【教案】教科版高中物理选修（3-4）第五章《光的波动性》学案.docVIP

四川省广安市岳池县第一中学高中物理《第五章 光的波动性》学案 教科版选修3-4 一、双缝干涉及干涉法测光波波长 1．产生干涉的条件：两列频率相同、相位差恒定、振动情况相同的光． 2．产生明暗条纹的条件：当Δs＝kλ时出现明条纹；当Δs＝(2k－1)时出现暗条纹(其中k＝0，±1，±2……)． 3．相邻明(或暗)条纹间距：Δx＝λ 4．双缝干涉图样的特点：单色光照射时为间距相同的明暗相间的条纹，白光照射时为彩色条纹． 例1　如图1所示为双缝干涉实验，甲图为用绿光照射时的结果，a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹；乙图为换用另一种单色光照射的结果，a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，以下说法正确的是(　　) 图1 A．乙图可能是用红光照射，表明红光波长较长 B．乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较长 C．乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较短 D．乙图可能是用红光照射，表明红光波长较短 例2　利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离l＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图所示，则： 图2 (1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA＝________mm，xB＝________mm，相邻两条纹间距Δx＝________mm； (2)波长的表达式λ＝________(用Δx、l、d表示)，该单色光的波长λ＝________m； (3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”)． 二、薄膜干涉 1．薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的光在光源这一侧干涉形成的(观察者应与光源在同一侧才能看到干涉条纹)． 2．同一条纹上的点厚度相同，所以若用肥皂薄膜做实验，条纹为横条纹． 3．薄膜干涉要求膜的厚度与波长相差不大． 例3　劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图3所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等．(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若将图示装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹(　　) 图3 A．变疏 B．变密 C．不变 D．消失 三、对光的干涉和衍射现象的比较 单缝衍射与双缝干涉的比较 两种现象 比较项目 单缝衍射 双缝干涉 不同点产生条件 只要狭缝足够小，任何光都能发生 频率相同的两列相干光波相遇叠加 条纹特点 条纹宽度和亮度不等，中央条纹最宽最亮，两侧条纹逐渐变窄变暗 条纹宽度相等；各条纹间距相等；亮度基本不变 相同点 都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果；都是波特有的现象，表明光是一种波 例4　一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹．现将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到(　　) A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些 B．与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央明条纹变宽些 C．只有一条与缝宽对应的明条纹 D．无条纹，只存在一片红光 1．(干涉和衍射比较)如图4所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是(　　) 　 图4 A．a、b是光的干涉图样 B．c、d是光的干涉图样 C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短 D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短 2．(干涉实验)1834年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果．洛埃镜实验的基本装置如图5所示，S为单色光源，M为一平面镜．S经平面镜反射光和直接发出的光在光屏上相遇叠加形成干涉条纹，其光路如图所示，若已知光源到平面镜的距离为a，光源到屏的距离为l，相邻两条亮纹的距离为Δx，则光波的波长λ＝________. 图5