第3节　光的干涉 教学设计.doc

第3节光的干涉

[学习目标]

1．知道光的干涉现象和干涉条件，并能从光的干涉现象中说明光是一种波．(重点)

2．理解杨氏双缝干涉实验亮暗条纹产生的条件．(难点)

3．了解薄膜干涉现象，并了解薄膜干涉的应用．

知识点1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．

2．实验示意图

如图所示

3．实验过程

如图，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，狭缝S1和S2相距很近，两条狭缝就产生两个光源，它们的振动情况总是相同的，两光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加．

4．实验现象

在屏上得到明暗相间的条纹．

5．实验结论

证明光是一种波．

6．现象解释

当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时(即恰好等于波长的整数倍时)，两列光在这点相互加强，这里出现亮条纹；当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光在这一点相互削弱，这里出现暗条纹．

[判一判]

1．(1)直接用强光照射双缝，发生干涉．()

(2)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹．()

(3)若用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹．()

提示：(1)×(2)×(3)√

[想一想]

(1)两只手电筒射出的光束在空间相遇，能否观察到光的干涉现象？

(2)为什么一般情况下很难观察到光的干涉现象？

提示：(1)不能．两只手电筒射出的光束在空间相遇，不满足光发生干涉的条件，不能观察到光的干涉现象．

(2)由于不同光源发出的光的频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相位差，在一般情况下，很难找到那么小的缝和那些特殊的装置．

知识点2干涉条纹和光的波长之间的关系

1．干涉条纹间距和光的波长之间的关系

如图所示，与两缝之间的距离d相比，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略．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

相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是Δx＝eq\f(\a\vs4\al(L),d)λ

已知双缝间距d，再测出双缝到屏的距离L和条纹间距Δx，就可以求得光波的波长．

2．干涉条纹

两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大．

[判一判]

2．(1)当两光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时出现亮条纹．()

(2)波长越长，条纹间距越大．()

提示：(1)√(2)×

知识点3薄膜干涉

1．薄膜干涉的原理

光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的路程差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，两列波相遇后被相互削弱，于是出现暗条纹．

2．薄膜干涉条纹

用单色光照射得到明暗相间的条纹，用白光照射得到彩色条纹．

3．薄膜干涉的应用

(1)用干涉法检查平面的平整度．

(2)光学仪器上的增透膜．

[判一判]

3．(1)水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果．()

(2)肥皂泡看起来呈彩色和照相机镜头呈淡紫色，都是薄膜干涉现象．()

提示：(1)×(2)√

1．(杨氏双缝干涉实验)(多选)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波发生干涉，产生的干涉图样如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，则下列说法正确的是()

A．A点出现明条纹 B．B点出现明条纹

C．C点出现暗条纹 D．C点出现明条纹

解析：选ABC.波峰与波峰或者波谷与波谷相叠加振动加强，所以A点与B点出现明条纹，波峰与波谷叠加振动减弱，所以C点出现暗条纹，故A、B、C正确，D错误．

2.(双缝干涉实验规律)如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P处为第二暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变)时，则同侧第二暗条纹的位置()

A．仍在P处

B．在P点上方

C．在P点下方

D．要将屏向双缝方向移近一些才能看到

解析：选B.频率越低，波长越大，在干涉图样中相邻两暗条纹间的距离越大，故选B.

3．(双缝干涉的应用)瓦斯在隧道施工、煤矿采掘中危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图所示，在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度．如果屏的正中央O点变为暗纹，说明B中气体()

A．一定含瓦斯 B．一定不含瓦斯

C．不一定含瓦斯 D．无法判断

解析：选A.如果屏的正中央O变为暗纹，说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯．