4.3 光的干涉 学案 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

山东省聊城第三中学高二物理 编写： 审核： 使用时间：2023年12月15日 第3节《 光的干涉》学案 课 标 解 读 课标要求 素养要求 1.观察光的干涉现象。 2.了解光的干涉现象产生的条件。 3.知道光的干涉现象在生产生活中的应用。 1.物理观念 ：知道光的干涉现象和干涉条件 ，并能从光的干涉现象中说明光是一种波。 ⒉科学思维 ：理解杨氏双缝干涉实验亮暗条纹产生的条件。了解 薄膜干涉现象 ，并了解薄膜干涉的应用。 ★★课前预习★★ 研课本填空（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。 2．实验示意图 如图所示 3．实验过程 如图，让一束平行的__ __投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距__ __，两条狭缝就产生两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是__ __，两波源发出的光在挡板后面的空间互相__ __，发生干涉现象。 4．实验现象 在屏上得到__ __的条纹。 5．实验结论 证明光是一种__ __。 研课本填空（二） 干涉条纹和光的波长之间的关系 1．亮条纹的条件 屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半个波长的__ __。 2．暗条纹的条件 屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是半个波长的__ __。 3．干涉图样中条纹间距的计算 在双缝间的距离d和双缝到光屏间的距离l不变的条件下，单色光产生的干涉条纹间距Δx(相邻两条亮条纹中心或相邻两条暗条纹中心间的距离)跟光的波长λ成__ __，即Δx＝_ __。 研课本填空（三） 薄膜干涉 1．薄膜干涉中的获得 光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面__ __的光是由同一个光波分解而成的，它们具有相同的__ __、恒定的相位差及振动方向。 2．薄膜干涉的原理 光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的__ __不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现__ __条纹；在另一些位置，两列波叠加后相互削弱，于是出现__ __条纹。 ★★课堂探究★★（填空） ★ 探究一 光的双缝干涉 ★ 1.双缝干涉的实验装置示意图 实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。 2.单缝屏的作用 获得一个线光源，使光源有唯一的 和 情况，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏。托马斯·杨那时没有激光，因此他用强光照射一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光。 3.双缝屏的作用 平行光照射到单缝 上，又照射到双缝 、 上，这样一束光被分成 相 同、 完全一致的相干光。 4.屏上某处出现亮、暗条纹的条件 （1）亮条纹的条件：屏上某点 到两条缝 和 的路程差正好是波长的 或半波长的 。即 。 （2）暗条纹的条件：屏上某点 到两条缝 和 的路程差正好是半波长的 。即 。 5.干涉条纹和光的波长之间的关系 相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是 。 ★典例1★：下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是(　B　) A.单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C.光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹 D.在光屏上能看到光的干涉图样,但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生 ★变式1★如图所示,用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝,在光屏的P点出现第3条暗条纹,已知光速为c,则P到双缝S1、S2的路程差|r1-r2|应为(　D　) A. B. C. D. ★探究二 双缝干涉图样的特点★ 1．干涉条纹间距Δx与波长λ的关系 (1)关系式：Δx＝λ式中l是指 的距离，d是指 之间的距离。 (2)同一干涉装置中，条纹间距Δx与λ 成 。 (3)c＝λf，频率越高的光波长越 。白光的各种色光波长从长到短依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 2．单色光的干涉图样 若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距 。中央为亮条纹，两相邻亮纹(或暗纹)间距离与光的波长有关，波长越 ，条纹间距越 。 3．白光的干涉图样 若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条