《新教材2023版高中物理第四章光及其应用4.光的干涉课件教科版选择性必修第一册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材2023版高中物理第四章光及其应用4.光的干涉课件教科版选择性必修第一册（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、4光的干涉光的干涉必必备知知识自主学自主学习关关键能力能力合作探究合作探究随堂演随堂演练自主自主检测课 标 要 求1.知道光的双缝干涉现象和产生干涉现象的条件2理解明暗条纹的成因及出现明暗条纹的条件3掌握干涉条纹间距和光的波长之间的关系4知道薄膜干涉的现象和应用思 维 导 图必必备知知识自主学自主学习一、双缝干涉1双缝干涉实验(1)实验：如图，让一束平行的_投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的振动情况总是_的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加(2)现象：屏上得到了_的条纹(3)结论：证明光是一种_红色激光相同明暗相间且间距相等波偶数倍奇数倍频率二、
2、薄膜干涉1定义由薄膜两个面_的光波相遇而产生的干涉现象2应用(1)检查平面的_(2)光学镜头上的_(3)太阳镜片上的_反射平整程度增透膜反射膜导学1(1)用滤光片和单缝屏也可以获得单一频率的光源(2)单色光的波长越大，光屏上的条纹间距越大；双缝屏到光屏的距离越大，条纹间距越大；双缝间距离越小，条纹间距越大举例热菜汤表面的油花、马路上积水表面的油膜都会呈现彩色的条纹，这些彩色花纹是由于白光中各色光波长不同，发生干涉后条纹间距不同，薄膜上就会出现彩色花纹关关键能力能力合作探究合作探究探究点一对双缝干涉实验原理的理解归纳总结归纳总结1.光的干涉现象两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另
3、外一些区域总减弱，且加强区和减弱区相互间隔，从而出现明暗相间条纹的现象叫光的干涉现象2干涉条件两列光的频率相同，振动方向相同且相位差恒定能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源通常可用同一束光分成两列而获得，称为分光法3杨氏干涉实验法利用如图所示装置，让一束平行的单色光(例如激光)射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近(约0.1 mm)如果光是一种波，这样的两条狭缝即成为振动情况总相同的两个波源两个波源发出来的光在挡板后面的空间相互叠加，观察到的现象：光在一些位置相互加强，在另一些位置相互减弱，在挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹4杨氏实验的意义：证明了
4、光的确是一种波典例示范典例示范例1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片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，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有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹C任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D屏上无任何光亮答案：C归纳总结归纳总结双缝干涉问题的三点注意(1)双缝干涉的条件是必须有相干光源，且双缝间的间距必须很小(2)光源不同部位发出的光不一定具有相同的频率和恒定的相位差，所以一般情况很难观察到光的干涉现象，用单一频率
5、较好的激光做实验比较容易获得成功，用普通光源做实验时可先用单缝获得相同频率的光，再用双缝将一束光“一分为二”的方法获得相干光源(3)在单色光的干涉条纹中，两相邻明条纹或暗条纹间的距离是相等的，不同色光的条纹间距不相等素养训练1由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象这是因为()A.两个光源发出光的频率不同B两个光源发出光的强度不同C两个光源的光速不同D这两个光源是彼此独立的，不是相干光源答案：D 解析：题中两光源发出的光都是白光，频率不确定，A错误；光的强度对光是否产生干涉没有影响，B错误；光速在真空中是确定的，对光的干涉无影响，C错误；题中的是两个独立光源，二者产生的不是
6、相干光，D正确素养训练2(多选)用红光做光的双缝干涉实验，如果将其中一缝改用蓝光，下列说法正确的是()A在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹B只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，此时不产生干涉现象C频率不同的两列光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹D尽管亮暗条纹都是光波相互叠加的结果，但此时红光与蓝光只叠加不产生干涉现象答案：BD解析：频率相同、相位差恒定是产生干涉现象的条件，红光和蓝光频率不同，不能产生干涉现象，不会产生干涉条纹，A、C错误，B、D正确典典例示范例示范例2 如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1106 m，分别
7、用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹(1)已知A光在折射率为n1.5的介质中波长为4107 m；(2)已知B光在某种介质中波长为3.15107 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37(已知sin 370.6，cos 370.8)；(3)若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象素养训练3图示是研究光的双缝干涉用的示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹已知入射激光的波长为，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0号亮纹，由P向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相
8、邻的亮纹为2号亮纹，则P1处的亮纹恰好是10号亮纹设直线S1P1的长度为1，S2P1的长度为2，则|12|等于()A9 B10 C11 D20答案：B素养训练4如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)现换用波长为400 nm的紫光源照射单缝，则()AP和P1仍为亮条纹BP为亮条纹，P1为暗条纹CP为暗条纹，P1为亮条纹DP、P1均为暗条纹答案：B探究点三对薄膜干涉的理解及应用导学探究导学探究在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光把铁丝圈在肥皂水中
9、蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，把这层液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰的像如图所示这个像与直接看到的灯焰有什么不同？如果用白光做实验情况又会如何？归纳总结归纳总结1.形成原因如图所示，照射到液膜上的光线从前、后两个表面反射回来，形成两列光波由于这两列光波是由同一入射光波产生的，因此频率相同、相位差恒定，满足干涉条件2用干涉法检查平面平整度如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是平滑的，得到的干涉图样必是等间距的如果条纹发生弯曲，就表明被测表面不够平整典例示范典例示范例3用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图(b)是
10、竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是()A当金属丝圈旋转30时干涉条纹同方向旋转30B当金属丝圈旋转45时干涉条纹同方向旋转90C当金属丝圈旋转60时干涉条纹同方向旋转30D干涉条纹保持原来状态不变答案：D素养训练5 有一个半径较大的透明玻璃球体，若截去其上面的一大部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，再让单色光竖直射向截面，如图所示，在反射光中看到的是()A平行的、明暗相间的干涉条纹B环形的、明暗相间的干涉条纹C只能看到同颜色的平行反射光D一片黑暗答案：B解析：薄膜干涉条纹可看作等厚线，题图中，厚度相同的空气薄膜应是以切点为圆心的一个个圆
11、，故干涉条纹应是环形的条纹，又因是单色光照射，所以是明暗相间的条纹，故B正确，A、C、D错误随堂演随堂演练自主自主检测1(多选)两列光波在空中叠加，以下说法正确的是()A不同的色光有可能产生干涉现象B不同的色光不可能产生干涉现象C光的强度不同有可能产生干涉现象D光的强度不同不可能产生干涉现象答案：BC解析：两列光波叠加是否发生干涉现象的关键是看两列光是不是相干光，不同的色光频率一定不相同，所以不可能产生干涉现象，A错误，B正确；光的强度不同但有可能满足相干光的条件，若满足，当然能产生干涉现象，C正确，D错误2(多选)用a、b两种单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示
12、的干涉图样，其中图甲是a光照射形成的，图乙是b光照射形成的，则关于a、b两束单色光，下述说法正确的是()Aa光的频率比b光的大B在水中a光传播的速度比b光的大C水对a光的折射率比b光的大Db光的波长比a光的短答案：AC3(多选)用单色光做双缝干涉实验时()A屏上到双缝的路程差等于波长整数倍处出现亮条纹B屏上到双缝的路程差等于半波长整数倍处，可能是亮条纹，也可能是暗条纹C屏上的亮条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方D屏上的亮条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方答案：AB解析：在双缝干涉实验中，屏上到双缝的路程差等于波长整数倍处出现亮条纹，是振动加强处，不一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方，A正确，C错误；屏上到双缝的路程差等于半波长整数倍处，可能是半波长的奇数倍(暗条纹)，也可能是半波长的偶数倍(亮条纹)，B正确；两列光波的波峰与波谷相遇的地方，应是暗条纹，D错误4如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的()答案：D5在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 m，若分别用频率f15.01014 Hz和f27.51014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现亮、暗条纹的情况是：用频率为f1的单色光照射时出现_条纹，用频率为f2的单色光照射时出现_条纹亮暗
