4.3 光的干涉 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦光的干涉，包含杨氏双缝干涉和薄膜干涉。课堂导入通过肥皂膜、油膜的彩色条纹提问，引导学生从生活现象切入，经杨氏双缝实验探究，到总结干涉条件、明暗条纹规律及间距公式，再延伸至薄膜干涉原理与应用，形成“现象-实验-规律-应用”的学习支架。 其亮点在于以生活情境激发兴趣（科学态度与责任），结合实验装置示意图与几何推导（科学思维），通过杨氏双缝条纹间距公式推导、薄膜干涉检查平整度等实例，培养科学推理与探究能力。小结结构化梳理单色光干涉条件、公式及白光干涉特点，助力学生建构物理观念，教师可借助清晰的知识脉络提升教学效率。

4.3光的干涉 第四章 光 学 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？ 天才的设想 光束 单缝 双缝 红滤色片 (激光) 屏幕 s0 s1 s2 托马斯·杨 英国物理学家杨氏双缝实验被评为十大最美丽实验之一。 巧妙解决了相干光问题 杨氏双缝干涉实验 1、装置特点： 单缝 双缝 S1 S S2 屏 屏上形成的明暗相间条纹叫做干涉图样 ②双缝很近 0.1mm ①双缝S1、S2到单缝S的距离相等 双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源，叫相干光源(频率相同) 2、①要用单色光 ③双缝的作用： ②单缝的作用： 获得线光源 等间距 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线 暗条纹的中心线 暗条纹的中心线 中央亮条纹 图样有何特征？ 明暗相间 双缝 S1 S2 屏幕 P1 第一亮纹 δ=λ P 中央亮纹 δ=0 P2 第二亮纹 δ=2λ P3 / 第三亮纹 δ=3λ P3 第三亮纹 δ=3λ P2/ 第二亮纹 δ=2λ P1/ 第一亮纹 δ=λ Q2 第二暗纹 Q 1 第一暗纹 Q3 第三暗纹 Q3 / 第三暗纹 Q2 / 第二暗纹 Q1 / 第一暗纹 δ=5λ/2 δ=λ/2 δ=3λ/2 δ=5λ/2 δ=3λ/2 δ=λ/2 产生明暗条纹的条件 亮纹：光程差 δ = kλ（ k= 0,1,2，3......） 暗纹：光程差 δ =（2k+1)λ/2 (k=0,1,2,3......） 4、干涉条纹的间距(条纹宽度)与哪些因素有关? 双缝 S1 S2 屏幕 ①什么是干涉条纹的间距(条纹宽度)? △x △x 条纹间距的含义：相邻两条亮纹（或暗纹）中心之间的距离叫做条纹间距。 ②影响条纹间距大小的因素 保持L、d不变，用不同的单色光进行实验红光的条纹间距最大，紫光的最小。 红光 紫光 4、干涉条纹的间距(条纹宽度)与哪些因素有关? 如图所示，双缝间距为d，双缝到屏的距离为l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P 。对屏上与P距离为x的一点 P1，两缝与P1的距离P1 S1＝r1， P1 S2＝r2。 S1 S2 P1 P l d x r2 r1 M 当两列波的路程差为波长的整数倍，即 在线段P1 S2上作P1 M＝ P1 S1，则S2M＝r2－r1， 因d≪l，三角形S1S2M可看做直角三角形。 有：r2－r1＝dsin θ(令∠S2S1M＝θ) ① 时才会出现亮条纹，亮条纹位置为： 相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为 另：sin θ ≈ tan θ ② 白光的干涉图样是什么样的？ ①明暗相间的彩色条纹； ②中央为白色亮条纹； ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的； ④在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。 请思考 1、关于光的干涉,下列说法正确的是 (　　) A.在双缝干涉现象中,相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的 B.在双缝干涉现象中,把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光,相邻两个亮条纹间距将变宽 C.在双缝干涉现象中,将绿光换为红光,相邻两个亮条纹间距将变宽 D.在双缝干涉现象中,入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫 C 2、如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm 的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P 处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为400 nm的紫光源照射单缝，则( ) A.P 和P1仍为亮条纹 B.P 为亮条纹，P1为暗条纹 C.P 为暗条纹，P1为亮条纹 D.P、P1均为暗条纹 B 做一做 二、薄膜干涉 请观察 在阳光下,为什么肥皂薄膜上会形成彩色图样? 由于重力的作用，肥皂薄膜形成上薄下厚的楔形。 光从薄膜的前后两个表面反射出来两个光波，这两列光波的频率相同，产生干涉。 前表面 后表面 光程差为波长的整数倍，形成亮条纹。 光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。 白光照射时是彩色条纹 请思考 薄膜干涉的应用（一）——检查表面的平整程度 入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹 标准样板 待检部件 空气薄层 薄膜厚度相等的位置对应的反射光(或透射光)形成的干涉结果相同-------等厚干涉. 如果观察到的干涉条纹不平行，则表示被检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或凹下的地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达10-6cm。 如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的； 3、图甲为用薄膜干涉检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置。若待检板的上表面平整,则当平行的单色光照射到标准板上时,可从标准板上方观察到平行的、明暗相间的干涉条纹。若观察到的条纹如图乙所示,则说明待检板的上表面(　　) A.有一个凸起的圆台 B.有一个凹陷的圆坑 C.有一个沿ab方向凸起的高台 D.有一个沿ab方向凹陷的沟 B 口诀： 站在薄处往厚看， 凸是凸来凹是凹。 4.（2021山东）7. 用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d 随坐标x的变化图像，可能正确的是（　　） D 薄膜干涉的应用（二）——增透膜 在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁)。当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程差恰好等于半个波长，因而互相抵消，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。 因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即薄膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4。由于其它色光不能被有效透射，故反射较强，这样的镜头呈淡紫色。 镀层薄膜 照相机的增透膜 科学漫步 光的本性 微粒说 (牛顿） 波动说 （惠更斯） 光的直线传播 光的反射 光电效应 光的干涉 光的衍射 光具有波粒二象性 杨氏双缝干涉实验 ②干涉图样的特点 ①光的干涉条件: 相干光 ③产生明暗条纹的条件 单色光照射时: 白光照射时: 亮纹：光程差 δ = kλ 暗纹：光程差 δ =（2k+1)λ/2 ④亮（暗）纹间距的公式 小结： Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $