高二物理课件第20章第一节.ppt

第一节节 光的干涉 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第一节节 课前自主学案 目标概览 目标概览 学习习目标标：1.知道光的干涉现现象，并知道光的干 涉现现象说说明光是一种波 2知道光的双缝缝干涉现现象是如何产产生的，何处处 出现现亮条纹纹，何处处出现现暗条纹纹 3知道其他条件相同时时，不同色光产产生的双缝缝 干涉条纹间纹间 距不同，光的波长长越长长，干涉条纹间纹间 距越大知道不同色光的频频率不同 重点难难点：1.两束光产产生干涉的条件和原理及出 现现亮条纹纹、暗条纹纹的判断方法 2决定干涉条纹宽纹宽 度的因素 课前自主学案 一、光的干涉 1光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域 相互加强，出现现_条纹纹；某些区域相互减弱 ，出现现_条纹纹，且加强和减弱的区域相间间， 即出现现亮纹纹和暗纹纹相间间的现现象 2干涉条件：两列光波_相同，振动动情况 相同且相位差恒定能发发生干涉的两列波称为为相 干波，两个光源称为为_光源相干光源可 用同一束光分成两列而获获得 亮 暗 频频率 相干 二、双缝缝干涉 1双缝缝干涉实验实验 中相干光源的获获得方法：一般 光源的光通过单缝过单缝 后，可认为认为 是由单缝发单缝发 出的 频频率一定的光，该该光通过对过对 称的双缝缝后，得到相 干光源 2双缝缝干涉图样图样 特点：单单色光干涉图样图样 的中央 为为_，往两边边是_且间间距相等 的条纹纹白光干涉图样图样 的中央为为_，中央 白光边缘边缘 呈红红色，在两侧侧依次出现现彩色条纹纹， _最靠近中央，_最远远 亮条纹纹暗 白光 紫光 红红光 波长长 反比 三、薄膜干涉 1薄膜干涉中相干光的来源 一列光在膜的_和_分别别 反射，如同由前、后表面发发射出来的两列完全 相同的光，满满足相干条件 前表面后表面 2薄膜干涉图样图样 特点 由于膜的厚度不同，若两列波反射回来的光程差是 波长长的_，叠加后振动动加强，形成亮条 纹纹；若光程差是半波长长的_ ，叠加后振 动动减弱，形成_ 所以，当膜是楔形时时 ，形成明暗相间间的条纹纹，如果入射光是白光，其 中各单单色光的波长长不同，各自在不同地点出现现亮 纹纹，而形成_ 3薄膜干涉的应应用：检查检查 工件表面是否平整 整数倍 奇数倍 暗条纹纹 彩色条纹纹 核心要点突破 图图1952 (2)图图象特点：中央为为亮条纹纹，两边为边为 等间间距对对称分 布的亮暗相间间条纹纹 红红光(最大)亮、暗条纹纹最宽宽，紫光亮、暗条纹纹最窄 白光干涉图样图样 中央亮条纹纹外侧为红侧为红 色 2相干光源的两列光波到达某点的路程差等于波长长 的整倍数时时，该处该处 光相互加强，出现现亮条纹纹；当到达 某点的路程差为为半波长长奇数倍时时，该处该处 光互相减弱， 出现现暗条纹纹故双缝缝干涉中央条纹为纹为 亮条纹纹 图图2012 特别别提醒：(1)观观察的是从膜前、后两表面反射 回来的光，不是透过过膜的光，眼睛与光源在膜的 同一侧侧 (2)用单单色光和白光分别别照射同一膜，观观察到的现现 象是不同的用白光照射膜时时，某一位置红红光得 到加强，其他颜颜色的光就被削弱，故在此位置看 到的是红红色，而另一位置则则会看到黄色等其他颜颜 色；而在单单色光照射下，则则会出现现亮暗相间间的条 纹纹 (3)薄膜既可以是固体、液体，也可以是气体 如图图2013所示用单单色光从上面照射，空气 层层的上下两个表面反射的两列光波发发生干涉如 果被检检平面是平的，那么空气层层厚度相同的各点 分布在一条直线线上，产产生的干涉条纹纹是等距的平 行线线，如图图2014甲所示；如果被测测表面有的 地方不平，那么空气层层的厚度相同的各点不再位 于一条直线线上，该处产该处产 生的干涉条纹纹就会发发生弯 曲，如图图乙所示，可判断被检查检查 平面的瑕疵处处是 凹的 图图2013 图图2014 图图2015 课堂互动讲练 双缝缝干涉 例例1 1 (2011年金陵中学高二检测检测 )如图图2016所 示，在双缝缝干涉实验实验 中，S1和S2是双狭缝缝，P是光 屏上的一点，已知P点与S1和S2的距离之差为为 2.1106 m，今分别别利用A、B两种单单色光在空气 中做双缝缝干涉实验实验 图图2016 (1)已知A光在折射率为为n1.5的介质质中波长为长为 4107 m，问问P点是亮条纹还纹还 是暗条纹纹？ (2)已知B光在某种介质质中波长为长为 3.15107 m， 当B光从这这种介质质射向空气时时，临临界角为为37， 问问P点是亮条纹还纹还 是暗条纹纹？ 【答案】 (1)暗条纹纹 (2)亮条纹纹 【点评评】 这类综这类综 合题题的求解方法除了用到判断 亮条纹纹和暗条纹纹的条件，还还要用到几何光学中的 诸诸多知识识，分析时时要注意前后联联系 变变式训练训练 1 在双缝缝干涉实验实验 中，双缝缝到光屏上 P点的距离之差s0.6 m，若分别别用频频率为为f1 5.01014 Hz和f27.51014 Hz的单单色光垂直 照射双缝缝，则则P点出现现亮、暗条纹纹的情况是( ) A用频频率为为f1的单单色光照射时时，出现现亮条纹纹 B用频频率为为f2的单单色光照射时时，出现现亮条纹纹 C用频频率为为f1的单单色光照射时时，出现现暗条纹纹 D用频频率为为f2的单单色光照射时时，出现现暗条纹纹 对对薄膜干涉现现象的认识认识 例例2 2如图图2017所示，一束白光从左侧侧射入肥 皂薄膜，下列说说法正确的是( ) A人从右侧侧向左看，可看到彩色条纹纹 B人从左侧侧向右看，可看到彩色条纹纹 C彩色条纹纹水平排列 D彩色条纹竖纹竖 直排列 图图2017 【解析】 一束白光照到薄膜上，经经薄膜两个界 面上反射回来的光再相遇时产时产 生干涉现现象，这样这样 人从左侧侧向右看时时，可以看到彩色条纹纹，选项选项 B 正确 由于薄膜从上向下逐渐渐加厚，在同一水平线线上的 厚度相同，故彩色条纹纹是水平排列的，选项选项 C正 确 【答案】 BC 【点评评】 这这是物理原理在实际实际 生活中的表现现， 平时应时应 多观观察，注意实际实际 生活中所隐隐含的各种物 理原理 变变式训练训练 2 如图图2018是一竖竖直的肥皂液薄 膜的横截面，关于竖竖直的肥皂液薄膜产产生的光的 干涉现现象，下列叙述中正确的是( ) 图图2018 A干涉条纹纹的产产生是由于光线线在薄膜前后两表 面反射形成的两列光波的叠加 B干涉条纹纹的暗纹纹，是由于上述两列反射波的 波前与波后叠加造成 C用绿绿光照射薄膜产产生的干涉条纹间纹间 距，比黄 光照射薄膜产产生的干涉条纹间纹间 距小 D薄膜上的干涉条纹纹基本是竖竖直的 解析：选选AC.薄膜干涉是由于照射到膜上的光会 从膜的前表面和后表面分别别反射回来，形成两列 波这这两列波是由同一入射光波产产生的，因此频频 率相同，相位差恒定产产生干涉当波峰与波谷 互相叠加时时，形成暗条纹纹；当波谷与波谷(或波峰 与波峰)互相叠加时时，形成亮条纹纹在竖竖直的肥皂 液薄膜上，亮暗相间间的干涉条纹纹，基本上呈水平 状，且波长长越长长，相邻邻条纹纹的间间距越大 登山运动员动员 在登雪山时时要注意防止紫外线线 的过过度照射，尤其是眼睛更不能长时间长时间 被紫外线线 照射，否则则将会严严重地损伤视损伤视 力有人想利用薄 膜干涉的原理设计设计 一种能大大减小紫外线对线对 眼睛 伤伤害的眼镜镜他选选用的薄膜材料的折射率为为n 1.5，所要消除的紫外线线的频频率为为f8.11014 Hz ，那么他设计设计 的这这种“增反膜”的厚度至少是( ) 薄膜干涉的应应用 例例3 3 A9.25108 m B1.85107 m C1.23107 m D6.18108 m 【答案】 C 【点评评】 不论论增反膜还还是增透膜，有关光的 波长长必须为须为 光在该该膜中的波长长 变变式训练训练 3 (2011年天津一中高二检测检测 )市场场上有 种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时时能使被照物 品处产处产 生的热热效应应大大降低，从而广泛地应应用于 博物馆馆、商店等处处这这种灯降低热热效