高中物理：教案之《光的干涉》（新人教版选修3-4）

用心 爱心 专心 高二高二物理物理选修选修 3 4 教案教案 12 2 3 光的干涉光的干涉 一 教学目标 1 知识与技能 1 认识光的干涉现象及产生光干涉的条件 2 理解光的干涉条纹形成原理 认识干涉条纹的特征 2 过程与方法 1 通过观察实验 培养学生对物理现象的观察 表述 概括能力 2 通过观察实验培养学生观察 表述物理现象 概括其规律特征的能力 学生亲自做实验培养学生动手的实践 能力 二 教学重点与难点分析 1 波的干涉条件 相干光源 2 如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹 怎么会出现时间上是稳定的 空间上存在着 3 加强区和减弱区并且互相间隔 如何理解 加强 和 减弱 三 教学过程 1 从红光到紫光频率是如何变化的 频率由谁决定 1 从红光到紫光的频率关系为 紫 红 2 频率由光源决定与传播介质无关 由光源的发光方式决定 2 在真空中 从红光到紫光波长是如何变化的 3 任一单色光从真空进入某一介质时 波长 光速 频率各如何变化 1 当光从真空进入介质或从一种介质进入另一种介质时 频率不发生变化 即光的的颜色不发生改变 2 当光从真空进入介质后 传播速度将变小 当光从一种介质进入另一种介质后 又如何判断传播速度的变化 当光从一种介质进入另一种介质后 又如何判断波长的变化 例 1 已知介质对某单色光的临界角为 则 A 该介质对此单色光的折射率等于 1 sin B 此单色光在该介质中的传播速度等于 csin 倍 c 是真空中的光速 C 此单色光在该介质中的波长是在真空中的波长的 sin 倍 D 此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的 1 sin 倍 4 在同一介质中 从红光到紫光波长 速度大小间的关系如何 1 在同一种介质中 频率小的传播速度大 2 在同一种介质中 频率小的波长大 这一点与真空中的规律一样 5 产生稳定干涉现象的条件是什么 频率相同 振动方向相同 相差保持恒定 6 日常生活中为何不易看到光的干涉现象 对机械波来说容易满足相干条件 对光来讲就困难的多 这与光源的 发光机理有关 利用普通光源获得相关光的方法是把一列光波设法分成两部分进行叠加发生干涉 紫红 c 0 0 长变小光从真空进入介质后波 n v c n cv 用心 爱心 专心 7 杨氏双缝干涉图样的特点有那些 1 单色光为等间隔明暗相间的条纹 明暗条纹的宽度相同 2 相同双 缝时 频率越大纹越窄 3 白光干涉图样为彩色 中央亮纹为白色 注意 与单缝衍射图样进行对比 8 如何解释白光杨氏双缝干涉图样是彩色的这一现象 如何解释紫光的杨氏双缝干涉条纹比红光窄这一现象 例 1 用红光做双缝干涉实验 在屏上观察到干涉条纹 在其他条件不变的情况下 改用紫光做实验 则干涉条纹间 距将变 如果改用白光做实验 在屏上将出现 色条纹 例 2 用单色光做双缝干涉实验 下列说法中正确 的是 A 相邻干涉条纹之间的距离相等 B 中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的 2 倍 C 屏与双缝之间距离减小 则屏上条纹间距增大 D 在实验装置不变的情况下 红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距 10 薄膜干涉是指哪两列光波的叠加 薄膜上下表面的反射光 干涉条纹出现在被照面上 11 如何理解等厚干涉的 厚 字 1 由于膜很薄所以上下表面叠加反射光的光程差为所在处膜厚的 2 倍 2 厚度相同各点光程差相同 干涉纹的亮度相同 同一条纹下方膜的厚度相同 3 在膜的一个表面为平面的前提下 如果纹是等间隔直纹 说明膜的另一表面是平面 如果局部出现弯曲 说明弯曲处面不平 例 1 如图 4 4 所示 竖直的肥皂液膜的横截面 右侧受到一束平行光的照射 关于肥皂液膜产生干涉条纹的 说法正确的是 A 在右侧观察到的干涉条纹是由光线在肥皂液薄膜 左右两个表面反射的两列波迭加生成的 B 在左侧也能观察到类似的条纹 C 观察到的条纹可能是黑白相间的也可能是色彩相间的 D 观察到的条纹可能是水平的也可能是竖直的 12 为什么照相机的镜头常呈淡紫色或蓝色 为了增加通光量 在镜头上镀上了增透膜的缘故 因为人的视觉最敏感的色光为绿光 所以增透膜的厚度为绿 光的 1 4 以增大绿光的透射强度 因为红光与紫光反射强度大 所以镜头的颜色常呈淡紫色或蓝色 例 1 市场上有种灯具俗称 冷光灯 用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低 从而广泛地应 用于博物馆 商店等处 这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜 例如氟 化镁 这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线 以 表示此红外线的波长 则所镀薄膜 的厚度最小应为 A 8 B 4 C 4 D xdrrrr L d xr L d xr