人教版选修34 光的干涉 第1课时 教案.docx

13.3 光的干涉【教学目标】（一）知识与技能1通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波。2掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。（二）过程与方法1通过杨氏双缝干涉实验，体会把一个点光源发出的一束光分成两束，得到相干光源的设计思想。2通过根据波动理论分析单色光双缝干涉，培养学生比较推理，探究知识的能力。（三）情感、态度与价值观通过对光的本性的初步认识，建立辩证唯物主义的世界观。【教学重点】双缝干涉图象的形成实验及分析。【教学难点】亮纹（或暗纹）位置的确定。【教学方法】复习提问，实验探究，计算机辅助教学教学过程：引入：干涉条件？干涉现象是波特有的现象。1801年英国的物理学家托马斯杨在实验室里成功地观察到了光的干涉。1、双逢干涉（用单色光做实验）：如图所示：分析实验：a、让光源发出的光通过两个狭缝的目的：获得两频率相同的波源产生干涉的条件。b、后面放有一屏的目的：可以通过观察分析得到哪儿是加强哪儿是减弱。通过课本 图分析双逢干涉图样明暗相间的条纹的形成原因：如果屏上某一点到两光源的距离差等于波长的整数倍，那么该位置振动加强，出现亮条纹。如果屏上某一点到两光源的距离差等于半波长的奇数倍，那么该位置振动减弱，出现暗条纹。学生思考：由图可以看出，屏幕离挡板越远，条纹间的距离越大，这是很明显的。另一方面，实验所用光波的波长越大，条纹间的距离也越大，这是为什么？（学生通过刚才分析解决此问题）2、白光的干涉：在两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定的情况下，用不同颜色的单色光做双缝干涉实验，干涉条纹间的距离不同。学生思考：为什么不同？说明什么？答：波长不同。用红光做实验时的间距比用蓝光时大，这表明红光的波长比蓝光的波长大。不同颜色的光，其波长不同频率不同。学生思考：如果用白光做双逢干涉实验，会出现什么情况？学生回答：屏上出现彩色条纹。3、薄膜干涉：介绍薄膜干涉结合双逢干涉条纹形成的原因介绍薄膜干涉的形成原因，并理解用干涉法检查平面的平整程度。课堂练习1以下光源可作为相干光源的是()a两个相同亮度的烛焰b两个相同规格的灯泡c双丝灯泡d出自一个点光源的两束光解析：选da、b、c三项中的光源均不是相干光源，故a、b、c均错；d项中两束光是来自同一点光源，两束光完全相同，是相干光源，故d对。2.曾有报道四川成都隧道发生瓦斯爆炸事故。瓦斯在隧道施工、煤矿采掘等作业中危害极大，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，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(未画出)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点变为暗纹，而从两个子光源到屏的路程差恒为零，说明光经b中气体时波长发生变化，所以b中气体一定含瓦斯，a正确。3某同学自己动手利用如图所示器材观察光的干涉现象，其中，a为单缝屏，b为双缝屏，c为像屏。当他用一束阳光照射到a上时，屏c上并没出现干涉条纹。他移走b后，c上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因，最可能是()a单缝s太窄b单缝s太宽cs到s1和s2的距离不等 d阳光不能作为光源解析：选b本实验中，单缝s应非常窄，才可看做“理想线光源”，也才能成功地观察到干涉现象，移走b屏后，在c上出现一窄亮斑，说明单缝s太宽，故b正确，a错误；s到s1和s2距离不等时，也能出现干涉条纹，但中央不一定是亮条纹，c错误；太阳光可以作光源，屏上将出现彩色条纹，d错误。4(多选)如图甲所示为双缝干涉实验中用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，图乙为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a为中央亮条纹。则以下说法正确的是()a图乙可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长b图乙可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长c图乙可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短d图乙可能为用红光实验产生的条纹，表明红光频率较小解析：选ad根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中条纹越宽，条纹间距也越大，由题目条件可确定另一种颜色的单色光比绿光波长要长，因此选项b、c错误，a、d正确。作业一、单项选择题1如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上的p点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则p点到双缝距离之差s2ps1p应为()a. b. c. d.解析：选b单色光的波长为，又p点出现第3级暗条纹，即s2ps1p，选项b正确。2一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是()a各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同b各色光的速度不同，造成条纹的间距不同c各色光的强度不同，造成条纹的间距不同d各色光通过双缝到达一确定点的距离不同解析：选a各色光的频率不同，波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹，故a正确。3在杨氏双缝干涉实验中，如果()a用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹b用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹c用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹d用紫光作为光源，屏上将看不到任何条纹解析：选b用白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹，a错；用红光作为光源，屏上将呈现红色条纹与暗条纹(即黑条纹)相间排列，b对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，c错；紫光作为光源，也会发生双缝干涉，即出现紫色黑色相间的条纹，d错。4关于光的干涉的说法正确的是()a在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是不等的b在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽c只有颜色相同的两列光波才能产生干涉d颜色不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定解析：选c双缝干涉条纹中亮条纹与暗条纹的宽度相等，a错；由干涉条纹的宽度正比于波长知，波长大，条纹宽，红光的波长大于紫光的波长，故入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变窄，b错；频率决定光的颜色，由光的干涉条件知c对，d错。5如图所示为单色光双缝干涉实验某一时刻的波形，实线表示波峰，虚线表示波谷。在此时刻，介质中a点为波峰相叠加点，b点为波谷相叠加点，a、b连线上的c点为某中间状态相叠加点。如果把屏分别放在a、b、c三个位置，那么()aa、b、c三个位置都出现亮条纹bb位置处出现暗条纹cc位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定d以上结论都不对解析：选a在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同，该点的振幅是两列波的振幅之和，在某些时刻它也可以位于平衡位置(如题图中c点)。题图中a、b、c三个位置到两缝的距离差都为零，故都是振动加强的点，都出现亮条纹，故a正确。二、多项选择题6下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是()a单缝的作用是获得一个线光源b双缝的作用是获得两个振动情况相反的相干光源c频率相同、相位差恒定的两列单色光能够产生干涉现象d照射单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹宽度越宽解析：选ac在杨氏双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源，故选项a正确，b错误；频率相同、相位差恒定的两列光可以发生干涉现象，选项c正确；由cf可得，频率越高，波长越短，条纹间距越窄，选项d错误。7关于光的干涉，下列说法中正确的是()a只有频率相同的两列光波才能产生干涉b频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定c两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹d两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹解析：选ac发生干涉现象时两列光的频率必须相同，选项a正确；频率不同不能产生干涉，而不是干涉不稳定，选项b错误；干涉发生时出现亮条纹的条件是路程差是波长的整数倍或者半波长的偶数倍，选项c正确；干涉发生时出现暗条纹的条件是路程差是半波长的奇数倍，选项d错误。8双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝s后，投射到具有双缝的挡板上，双缝s1和s2与单缝s的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上o点到两缝的距离相等，p点是距o点最近的第一条亮条纹。已知红光、绿光和蓝光三种色光比较，红光的波长最长，蓝光的波长最短，那么如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上o