(教参)第四章 3 光的干涉-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

3　光的干涉 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 1．观察光的干涉现象，知道干涉现象的发生条件及其在生产生活中的应用。 2．演示双缝干涉现象，观察双缝干涉图样，并以此说明光具有波的性质。 3．利用生活中的器材设计实验，观察光的薄膜干涉现象，讨论薄膜干涉的发生原因 物理观念：理解光的干涉概念。 科学探究：通过实验，观察光的双缝干涉现象、薄膜干涉现象。 科学态度与责任：知道干涉现象在生产生活中的应用 1．掌握光发生干涉的条件以及相干光源的概念。 2．理解干涉的原理、干涉条纹形成的原因及特点，能够利用明暗条纹产生的条件解决相应的问题 (见学生用书P71) 知识点一　光的双缝干涉 1．双缝干涉实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。光的干涉实验最早是英国物理学家托马斯·杨在1801年成功完成的。 (1)单缝屏的作用 获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏。 (2)双缝屏的作用 平行光照射到单缝S上，又照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束由S1、S2发出的频率、相位、振动方向都相同的相干光。 2．屏上某处出现亮、暗条纹的条件 (1)出现亮条纹的条件：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|PS1－PS2|＝kλ＝2k·(k＝0，1，2，3，…)，k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于光屏上的O点处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹，k为亮条纹的级次。 (2)出现暗条纹的条件：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|PS1－PS2|＝(2k－1)·(k＝1，2，3，…)，k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。 3．干涉图样 (1)单色光的干涉图样：干涉条纹是等间距的__明暗__相间的条纹。 (2)白光的干涉图样：中央条纹是白色的，两侧干涉条纹是彩色条纹。这是因为各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央处形成亮条纹，从而复合成白色条纹；两侧条纹间距与各色光的波长成正比，条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。 4．干涉条纹和光的波长之间的关系 (1)若设双缝间距为d，双缝到屏的距离为l，光的波长为λ，则双缝干涉图样中相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距为Δx＝λ。 (2)用不同颜色的光在同一装置进行干涉实验，条纹间距不同，红光条纹间距最__大__、黄光条纹间距比红光的小，用蓝光时条纹间距更小。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)光的干涉实验证明了光是一种波。(　√　) (2)通过双缝干涉实验装置中狭缝S1和S2的两束光，频率、相位和振动方向都是相同的。　(　√　) (3)当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时，出现亮条纹。(　√　) (4)两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大。(　√　) 2．思考题：用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后，会出现什么情况？ 答案：在光源与单缝之间加上红色滤光片后，只透过红光，屏上出现红光(单色光)的干涉条纹。 知识点二　薄膜干涉 1．观察薄膜干涉：一个显示薄膜干涉现象的实验装置如图所示，从左往右看铁丝圈上的肥皂液薄膜，会发现有__水平__方向的明暗相间的条纹。 2．相干光源：液膜前、后两表面反射的两列光波。 3．薄膜干涉的成因：光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前、后两个面反射的光的路程差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现__亮__条纹；在另一些位置，两列波叠加后相互削弱，于是出现__暗__条纹。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)干涉是波所特有的现象。(　√　) (2)薄膜干涉是薄膜前后两个面反射的光叠加形成的。(　√　) (3)肥皂液薄膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象。(　√　) (4)增透膜是利用光的干涉现象制成的。(　√　) (5)在薄膜干涉实验中，薄膜上某点前、后两个面反射的光的路程差(即膜厚度的2倍)是半波长的偶数倍，该点出现暗条纹。(　　) (6)在薄膜干涉实验中，薄膜上某点前、后两个面反射的光的路程差是半波长的奇数倍，该点出现暗条纹。(　√　) 2．思考题：在显示薄膜干涉现象的实验中，为什么看到的明暗相间的条纹是水平方向的？ 答案：铁丝圈上的肥皂液薄膜在重力作用下形成上薄下厚的形状，在同一水平线上厚度基本一致。如果在某一厚度处前、后表面反射的同一列光波因叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度处光波会加强，所以干涉条纹是水平的。 (见学生用书P72) 　　类型一双缝干涉 角度1：干涉条纹间距与光的波长之间的关系 (多选)a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样