第四章 第三节 光的干涉-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019）

2022版·物理必修第二册 物理·选择性必修第一册 第四章 光 第三节 光的干涉 托马斯·杨 单色 相同 干涉 明暗相间 整数 亮条纹 奇数 暗条纹 暗 路程差 亮 透射 反射 薄膜干涉 √ × √ × × 课标要求 核心素养 1．观察光的干涉现象，理解干涉现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用。 2．知道光是横波，会用双缝干涉实验测量光的波长 1．物理观念：观察光的干涉现象，认识干涉条纹的特点。 2．科学思维：能阐述干涉现象的成因及明暗条纹的位置和特点 　高效导学第一步　预习新知，落实必备知识 一、光的双缝干涉 1．物理史实 1801年，英国物理学家__________成功地观察到了光的干涉现象，开始让人们认识到光的波动性。 2．双缝干涉实验 (1)实验过程：让一束平行的____光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是____的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生____。 (2)实验现象：在屏上得到________的条纹。 (3)实验结论：光是一种波。 二、干涉条纹和光的波长之间的关系 1．决定条纹明暗的条件 (1)当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长λ的____倍时，两列光波在这点相互加强，出现______。 (2)当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长 eq \f(λ,2) 的____倍时，两列光波在这点相互减弱，出现______。 2．亮条纹中心的位置：x＝______(n＝0，±1，±2…)。 3．相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx＝____。 三、薄膜干涉 1．不同位置的液膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，一束自前后两个面的反射光的______不同。在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现了__条纹；在另一位置，叠加后相互削弱，出现了__条纹。 2．薄膜干涉在技术上的应用 可以在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，增加光的____或者____，还可以利用________的原理对镜面或其他精密的光学平面的平滑度进行检测。 【概念辨析·试身手】 (1)用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。( ) (2)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。( ) (3)只有频率相同的两列光波才能产生干涉。( ) (4)频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定。( ) (5)频率相同、振幅相同的两束光才能产生干涉。( ) 　高效导学第二步　课堂探究，培优关键能力 要点一 | 双缝干涉 【要点培优】 1．双缝干涉的示意图。 2．单缝的作用 用同一极小部分光源产生的光形成线光源，最大限度地保证光的相干性。 3．双缝的作用 平行光照射到单缝S上后，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。 4．屏上某处出现亮、暗条纹的条件 频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致，即振动方向总是相同；暗条纹处振动步调总是相反。 (1)亮条纹产生的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。即：Δr＝|PS1－PS2|＝kλ＝2k· eq \f(λ,2) (k＝0，1，2，3，…) (2)暗条纹产生的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍。即：Δr＝|PS1－PS2|＝(2k＋1)· eq \f(λ,2) (k＝0，1，2，3，…) 5．干涉图样的特点 (1)单色光的干涉图样特点：中央为亮条纹，两边是明、暗相间的条纹，且相邻亮条纹与亮条纹中心间、相邻暗条纹与暗条纹中心间的距离相等。 (2)白光的干涉图样：若用白光做实验，则中央亮条纹为白色，两侧出现彩色条纹，彩色条纹显示不同颜色光的干涉条纹间距是不同的。 6．干涉条纹和光的波长之间的关系 相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距Δx＝ 。 [思考·探究] 下图所示的是双缝干涉的示意图。单缝发出的单色光投射到相距很近的两条狭缝S1和S2上，狭缝就成了两个波源。发出的光向右传播，在后面的屏上观察光的干涉情况。 探究：(1)两条狭缝起什么作用？ (2)在屏上形成的光的干涉图样有什么特点？ 提示：(1)光线照到两狭缝上，两狭缝成为振动情况完全相同的光源。 (2)在屏上形成明暗相间、等间距的干涉条纹。 【应用培优】 [例1] 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm。若两次实验分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz的单色光a和f2＝7.5×1014 Hz的单色光b进行实验，则P点出现亮、暗条纹的情况是(　　 ) A．单色光a和b分别照射时，均出现亮条纹 B．单色光a和b分别照射时，均出现暗条纹 C．单色光a照射时出现亮条纹