《江苏省宿豫中学高三物理第一轮复习《第十五章 光的波动性》教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省宿豫中学高三物理第一轮复习《第十五章 光的波动性》教案（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、用心 爱心 专心 - 1 -光的波动性备课指要教学建议光的干涉现象是波动理论的实验基础，复习光的干涉时，应突出一般的分析提示.2、双缝干涉和薄膜干涉是本节的重点，它们产生的条件相同，即两列光的频率相同.在研究实际实问题的时候，首先应该找到相干光源.可以配合“案例导入”中的例 2 和“重、难、疑点剖析”中的例 1、 “考题回放”中的例 1 来组织考学.3、双缝干涉和薄膜干涉，它们形成干涉纹的原理是相同的。对干涉条纹的特性可以结合“案例导入”中的 1、考题回放中的例 2 来讲解.4、双缝干涉实验中，相邻两条明纹（或暗纹）的间距x= dL.这是考纲中新增加的内容.要结合知识梳理的内容，充分掌握这些量
2、之间的关系.可以结合“重、难、疑点剖析”中的例2、 “探究延伸”中的例 1 来组织教学.资料链接泊松亮斑光照射到一个不透光的圆板上，当圆板的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，产生明显的衍射现象，其衍射图样是明暗相间的圆环，圆环的中心有一个亮斑.关于这个亮斑还有一段有趣的故事.1818 年，法国的巴黎科学院为了鼓励衍射问题的研究，悬赏征集这方面的论文。一位年轻的物理学家菲涅耳按照波动说深入研究了光的衍射，在论文中提出了严密地解决衍射问题的教学方法。当时的另一位法国科学家泊松是光的波动说的反对者，他按照菲涅耳的理论计算了光在圆盘后的影的问题，发现对于一定的波长、一定大小的圆盘，在一
3、定的距离以外，会在影的中心看到一个亮斑！泊松认为这是非常荒谬可笑的，并认为这样就驳倒了光的波动说.但是就在这个关键时刻，菲涅耳在实验中观察到了这个亮斑，这样，泊松的计算反而支持了光的波动说.后人为了纪念这个有意义的事件，把这个亮斑称为泊松亮斑.案例导入例 1 用单色光做双缝干涉实验时，设两个狭缝 S1、S 2到屏上某点的路程差为 d，则（波长为 ） （ ）.A距 O 点（d=0）要近的一条暗纹必是 d= B屏上某点 d= 2n（n 为正整数）时，出现暗纹C距 O 点越远的点 d 越长，就越容易出现暗条纹D用各色光在同一条件下实验时，频率越大的色光条纹间距越小【分析】 可根据明暗条纹出现的条件和
4、干涉条纹之间的距离x 与波长（或频率）之间的关系来分析.【解答】 当路程差 d=n 时出现明条纹，当路程差 d=21n（n=0,1,2,）时，出现暗条纹.可见，当 n=0 时 d= 2，所以选项 A 正用心 爱心 专心 - 2 -确.由x= dL得，频率越大的色光，其波长越短，干涉条纹之间的距离x 越小，故选项 D正确.【答案】 A、D.【归纳】 这是一道关于干涉条纹的规律的习题.主要考查出现明纹暗纹的条件、相邻明确条纹间距等，其中暗条纹出现的条件是路程差为半波长的奇数倍，而不是波长的整数倍.例 2 图 15-50-2 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
5、源加滤光片产生的，检查中观察到的干涉条纹是由什么叠加而成的？（ ）.Aa 的上表面和 b 的下表面Ba 的上表面和 b 的上表面Ca 的下表面和 b 的上表面Da 的下表面和 b 的下表面【分析】 光照射到薄膜上，在薄膜的前后（或上下、内外） 两表面分别反射回来，形成路程差，从而产生干涉现象，这种干涉称为薄膜干涉.【解答】 这是在 a、b 两块厚玻璃板中间所夹的一薄层空气膜产生的干涉，两束相干光分别由空气膜的上表面和下表面的反射光形成，空气膜的上表面即为 a 的下表面.空气膜的下表面即为 b 的上表面，所以选项 c 正确.【答案】 C.【归纳】 本题考查了薄膜干涉的形成.薄膜干涉的形成条件之一
6、就是薄膜的厚度要足够薄，如油膜、肥皂膜等都能形成明显的薄膜干涉.生活中常见的窗玻璃即使有不平整，它也只能使窗外的物体发生形变（透镜作用） ，而不会形成薄膜干涉，这是因为它不够薄.知识梳理光的干涉重点内容1、产生稳定干涉的必要条件：两列光是相干光源，即它们的频率相同.在双缝干涉中把同一光源发出的光线分离为两列光波，作为相干光源；在薄膜干涉中薄膜的前后两表面反射同一光线形成相干光源.2、常见的干涉：双缝干涉、薄膜干涉.3、双缝干涉的条纹：用单色光做双缝干涉实验，出现的条纹是明暗相间、宽度相同，中央为亮纹.用白光做双缝干涉实验，除中央亮条纹为白色外，两侧均为彩色的干涉条纹，同一级亮条纹内侧为紫色，外
7、侧为红色.相邻两条明纹（或暗纹）的间距x= dL.其中，d 表示两缝间距，L 表面两缝所在平面与光屏间距.（根据此公式可以用实验的方法测出 d、L、x、然后求光的波长 ）4、薄膜干涉的条纹：若入射光为单色光，可形成明暗相间的干涉条纹；若入射光为白光，可形彩色的干涉条纹.5、干涉条纹产生机制：两列振动情况总是相同的光源，在光的路程差等于n（n=0，1，2，）处产生明条纹，光的路程差等于 21n（n=0,1,2,）处产生暗条纹；路程差等于其他值处的亮度处于明、暗纹之间.6、利用双缝干涉可以精确测下光的波长，而薄膜干涉常用于检查平面质量和镜头的增透膜.7、干涉是波特有的现象，光的干涉现象说明光具有波
8、动性.重、难、疑点剖析1、由于物质发光的特殊性，任何两个独立的光源发出的光叠加均不能产生干涉现象.只有采用特殊的方法从同一光源分离出两列光波相叠加，才可能发生干涉现象.双缝干涉、薄膜干用心 爱心 专心 - 3 -涉等都是采用这种“分光”方法获得相干光源的.2、在光的薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中同一明条纹或同一暗条纹应出现在膜的厚度相同的地方.由于光波波长极短，因此薄膜干涉所用介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹.3、在光学器件的表面镀一层厚度均匀的薄膜，当膜的厚度为入射光在介质中波长的 41时，从膜的前、后两表面反射的光路程差恰为半个波长，互相削弱则反射光的
9、强度将因为干涉而大大减弱，从而增强透射光的强度，这就是增透膜.例 如图 15-50-3 一细束白光通过三棱镜析射后分为各种单色光，取其中的 a、b、c 三种色光，并分别让这三种色光通过同一双缝干涉实验装置在光屏上产生干涉条纹，比较这三种色光的光子能量以及产生干涉条纹的间距大小，下面说法正确的是（ ）.Aa 的光子能量最大Ba 的光子能量最小Ca 形成的干涉条纹的间距最大Da 形成的干涉条纹的间距最小【分析】 白光是复色光，由各种单色光组成，经三棱镜折射后，发生色散现象.在双缝干涉实验中，其他条件不变的情况下，干涉条纹的间距与光波的波长成正比.【解答】 一细束白光通过三棱镜折射后，向三棱镜底边偏
10、折最明显的是紫光，紫光波长最短，频率最大，因此其中的 a、b、c 三种色光中，c 的频率最大，由光子的能量为 E=hv，c的光子能量最大，a 的光子能量最小.相邻两条明纹（或暗纹）的间距x= dL.其中，d 表示两缝间距，L 表示两缝所在平面与光屏间距. 表示光的波长.在同一实验装置中，光的波长较短的相邻两条明纹（或暗纹）的间距较小，所以 c 形成的干涉条纹的间距最小，a 形成的干涉条纹的间距最大. 【答案】 B、C.【归纳】 本题以光的色散现象和干涉现象为知识载体，主要考查对这两种现象的理解能力和分析问题的能力.考题回放1、高考对双干涉现象的考查，重在考查分析、判断能力.如相干光源的获得、干
11、涉条纹形成的原因、条纹的特点等等.例 1 在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到彩色干涉条纹，现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及条纹，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【分析】 本题根据光的干涉产生的条件分析.【解答】 产生稳定干涉的必要条件：两列光的频率相同.在双缝干涉实验中，把同一光源发出的光线分离为两列光波，做为相干光源；现在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过
12、红光） ，另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光） ，这时通双缝的两列光分别为红光和绿光，他们的频率不相同，因此不能产生干涉条纹.【答案】 C.用心 爱心 专心 - 4 -【反思】 试题考查了光的干涉产生的条件，只要找到两个频率相同的相干光源，如果题中穿过双缝的两个单色光的频率相同就可以了.2、高考常将波的干涉这个知识点运用于薄膜干涉中，将薄膜干涉与实际生活联系起来，重在考查解决实际问题的能力.抽象思维能力要求较高.例 2 用冷光灯照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处.这种灯降低热效应的原因之一是，在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁）
13、 ，这种膜能消除了不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，用 表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为（ ）.A 8 B 4 C 2 D0【分析】 消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，只要使两列反射波的路程差为红外线半个波长的奇数倍即可，s= 1N.【解答】 当 N=1 时，s= 2，即路程差最小，所以所镀薄膜的厚度最小应为 4.【答案】 B.【反思】 解题的关键是把题中所给的信息抽象成物理模型，再与有关的物理知识和规律联系起来.探究延伸例 下列说法正确的是（ ）.A用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光B用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红
14、光C涂有增透膜的照相机镜头增强了对紫光的透射程度D竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的两表面反射光相干涉的结果【分析】 根据干涉条纹与波长的关系及增透膜的特点来判断.【解答】 在干涉实验中，x= dL.即条纹间距与光波波长成正比，因为红光波长最长，故偏离中央明条纹最远的最红光；增透膜应该增透的是对人的视网膜最敏感的绿光，从而使所成的像既亮又清晰；肥皂膜上的条纹是由于光从膜前、后表面反射后相干涉而形成的. 【答案】 B、D.【点评】 这是一道综合考查干涉现象的题目，涉及干涉条纹的间隔，相干光源的获得、增透膜应用等方面内容，应该注意掌握和理解白光干涉所形成的条纹间隔规律及其特征，理解各种相干光源的获
15、得.随常闯关两只功率相同的日光灯，当它们照到同一地方时，不能产生干涉条纹的原因是（C）A日光灯发的是白光而不是单色光B日光灯所发的光是不稳定的C两只日光灯不是相干光源D两只日光灯不是点光源【提示】 产生稳定干涉的必要条件：两列光的频率相同.两只功率相同的日光灯，发光的频率不一定相同，而且它们自身不同部位发出的光频率不相同，不是相干光源，因此不能产生干涉条纹.用无色的肥皂液能吹出彩色肥皂泡，产生这一现象的源因是（ C ）.A肥皂泡将照射肥皂泡的日光分解为单色光用心 爱心 专心 - 5 -B彩色是肥皂泡原来的颜色，只是在一些特殊条件下才能够观察到C照射肥皂泡的白光在肥皂泡的两个表面的反射光形成的干
16、涉现象D以上说法都不正确【提示】 肥皂液是无色的，但是照射到肥皂液上的太阳光是由各种单色光组成的白光，白光照射到肥皂液上，由于各色光干涉后的条纹间距不同，液膜上就会出现彩色条纹.3 用白光进行双缝干涉实验时，若用红色和绿色滤光片分别挡住两缝，则在屏上出现的图景是（ D ）.A红色明暗相间的条纹 B绿色明暗相同的条纹C红、绿相间的条纹 D没有干涉条纹【提示】 用白光进行双缝干涉实验时，若用红色和绿色滤光片分别挡住两缝，两缝中产生的光分别是红光和绿光，这两列光的频率不同，而产生稳定干涉的必要条件：两列光的频率相同，因此屏上没有干涉条纹.4 在杨氏双缝干涉实验中，关于在屏上获得的单色光的干涉条纹间距
