4.3光的干涉课件-高二上学期物理人教版选择性2

4.3

光的干涉第四章光

人教版（2019）选修第一册1.了解相干光源，知道光的干涉条件，知道杨氏干涉实验的设计原理。2.通过光的双缝干涉实验，认识双缝干涉图样的特征。3.知道光的路程差的概念，知道产生明暗条纹的条件和相邻两个亮（暗）条纹中心间距与波长的关系。4.知道薄膜干涉的原理并能解释一些现象。学习目标

肥皂膜看起来常常是彩色的，雨后公路积水上面漂浮的油膜，也经常显现出彩色条纹。

这些彩色条纹或图样是怎样形成的？肥皂膜导入新课思考：光是一种电磁波，那么光也应该会发生干涉现象，怎样才能观察到光的干涉现象呢？实验设计

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，两光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加。一、光的双缝干涉演示：光的双缝干涉

狭缝间距大小对条纹间距有什么影响？

该实验证明了光是粒子还是波？

干涉图样有什么特征？观察思考：相邻明（暗）条纹间距相等）中央是亮条纹明暗相间明条纹强弱相同干涉图样单缝双缝S1SS2屏③用单色光②双缝很近0.1mm①双缝S1、S2到单缝S的距离相等获得相干光源⑤双缝的作用④单缝的作用获得线光源装置：光源、双缝和光屏。另一设计：杨氏双缝干涉实验日光照射，单缝前放置滤光片，可获得单色光。⑴“中央明条纹”S1S2P结论：光的路程差⊿r=0，S1、S2步调一致，该点振动加强。⊿r=∣PS2-PS1∣=0实验现象分析——明暗条纹形成相干光源：狭缝S1

和S2

相当于两个频率、相位和振动方向都相同的波源。S1S2P1P结论：光的路程差⊿r=

λ/2

，S1、S2在P1处步调相反，该点振动减弱。⑵第一条暗条纹⊿r=∣P1S2-P1S1∣=λ/2⊿rS1S2P2⊿r

=λ/2⑶第一条亮条纹S1S2P2P⊿rS1S2P2⊿r

=λ结论：光的路程差⊿r

=λ，S1、S2在P2处步调一致，该点振动加强。⊿r=∣P2S2-P2S1∣=λ光的路程差：S1S2P1Pln

=0，±1，±2……暗条纹：n

=0，±1，±2……亮条纹：新课讲授r1r2总结：双缝干涉规律二、干涉条纹和光的波长之间的关系思考：光的双缝干涉条纹特征，如条纹间距、宽度等，能反映出光的波长、频率等信息吗？

波长

λ

双缝之间的距离

d

双缝与屏间的距离l猜想：影响相邻亮（暗）条纹间距的因素△x△x△x：相邻亮（暗）条纹间距

r2－r1＝S2M=dsinθ

(令∠S2S1M＝θ)

①由于d<<l，则有：x＝ltanθ≈lsinθ

②

计算光的路程差:由①、②得

r2－r1＝

如图，双缝间距为d，双缝到屏的距离为l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P。

对屏上与P距离为x的一点P1，设两缝与P1的距离P1S1＝r1，P1S2＝r2。

在线段P1S2上作P1M＝P1S1，则S2M＝r2－r1，因d≪l，三角形S1S2M可看做直角三角形。S1S2P1Pldxr2r1M公式推导

相邻两个明条纹之间的距离为

亮条纹位置当两列波的路程差为波长的整数倍，即时才会出现亮条纹,解得结论：相邻两个明(或暗)条纹之间的距离△x与波长λ成正比，与屏到双缝间的距离l成正比，与两缝中心间的距离d成反比。应用：测量单色光的波长白光红光蓝光λ蓝=470nm亮暗相间彩色条纹．中央是白色条纹，两侧是彩色条纹思考：

在屏到双缝距离和双缝间距不时，不同颜色的单色光产生的干涉条纹

有什么不同？

如果是白光，则干涉图样是怎样的？针对练

如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为400nm的紫光源照射单缝，则

（）A.P和P1仍为亮条纹B.P为亮条纹，P1为暗条纹C.P为暗条纹，P1为亮条纹D.P、P1均为暗条纹B三、薄膜干涉演示：肥皂膜的干涉思考：

应该在薄膜哪侧观察？

看到的像是怎样的？

与平面镜中的像有什么不同？

为什么有明暗相间的条纹呢？

是哪两列波发生干涉的？

观察条纹的方向，是竖直还是水平？为什么？前表面后表面薄膜形状：1.实验分析由于重力的作用，肥皂薄膜形成上薄下厚的楔形。光从薄膜的前后两个表面反射出来两列光波。相干光源：光的路程差为波长的整数倍，形成亮条纹。光的路程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。

在重力的作用下，薄膜随着时间越来越薄,

条纹将向哪个方向移动？间距怎样变化？

白光照射时是黑白相间的水平条纹？思考：增透膜2.薄膜干涉在技术上的应用应用1：光学元件的增透膜实例：照相机镜头d薄膜中波长思考：

增透膜厚度d=?

若是光学元件的增反膜，其厚度又有什么要求？标准样板待检部件空气薄层应用2：检查表面的平整程度

入射光从空气薄层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中会看到干涉条纹。

被检表面是平的——干涉条纹平行；被检测表面微有凸起或凹下——干涉条纹弯曲。原理判断思路：同一条纹上对应的薄膜的厚度相同。⊿r=λ⊿r=2λ⊿r=2λ⊿xθ

针对练

课本P100T4主题：条纹间距与顶角大小的关系结论：顶角增大时，条纹间距减小，每个条纹向靠近顶角方向移动。顶角减小时，条纹间距增大，每个条纹向远离顶角方向移动。⊿r=λ⊿x