纹间的距离与波长成正比特征量特征量红光红光紫光紫光干涉条纹间距干涉条纹间距（xx）由大到小由大到小真空中的波长真空中的波长（）由大到小由大到小频率（频率（）由小到大由小到大1用两个红灯照射白墙，在墙上会看到（用两个红灯照射白墙，在墙上会看到（）A 明暗相间的条纹明暗相间的条纹 B 彩色条纹彩色条纹 C 一片红光一片红光 D 晃动的条纹晃动的条纹课堂练习CP2.2.如图所示，用单色光做双缝干涉实验，如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P P处为第二亮条纹，改用频率较高的单色光处为

19、第二亮条纹，改用频率较高的单色光重做实验（其他条件不变）时，则第二亮重做实验（其他条件不变）时，则第二亮条纹的位置：条纹的位置：()()A A 仍在仍在P P处处B B 在在P P点的上方点的上方C C 在在P P点的下方点的下方D D 将不存在亮条纹将不存在亮条纹C3.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到彩在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光用只能透色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光用只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时这时()()A A、只有红色和绿

20、色的干涉条纹，其它颜色的双缝干涉、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失条纹消失B B、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条纹、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条纹仍然存在仍然存在C C、任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光、任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光D D、屏上无任何亮光、屏上无任何亮光C分析与解：分析与解：在双缝干涉实验中，白光通过单缝成为线光源，从单在双缝干涉实验中，白光通过单缝成为线光源，从单缝时出的光通过双缝分成两束光，它们在光屏上形成缝时出的光通过双缝分成两束光，它们在光屏上形成彩色的干涉条纹，现在两个缝前分别放上红色和绿色彩色的干涉条纹，现在两个缝前分别放上红色和绿色滤光片，红光和绿光的频率不同，不是相干光，所以滤光片，红光和绿光的频率不同，不是相干光，所以屏上没有干涉条纹，只有亮光，选择项屏上没有干涉条纹，只有亮光，选择项C正确正确