4 第四章 4.光的干涉（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（教科版）

该高中物理课件围绕光的干涉展开，涵盖双缝干涉（托马斯·杨实验、干涉条件、条纹规律及间距影响因素）和薄膜干涉（定义、图样特点、应用），从物理史实导入，构建从实验原理到现象分析再到实际应用的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过双缝干涉实验装置模型建构（单缝、双缝作用分析）和条纹间距规律推导培养科学推理，知识辨析题（如白光加红绿滤光片是否有条纹）促进质疑创新，薄膜干涉应用实例（检测平面、增透膜）强化物理观念与社会责任，助力学生深化光的波动性认识，教师可高效开展概念教学与应用拓展。

1.物理史实 1801年,英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象。 2.实验 　　如图所示,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,两狭缝相距很近, 两狭缝就成了两个波源,它们的振动情况总是相同的,两个波源发出的光在挡板后面的空间 互相叠加,发生干涉现象。 知识点 1 双缝干涉 4 光的干涉 必备知识 清单破 第1讲　描述运动的基本概念 3.光发生干涉的条件 两列光的频率相同,振动方向相同,且具有恒定的相位差。 4.屏上某处出现亮、暗条纹的条件 　　明暗条纹的位置由该位置到双缝的距离之差即光的路程差决定。当光从两狭缝到屏上 某点的路程差为半波长 的偶数倍时,这些点出现亮条纹;当路程差为半波长 的奇数倍时, 这些点出现暗条纹。 5.影响相邻条纹间距Δx的因素 (1)双缝到光屏的距离l,l越大,Δx越大; (2)双缝之间的距离d,d越大,Δx越小; (3)光的波长λ,λ越大,Δx越大。 结论:相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间距Δx= λ。(具体公式推导在下一节) 第1讲　描述运动的基本概念 1.定义 光照射到透明薄膜上时,在薄膜的前后两个表面反射的两列光波相互叠加,发生干涉,这种现 象称为薄膜干涉。 2.图样特点 　　同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等,单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹,白 光照射薄膜时形成彩色条纹。 3.应用 (1)检测平面的平整程度。 (2)增透膜与增反膜。 知识点 2 薄膜干涉 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.在双缝干涉实验中,如果入射光用白光,在两条狭缝上,一个用红色滤光片(只允许通过红光) 遮挡,一个用绿色滤光片(只允许通过绿光)遮挡。试想:屏上还有干涉条纹吗? 2.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距怎样变化? 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.屏上不会出现干涉条纹。因为双缝用红、绿滤光片遮挡后,透过的两束光频率不相等,就不 是相干光源了,不会再发生干涉。 2.变宽。在光的双缝干涉实验中,若只改变入射光的颜色,光的波长λ越大,干涉条纹间距Δx越 大,红光的波长大于绿光的波长,可知干涉条纹间距变宽。 第1讲　描述运动的基本概念 1.实验装置示意图 (1)单缝的作用:获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动情况。 (2)双缝的作用:光照射到单缝S上,又照到双缝S1、S2上,这样一束光被分成两束振动情况完全 一致的相干光。 关键能力 定点破 定点 1 对光的双缝干涉的理解 第1讲　描述运动的基本概念 2.明暗条纹位置的确定 (1)亮条纹:屏上某点P到两缝S1和S2的距离之差等于半波长的偶数倍,即|PS1-PS2|=2k· (k=0,1, 2,…)。k=0时,PS1=PS2,此时P点位于屏上的中心O处,此处的条纹叫中央亮条纹。 (2)暗条纹:屏上某点P到两缝S1和S2的距离之差等于半波长的奇数倍,即|PS1-PS2|=(2k+1) (k= 0,1,2,…)。 3.光的双缝干涉图样的特点 (1)单色光的干涉图样:若用单色光作为光源,则干涉条纹是明暗相间的条纹,且条纹间距相 等。中央为亮条纹,两相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离与光的波长有关,波长越长,条纹间距越大。 (2)白光的干涉图样:若用白光作为光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中央亮条纹是白色的。两 侧条纹间距与各色光的波长成正比,故红光的条纹间距最大,紫光的条纹间距最小,故除中央 亮条纹以外的其他条纹不能完全重合,这样便形成了彩色干涉条纹。 第1讲　描述运动的基本概念 1.肥皂液膜干涉现象 (1)白光的干涉图样是彩色的:因重力的作用,竖直放置的肥皂液膜上面薄、下面厚,由于不同 颜色的光的波长不同,从前后两个面反射的光在不同的位置相互加强,换句话说,不同颜色的 光对应亮条纹的位置不同,因此看起来是彩色的。 (2)条纹是水平方向的:因为在同一水平高度处,薄膜的厚度相同,从前后两个面反射的光路程 差均相同,如果此时两反射光互相加强,则此高度水平方向各处均加强,因此,同一条纹与薄膜 同一厚度相对应,明暗相间的干涉条纹应为水平方向的,如图所示。 定点 2 薄膜干涉的理解与应用 第1讲　描述运动的基本概念 2.干涉法检查平面平整度 (1)如图甲所示,两平面之间形成一个楔形空气薄层,用单色光从上面照射,空气层的上下两个 表面反射的两列光波发生干涉。空气层厚度相同的地方,两列波路程差相同,两列波叠加时 相互加强或相互削弱的情况也相同。如果被测表面是平整的,得到的干涉图样必是一组平行 的直线。如果被测表面某处凹陷,则对应亮条纹(或暗条纹)向左弯曲,如图乙中P条纹所示;如 果某处凸起,则对应条纹向右弯曲,如图乙中Q条纹所示。        (2)干涉图样中相邻亮条纹的间距分析(不考虑半波损失) 如图所示,设楔形空气膜的顶角为θ,光波的波长为λ。 第1讲　描述运动的基本概念 对第1级亮纹,光程差为2d1=λ, 对第2级亮纹,光程差为2d2=2λ, …… 对第n级亮纹,光程差为2dn=nλ, 对第n+1级亮纹,光程差为2dn+1=(n+1)λ, 所以相邻亮条纹对应的空气膜厚度差Δd=dn+1-dn= λ, 而相邻亮条纹间距Δx与对应的空气膜厚度差的关系为Δd=Δx·sin θ, 从而得出Δx= 。 第1讲　描述运动的基本概念 $