4.3 光的干涉 学案 -2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册（含答案）

4.3光的干涉学案一学科核心素养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。3．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。4．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。5．通过对光的本性的初步认识，建立辩证唯物主义的世界观。二学习重难点【重点】双缝干涉图象的形成实验及分析。【难点】亮纹（或暗纹）位置的确定。三课前预习1．干涉条纹和光的波长之间的关系：（1）亮条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半个波长的______；（2）暗条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是半个波长的______。2．薄膜干涉（1）薄膜干涉中的获得光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面______的光是由同一个光波分解而成的，它们具有相同的______、恒定的相位差及振动方向；（2）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______不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现______条纹；在另一些位置，两列波叠加后相互削弱，于是出现______条纹。3．英国物理学家__________首先在实验室观察到光的干涉现象，做了著名的__________实验，同一装置中红光条纹比紫光__________．4．干涉图样中条纹间距的计算：在双缝间的距离d和双缝到光屏间的距离l不变的条件下，单色光产生的干涉条纹间距Δx（相邻两条亮条纹中心或相邻两条暗条纹中心间的距离）跟光的波长λ成______，即Δx=______。5．如图所示，将肥皂膜所附着的金属椭圆形线圈竖直放置，用单色光照此肥皂膜时可以观测到如图所示条纹，这是光的_______（选填“干涉”或“衍射”）现象；用紫光照射产生的条纹比红光照射时产生的条纹___________（选填“窄”或“宽”）；若用白光照射，可以观测到________（选填“黑白”或“彩色”）条纹。6．薄膜干涉（1）薄膜干涉是液膜前后两个面___________的光共同形成的。（2）不同位置液膜前后两个面的反射光的___________不同，某些位置两列波叠加后相___________，出现亮条纹，另一些位置，两列波相___________，出现了暗条纹。（3）如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10-7m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10-7m。则在这里出现的应是___________（填“亮条纹”或“暗条纹”）。7．干涉条纹和光的波长之间的关系（1）若设双缝间距为d，双缝到屏的距离为l，光的波长为λ，则双缝干涉中相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为___________（2）用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距___________，红光条纹间距最___________、黄光条纹间距比红光___________，用蓝光时更小四自我检测1．如图所示是杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为中央亮条纹的中心，P1为第一级亮条纹的中心，若将双缝间的距离变小，其他条件不变，则（）A．屏上的干涉条纹的间距将变大B．屏上的O点可能出现暗条纹C．屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心D．屏上P1位置不可能为暗条纹的中心2．用单色光做双缝干涉实验时，下列说法中正确的是（）A．入射光的波长越长，相邻两亮条纹中心的距离越小B．入射光的频率越高，相邻两亮条纹中心的距离越大C．把入射光由绿光变成紫光，相邻两亮条纹中心的距离变小D．把入射光由绿光变成红光，相邻两亮条纹中心的距离变小3．在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（）A．改用蓝色激光B．增大双缝间距C．将屏幕向远离双缝的位置移动D．将光源向远离双缝的位置移动4．以下说法正确的是（）A．单摆的周期公式是由伽利略研究并确定的B．根据多普勒效应可知：当观察者与波源相互靠近时，接收到频率会变小C．托马斯·杨利用光的双缝干涉实验，有力的证明了光是一种波D．物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于物体的固有频率5．在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），已知红光与绿光的频率、波长均不相等，这时（）A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹仍然存在C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在D．至少有一种颜色的双缝干涉条纹6．如图所示为用同一双缝干涉实验装置得到的甲、乙两种单色光的干涉条纹，下列有关两种单色光的说法正确的是（）A．甲光的波长小于乙光的波长B．甲光在真空中的传播速率大于乙光在真空中的传播速率C．若甲光是黄光，乙光可能是红光D．若两种单色光以相同的入射角由空气进入同种介质，甲光的折射角较大7．下列几幅光图像中，属于双缝干涉图样的是（）A． B．C． D．8．铁丝圈上附有肥皂沫，竖直放置时，可以观察到上疏下密的彩色条纹，下列说法正确的是（）A．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化B．肥皂膜前后两个面的侧视形状为上薄下厚的梯形C．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹D．将铁丝圈右侧的把柄向上转动，条纹也会跟着转动9．一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．下列说法中正确的是（）A．玻璃砖对a、b的折射率关系为B．a、b在玻璃中的传播速度关系为C．单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角D．由双缝干涉条纹宽度公式：可知，用同一双缝干涉装置实验时a光干涉条纹的间距比b光宽10．下列说法错误的是（）A．海市蜃楼是由于光的折射和全反射而形成的B．防蓝光眼镜是通过在镜片表面镀上一层光学薄膜，这层薄膜可以通过光的干涉作用，将有害蓝光的波段进行反射C．光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质D．汽车在通过等距的减速带时，车速越快越容易发生共振

参考答案：三课前预习1．

偶数倍

奇数倍2．

反射

频率

路程差

亮

暗3．

托马斯·杨

杨氏双缝干涉