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

4.3光的干涉(1) 【学习目标】 1．观察光的干涉现象，认识干涉条纹的特点 2．知道决定干涉条纹间距的条件，认识出现亮条纹和暗条纹的位置特点 【问题导入】 肥皂膜看起来常常是彩色的，雨后公路积水上面漂浮的油膜，也经常显现出彩色条纹。这些彩色条纹或图样是怎样形成的？ 【学习任务一】光的双缝干涉 1．物理史实：1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象，有利的证明了光是一种 。 2．双缝干涉实验(杨氏干涉实验) (1)实验过程：让一束 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 ，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)决定条纹明暗的条件： 狭缝S1 和S2 相当于两个 、 和 都相同的波源，当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长的 时，两列光波在这点相互加强，这里出现 ；当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的 倍时，两列光波在这点相互削弱，这里出现 。 (4)单缝屏的作用：获得一个 (有唯一的频率和振动情况，例如激光、单色光)。如果选用激光可省去单缝屏，直接照射双缝。 (5)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频率相同和振动情况完全一致的 。 3．光的干涉条件：两列光的 相同、 恒定、 相同。能发生干涉的两列波称为 ，两个光源称为 ，例如双缝S1、S2。 【例1】(多选)关于光的干涉，下列说法不正确的是(　　) A．只有频率相同的两列光波才能产生干涉 B．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定 C．频率相同、振幅相同的两束光才能产生干涉 D．两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹 【变式训练】真空中，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相同 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 【学习任务二】干涉条纹和光的波长之间的关系 问题：如图所示，波长为λ的单色光照射到双缝上。两缝中心之间的距离为 d ，两缝 S1、S2 的连线的中垂线与屏的交点为 P0，双缝到屏的距离 OP0 ＝l。设某一亮纹到P0的距离为x，请通过数学方法确定x与的λ、d、l关系。 总结:相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距Δx＝ 。 【例2】　如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为7.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.30×10－7 m．则在这里出现的应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”)． 【变式训练】双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是(　　) A．O点是红光的暗条纹 B．O点不是蓝光的亮条纹 C．红光的第一条亮条纹在P点的上方 D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方 4.3光的干涉(2) 【学习目标】 1.认识双缝干涉图样的特征 2.知道薄膜干涉的原理并能解释一些现象。 【学习任务一】干涉图样特点 1．单色光的干涉图样：干涉条纹是 相间的条纹，且条纹间距 ，波长 ，条纹间距 。 2．白光的干涉图样：干涉条纹是 条纹，且中央条纹是 的。这是由于各色光波长 ，条纹间距 ，但在中央条纹处光程差都 ，条纹都是 ，所以复合成 。而在其它位置处不能完全重合，从而形成了 干涉条纹． [例1]白光是复色光，包含各种颜色的光，不同颜色的光，其频率不同，因此在空气中传播时的波长不同．用白光做双缝干涉实验，在屏上可看到干涉条纹，若某点O与两狭缝的距离相等，则（ ） A．干涉条纹是黑白的，O处是亮条纹 B．干涉条纹是黑白的，O处是暗条纹 C．干涉条纹是彩色的，O处是亮条纹 D．干涉条纹是彩色的，O处是暗条纹 【学习任务二】薄膜干涉 1．