第4章 3. 光的干涉(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材物理选择性必修第一册同步学习指导(人教版2019)

３. 光的干涉 目标体系构建 明确目标􀅰梳理脉络　 学习目标 　 　 １. 了解光的干涉现象ꎬ了解光的干涉产生的 条件ꎮ ２. 知道决定干涉条纹间距的条件ꎬ认识出现 亮条纹和暗条纹的位置特点ꎮ ３. 了解薄膜干涉及其成因ꎮ ４. 知道光的干涉在生产、生活中的应用ꎮ 思维脉络 光 的 干 涉 光的干涉 干涉条件 干涉图样 光的双缝干涉实验 干涉条纹和 光的波长之 间的关系 亮条纹的条件 Δｘ ＝ ｌｄ λ 暗条纹的条件 薄膜干涉 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 课前预习反馈 教材梳理􀅰落实新知　 知识点 １ 双缝干涉实验 　 　 １.物理史实 １８０１ 年ꎬ英国物理学家　 　 托马斯􀅰杨　 成 功地观察到了光的干涉现象ꎮ ２.实验示意图 如图所示 ３.实验过程 如图ꎬ让一束平行的 　 　 单色光 　 投射到一 个有两条狭缝 Ｓ１ 和 Ｓ２ 的挡板上ꎬ狭缝 Ｓ１ 和 Ｓ２ 相 距　 　 很近　 ꎬ两条狭缝就产生两个波源ꎬ它们的 频率、相位和振动方向总是　 　 相同的　 ꎬ两波源 发出的光在挡板后面的空间互相　 　 叠加　 ꎬ发 生干涉现象ꎮ ４.实验现象 在屏上得到　 　 明暗相间　 的条纹ꎮ ５.实验结论 证明光是一种　 　 波　 ꎮ 知识点 ２ 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　 　 偶数倍　 ꎮ 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　 　 奇数倍　 ꎮ 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ꎬ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　 　 正比　 　 　 ꎬ即 Δｘ ＝ 　 　 　 　 　 ꎮ 知识点 ３ 薄膜干涉 　 　 １.薄膜干涉中相干光的获得 光照射到薄膜上ꎬ在薄膜的前后两个面 　 　 反射　 的光是由同一个光波分解而成的ꎬ它们具有 相同的　 　 频率　 、恒定的相位差及振动方向ꎮ ２.薄膜干涉的原理 光照在厚度不同的薄膜上时ꎬ在薄膜的不同 位置ꎬ前后两个面的反射光的　 　 路程差　 不同ꎬ 在某些位置两列波叠加后相互加强ꎬ于是出现 　 　 亮　 条纹ꎻ在另一些位置ꎬ两列波叠加后相互 削弱ꎬ于是出现　 　 暗　 条纹ꎮ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 114 思考辨析 　 『判一判』 (１)直接用强光照射双缝ꎬ发生干涉ꎮ ( × ) (２)两只手电筒射出的光束在空间相遇ꎬ能观察 到光的干涉现象ꎮ ( × ) (３)若用单色光作光源ꎬ干涉条纹是明暗相间的 条纹ꎮ ( √ ) (４)若用白光作光源ꎬ干涉条纹是明暗相间的条 纹ꎮ ( × ) (５)频率不同的两列光波也能产生干涉现象ꎬ只 是不稳定ꎮ ( × ) 『选一选』 　 　 如图所示ꎬ从两只相同的手电筒射出的光ꎬ当 它们在某一区域叠加后ꎬ看不到干涉图样ꎬ这是因 为 ( Ｄ ) Ａ. 手电筒射出的光不是单色光 Ｂ. 干涉图样太细小看不清楚 Ｃ. 周围环境的光太强 Ｄ. 这两束光为非相干光源 『想一想』 　 　 很多摄影爱好者在扫描贴在玻璃板表面的底 片时常会在扫描后的图像上看到一圈圈明暗相间 的光环ꎬ如图所示ꎮ 这就是光的现象———牛顿环ꎮ 你知道牛顿环是怎样形成的吗? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 课内互动探究 细研深究􀅰破疑解难　 对光的双缝干涉实验的理解 探究􀈀 情 境 导 入 　 　 如图所示ꎬ用单色光照射双狭缝ꎬ在后面的屏 上得到明暗相间的干涉条纹ꎬ请思考:为什么会出 现双缝干涉现象? 要 点 提 炼 　 　 １.双缝干涉的装置示意图 实验装置如图所示ꎬ有光源、单缝、双缝和光屏ꎮ 　 　 ２.单缝屏的作用 获得一个线光源ꎬ使光源有唯一的频率和振 动情况ꎮ ３.双缝屏的作用 平行光照射到单缝 Ｓ 上ꎬ又照到双缝 Ｓ１、Ｓ２ 上ꎬ这样一束光被分成