《教科版物理选修3-4《光的干涉》（第一课时）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教科版物理选修3-4《光的干涉》（第一课时）（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、回顾：机械波和电磁波有哪些共性？回顾：机械波和电磁波有哪些共性？ 前面我们已经学习前面我们已经学习了机械波的干涉，这节课我们就来学习了机械波的干涉，这节课我们就来学习光的干涉。光的干涉。都能发生反射、折射、干涉、衍射等现都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象象, , 因为光是一种电磁波因为光是一种电磁波, ,所以光能所以光能产生干涉现象产生干涉现象. .四川省开江县任市中学四川省开江县任市中学 李一福李一福光的干涉（第一课时）光的干涉（第一课时）高二物理选修高二物理选修3-43-4（教科版）（教科版）回顾：机械波的干涉条件是什么？回顾：机械波的干涉条件是什么？（1）两个波源的频率相同）两个波源的
2、频率相同（2）两个波源的振动方向相同）两个波源的振动方向相同（3）相位差恒定）相位差恒定（4）波的类型相同）波的类型相同 要观察光的干涉现象，应该要观察光的干涉现象，应该满足哪些条件？满足哪些条件？两束光的频率和振动方向相同、相位两束光的频率和振动方向相同、相位差恒定。差恒定。 两束完全相同的单色光叠加，能两束完全相同的单色光叠加，能产生光的干涉现象吗？产生光的干涉现象吗？ 怎样才能获得两束完全相同的单色怎样才能获得两束完全相同的单色光呢？光呢？可以将同一束单色光一分为二可以将同一束单色光一分为二 能能托马斯托马斯杨杨17731829 1801年，英国物年，英国物理学家托马斯理学家托马斯杨第一
3、次杨第一次在实验室里成功地观察在实验室里成功地观察到了光的干涉现象到了光的干涉现象 为了纪念这位科学为了纪念这位科学家，我们将他的实验叫家，我们将他的实验叫做杨氏双缝干涉实验。做杨氏双缝干涉实验。这是杨氏双缝干涉实验的示意图这是杨氏双缝干涉实验的示意图单缝单缝双缝双缝光屏光屏装置特点装置特点：1 1）双缝间双缝间距很小（一距很小（一般为零点几般为零点几毫米）。毫米）。2 2）双缝与）双缝与单单缝平行且缝平行且双缝与单缝的距离相等（即单缝处在双缝双缝与单缝的距离相等（即单缝处在双缝连线的中垂线上）。连线的中垂线上）。这是杨氏双缝干涉实验的示意图这是杨氏双缝干涉实验的示意图单缝单缝双缝双缝光屏光屏
4、思考：思考：1 1）装置中单）装置中单缝的作用是缝的作用是什么？什么？2 2）双缝的作）双缝的作用是什么？用是什么？获得一个有获得一个有唯唯一频率和振动一频率和振动情况情况的线光源的线光源将同一束光分成两束相干光，将同一束光分成两束相干光，双缝相当于两个相干光源双缝相当于两个相干光源 由于激光的单色性和相干性很好，所以一由于激光的单色性和相干性很好，所以一般用激光来做光的干涉实验，般用激光来做光的干涉实验， 如果用激光，就如果用激光，就可以省去单缝。可以省去单缝。 这是激光的干涉示意图这是激光的干涉示意图 频率相同的两列光叠加频率相同的两列光叠加,使得某些区域的振动加强使得某些区域的振动加强,
5、另一些区域的振动减弱另一些区域的振动减弱,在光屏上出现明暗相间的条纹在光屏上出现明暗相间的条纹的现象叫做的现象叫做光的干涉光的干涉.平平行行激激光光束束幕幕屏屏S1S2双缝双缝光的干涉图样有什么特点呢？光的干涉图样有什么特点呢？平平行行激激光光束束幕幕屏屏S1S2亮纹中心亮纹中心亮纹中心亮纹中心双缝双缝亮纹中心亮纹中心亮纹中心亮纹中心亮纹中心亮纹中心亮纹中心亮纹中心亮纹中心亮纹中心光的干涉图样有什么特点呢？光的干涉图样有什么特点呢？平平行行激激光光束束幕幕屏屏S1S2暗纹中心暗纹中心暗纹中心暗纹中心双缝双缝暗纹中心暗纹中心暗纹中心暗纹中心暗纹中心暗纹中心暗纹中心暗纹中心暗纹中心暗纹中心平平行行
6、激激光光束束幕幕屏屏S1S2亮纹中心亮纹中心亮纹中心亮纹中心暗纹中心暗纹中心暗纹中心暗纹中心双缝双缝干涉图样特点：干涉图样特点：中央（即双缝中垂线与屏幕的交点）为亮条纹，中央（即双缝中垂线与屏幕的交点）为亮条纹，两侧为明暗相间的条纹两侧为明暗相间的条纹平平行行激激光光束束幕幕屏屏S1S2双缝双缝干涉图样特点：干涉图样特点：条纹间距（即相邻两亮纹或相邻两暗纹中心间条纹间距（即相邻两亮纹或相邻两暗纹中心间的距离）相等。的距离）相等。平平行行激激光光束束幕幕屏屏S1S2双缝双缝中央亮纹中央亮纹第二亮纹第二亮纹第一亮纹第一亮纹第二亮纹第二亮纹第一亮纹第一亮纹第三亮纹第三亮纹第三亮纹第三亮纹第四亮纹第四
7、亮纹第四亮纹第四亮纹第一暗纹第一暗纹第一暗纹第一暗纹第五暗纹第五暗纹第四暗纹第四暗纹第三暗纹第三暗纹第二暗纹第二暗纹第二暗纹第二暗纹第三暗纹第三暗纹第四暗纹第四暗纹第五暗纹第五暗纹 光的干涉跟波的干涉一样，都是一种光的干涉跟波的干涉一样，都是一种稳定的叠加现象，在稳定的叠加现象，在亮亮纹处振振动加加强强，暗，暗纹处振振动减弱。减弱。 那么光屏上某处出现亮纹或暗纹的条那么光屏上某处出现亮纹或暗纹的条件是什么呢？件是什么呢？请看下面的分析：请看下面的分析：S S1 1S S2 2中央亮纹的中心中央亮纹的中心P P处在狭在狭缝S S1 1和和S S2 2连线的的_，到，到S S1 1和和S S2 2
8、的距离之差的距离之差_，穿过穿过S1和和S2的两列光波在的两列光波在P点同时点同时引起的振动方向引起的振动方向_。P中垂线上中垂线上为零为零相同相同S S1 1S S2 2故在故在P P点总是点总是_与与_相相遇或遇或_与与_相遇，振动相遇，振动_ _ ，出现，出现_条纹。条纹。波峰波峰波峰波峰波谷波谷波谷波谷加强加强亮亮P亮纹亮纹暗纹暗纹 /2 2以以P P点为中心沿光屏向上移动，光屏上点为中心沿光屏向上移动，光屏上的点到的点到S S1 1和和S S2 2的距离之差的距离之差_， 当屏上某点当屏上某点到到S S1 1和和S S2 2 的距离之差增大的距离之差增大为 /2时，时，两列光波在该点
9、两列光波在该点同时引起的振动方向同时引起的振动方向_ _ ，该点总是该点总是_与与_相遇，振动相遇，振动_，出现出现_条纹。条纹。波峰波峰波谷波谷减弱减弱PS S1 1S S2 2亮纹亮纹由由0 0连续增大增大相反相反暗暗亮纹亮纹S S1 1S S2 2沿光屏继续向上，沿光屏继续向上，当某点当某点到到S S1 1和和S S2 2的距离之差增大的距离之差增大为时，时，该点又变成两列光波的该点又变成两列光波的_与与_相遇相遇或或_与与_相遇相遇，振，振动动_，出现出现_条纹。条纹。 波峰波峰波峰波峰波谷波谷波谷波谷加强加强亮亮暗纹暗纹P亮纹亮纹亮纹亮纹S S1 1S S2 2以此类推，以此类推，当
10、光屏上的点当光屏上的点到双到双缝缝的距离之差依次增大的距离之差依次增大为 2、3、4 时，振动加强，出现时，振动加强，出现亮条纹。亮条纹。暗纹暗纹P亮纹亮纹当光屏上的点当光屏上的点到双缝到双缝的距离之的距离之差依次增大差依次增大为为 、 、 时，振动减弱，出现暗条纹。时，振动减弱，出现暗条纹。亮纹亮纹S S1 1S S2 2由于由于光屏上关于光屏上关于P P点点对称的两点称的两点到双缝到双缝的距离之差相等，故在的距离之差相等，故在P P点上方出点上方出现暗暗纹的地方其的地方其对称称位置也会出位置也会出现暗暗纹。暗纹暗纹P亮纹亮纹 同理，同理，在在P P点上方出点上方出现亮亮纹的地方其的地方其对
11、称位置也会出称位置也会出现亮亮纹，即明暗相，即明暗相间的条的条纹关于关于P P点点对称。称。暗纹暗纹亮纹亮纹亮纹亮纹S S1 1S S2 2亮纹中心振动最强，暗纹中心亮纹中心振动最强，暗纹中心振动最弱，最强到最弱有一个振动最弱，最强到最弱有一个过度区，光强连续变化，所以过度区，光强连续变化，所以亮纹和暗纹有一定宽度。亮纹和暗纹有一定宽度。暗纹暗纹P亮纹亮纹暗纹暗纹亮纹亮纹 结论：结论：思考一：干涉条纹的间距跟哪些因素有关思考一：干涉条纹的间距跟哪些因素有关呢？呢？请同学们看完请同学们看完下面两段材料，下面两段材料，回答这个问题。回答这个问题。材料一：材料一：材料二：材料二： 干涉条纹间距干涉条
12、纹间距x跟跟_、 _以及以及_ 有关。有关。结论：结论：d、l一定时，一定时， _ ， x越大越大。一定时，一定时，d _ 、l _， x越大越大。双缝间距双缝间距d双缝到光屏的距离双缝到光屏的距离l入射光的波长入射光的波长越大越大越大越大越小越小思考二：如果用白光做双缝干涉实验，结思考二：如果用白光做双缝干涉实验，结果会怎样呢？果会怎样呢？白光干涉条纹的特点：白光干涉条纹的特点：中央为白色亮条纹；中央为白色亮条纹；两边为明暗相间的两边为明暗相间的彩色条纹，红光在外彩色条纹，红光在外侧，紫光在内侧。侧，紫光在内侧。 课堂小结课堂小结本节课我们主要学习了以下内容：本节课我们主要学习了以下内容：1
13、.光的干涉现象及光的干涉条件。光的干涉现象及光的干涉条件。2.杨氏双缝干涉实验。杨氏双缝干涉实验。3.光屏上出现亮纹或暗纹的条件。光屏上出现亮纹或暗纹的条件。4.影响干涉条纹间距的因素。影响干涉条纹间距的因素。【作作业】练习与与评价价1、2、3、6题1关于光的干涉，下列关于光的干涉，下列说法中正确的是法中正确的是( )A在双在双缝干涉干涉现象里，相象里，相邻两明条两明条纹和和相相邻两暗条两暗条纹的的间距是不等的距是不等的B在双在双缝干涉干涉现象里，入射光波象里，入射光波长变短，短，相相邻两个明条两个明条纹间距将距将变宽C只有只有频率相同的两列光波才能率相同的两列光波才能产生干生干涉涉D频率不同
14、的两列光波也能率不同的两列光波也能产生干涉生干涉现象，只是不象，只是不稳定定课堂训练课堂训练C2.在双缝干涉实验中，双缝到光屏上在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离点的距离之差为之差为0.6 m，若分别用频率为，若分别用频率为f15.01014 Hz和和f27.51014 Hz的单色光垂直照射双缝，的单色光垂直照射双缝，则则P点出现明、暗条纹的情况是点出现明、暗条纹的情况是( )A单色光单色光f1和和f2分别照射时，均出现明条纹分别照射时，均出现明条纹B单色光单色光f1和和f2分别照射时，均出现暗条纹分别照射时，均出现暗条纹C单色光单色光f1照射时出现明条纹，单色光照射时出现明条纹，单色光f2照射照射时出现暗条纹时出现暗条纹D单色光单色光f1照射时出现暗条纹，单色光照射时出现暗条纹，单色光f2照射照射时出现明条纹时出现明条纹C3在双在双缝干涉干涉实验中，光屏上中，光屏上P点到双点到双缝的距离之差的距离之差为0.75 m，Q点到双点到双缝的的距离之差距离之差为1.5 m，若用，若用频率率6.01014 Hz的黄光照射双的黄光照射双缝，则()AQ点出点出现暗条暗条纹，P点出点出现亮条亮条纹BQ点出点出现亮条亮条纹，P点出点出现暗条暗条纹C两点均出两点均出现亮条亮条纹D两点均出两点均出现暗条暗条纹B
