1、（ ）班 编号（ ）姓名（ ） 编辑：姚金明 审核： 使用时间：光的波动性 1课前复习：1、波的干涉现象：2、产生干涉现象的条件：5.1 光的干涉学习目标1、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、掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式。学习重点、难点重点：双缝干涉图样的形成实验及分析。难点：明暗条纹位置的确定，明暗条纹间距公式的推导。一、杨氏干涉实验如果光是一种波，两束光在一定条件下应该发生干涉现象。思考：如何获两束相干光？1、实验现象：_。2、现象解释：3、杨氏干涉实验证明光是一种_二、决定明暗条纹的条件1
2、、波的干涉中振动加强与振动减弱点的条件(两列波振动情况一致) ：加强点：r 为波长的_倍，即：_减弱点：r 为波长的_倍，即：_2、光的干涉中产生明、暗条纹的条件：明条纹（加强点）：r 为波长的_倍，即：_暗条纹（减弱点）：r 为波长的_倍，即：_注：白光实验将出现彩色条纹。三、条纹间距与波长的关系右图所示，设：屏上一点 P1与中心点 P0的距离为 x，到 S1、S 2的距离分别为 r1、r 2，双缝间距为 d，双缝到屏的距离为 l，试推导相邻的两条纹间距与波长的关系。 d 很小，且 d l，S 1S2M 近似为直角三角形，有r1-r2=_又 x=ltanlsin可得：r 1-r2=_亮条纹时
3、有：r= k，即： _x任意相邻的两个亮条纹的中心间距为：同理：任意相邻的两个亮条纹的中心间距为：1、根据此公式可以用来测量波长由公式可知，光的波长越大，相邻的两个亮条纹或暗条纹的中心间距越_;2、由公式可知，光的波长越大，相邻的两个亮条纹或暗条纹的中心间距越_。思考：若光的双缝干涉实验中光源为白光，会有怎样的实验现象。四、反馈检测：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出自一个光源的两束光2、用单色光做双缝干涉实验时（ ）A屏上到双缝的路（光）程差等于波长整数倍处出现明条纹B屏上到双缝的路（光）程差等于半波长整数倍处，可能是明条纹，也可能
4、是暗条纹C屏上的明条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方D屏上的明条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方3、用各种单色光在同一装置上做双缝干涉实验，干涉条纹的间距由大到小排列顺序正确的是（ ）A红、黄、蓝、绿 B紫、蓝、黄、红 C绿、黄、红、蓝 D红、黄、蓝、紫4、用单色光做双缝干涉实验，已知屏上一点 P 到双缝的路程差 =1.510-6 m，当单色光波长1=0.510-6 m，P 点将形成亮纹还是暗纹？若单色光波长 2=0.610-6 m 时，此时在中央亮纹和 P 点之间有几条暗纹？S1S2屏激光束P1P0xdOlr1r2S1S2 M（ ）班 编号（ ）姓名（ ） 编辑：姚金明 审核： 使用
5、时间：光的波动性 25.2 学生实验：用双缝干涉测量光的波长导学案【学习目标】1掌握用双缝干涉测光的波长的实验原理并会测单色光的波长【重点难点】1测单色光的波长的实验原理2根据测量的数据计算波长【自主学习】一、实验目的1观察白光及单色光的干涉图样2测定单色光的波长二、实验原理光源发出的光经滤光片成为_，单色光经过单缝后相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，我们通过光屏可以观察到明暗相间的干涉条纹若用白光照射，通过两狭缝可以在光屏上观察到彩色条纹根据 x 可以计算出单色光的波长公式中 d 为_ ，x 为相邻两条亮纹( 或暗ld条纹)间的距离，l 为_与_之间的距离，实验中 d 一般是已知的，所
6、以测出 l、x 即可测出光的波长三、实验器材双缝干涉仪：包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏、光具座、测量头及刻度尺等四、实验步骤1按图所示安装仪器2将光源中心、_、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上3使光源发光，在光源和单缝之间加红( 或绿)色滤光片，让光通过单缝后的条形光斑恰好落在_，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜焦距观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白光的干涉条纹(彩色条纹 )4加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹,同时调节手轮，使 _的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的_，然后继续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中
7、心刻度线的_.5将两次手轮的读数相减，求出 n 条亮纹间的距离 a，利用公式 x_，算出条纹间距x，然后利用公式 _ ，求出此单色光的波长 (d、l 仪器中都已给出)6换用另一滤光片，重复步骤 3、4，并求出相应的波长【合作探究】【类型一】测量条纹间隔的方法两处相邻明(暗)条纹间的距离 x1 用测量头测出测量头由_、_、_等构成，如图甲所示转动手轮，分划板会左、右移动测量时，应使分划板中心刻线对齐明(暗) 条纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数 x1，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的明(暗)条纹中心时，记下手轮上的读数 xn，两次读数之差就是相邻两条明(暗
8、)条纹间的距离即 x| xnx 1|.特别提醒：x 很小，直接测量时相对误差较大，通常测出 n 条明(暗)条纹间的距离 a，再推算相邻两条明(暗) 条纹间的距离，则： x .1a【即时应用】1用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离 d 的大小恰好是图丁中游标卡尺（20 分度）的读数，双缝到毛玻璃屏间距离 l 的大小也由图丙中毫米刻度尺读出，实验时先移动测量头（如图甲）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条明条纹（如图乙所示） ，并记下螺旋测微器的读数 x1（如图戊所示） ，然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第 7 条明条纹并记下螺旋测微器读数 x7（如图己所示） ，由以上测量数据
9、求得该单色光的波长为_【类型二】注意事项及误差分析1注意事项(1)放置单缝和双缝时，必须使缝_(2)要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在_ 上(3)测量头的中心刻线要对应着亮( 或暗)纹的_(4)要多测几个亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求 x.(5)调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行2误差分析(1)测双缝到屏的距离 l 带来的误差，可通过选用 mm 刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差通过测量多条亮条纹间的距离来减小测量误差(2)测条纹间距 x 带来的误差干涉条纹没有调到最清晰的程度
10、（ ）班 编号（ ）姓名（ ） 编辑：姚金明 审核： 使用时间：光的波动性 3分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心测量多条亮条纹间距离时读数不准确【即时应用】2用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A.白炽灯 B.单缝屏 C.光屏 D.双缝屏 E.遮光筒 F.滤光片（其中双缝屏和光屏连在遮光筒上）（1 ）把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:A、 （A 已写好）.（2 ）正确调节后,在屏上观察到红光的干涉条纹,用测量头测出 10 条红亮纹间的距离为 a,改用绿色滤光片,其他条件不变 ,用测量头测出 10 条绿亮纹间的距离为 b,则一定有 a b
11、.（填“ 大于”、 “小于”或 “等于 ”）（3 ）在双缝干涉实验中,滤光片的作用是 ,单缝的作用是 ,双缝的作用是 .【互动讲练】【类型一】对实验器材的考查【例 1】(2011 年浙江杭州高二检测)如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中 a、b、c 、d 各装置的名称依次是下列选项中的_Aa 单缝、b 滤光片、c 双缝、d 光屏Ba 单缝、b 双缝、c 滤光片、d 光屏C a 滤光片、b 单缝、c 双缝、d 光屏Da 滤光片、b 双缝、c 单缝、d 光屏对于某种单色光，为增加相邻亮纹(或暗纹) 之间的距离，可采用的方法是 (任写一种
12、方法)_【类型二】实验数据的处理及原理的应用【例 2】(2011 年北京西城区模拟)在用双缝干涉测光的波长实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图)，并选用缝间距 d0.20 mm 的双缝屏从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离 l700 mm.然后，接通电源使光源正常工作(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有 50 分度某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙(b)中游标尺上的读数 x1 1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示，此时图丙(b)中游标尺上的
13、读数 x2_mm；(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹) 间的距离 x_mm；这种色光的波长 _nm.【当堂检测】1(2011 年重庆高二检测)某同学在做双缝干涉实验时，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于( )A光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大 B没有安装滤光片C单缝与双缝不平行 D光源发出的光束太强2某同学按实验装置安装好仪器后，成功地观察到光的干涉现象，若他在此基础上对仪器进行如下几种改动，但还能使实验成功的是( )A将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C将单缝向双缝移动少许，其他不动D将单缝与双缝的位
14、置互换，其他不动3如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大可改用波长更_(填长、短)的单色光，或者使双缝与光屏之间的距离_(填增大、减小)4(2011 年攀枝花模拟)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，某同学安装实验装置如图所示，调试好后能观察到清晰的干涉条纹(1)根据实验装置知，依次是_、_、_.(2)某次实验时，该同学调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮纹的中心，如图所示，此时螺旋测微器的读数为_mm.5现有毛玻璃屏 A、双缝 B、白光光源 C、单缝 D 和透红光的滤光片 E 等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长(1)将白光光源
15、 C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为 C、_、A.(2)本实验的步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头(其读数方法同螺旋测微器 )测量数条亮纹间的距离 .在操作步骤时还应注意_和_(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第 1 条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为_ mm，求得相邻亮纹的间
16、距 x 为_mm.6在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，装置如图所示，双缝间的距离 d3 mm.(1)若测定红光的波长，应选用_色的滤光片实验时需要测定的物理量有： _和_(2)若测得双缝与屏之间距离为 0.70 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划（ ）班 编号（ ）姓名（ ） 编辑：姚金明 审核： 使用时间：光的波动性 4板前进或后退 0.500 mm)观察第 1 条亮纹的位置如图甲所示，观察第 5 条亮纹的位置如图乙所示则可求出红光的波长 _m( 保留一位有效数字)5.3 光的 衍射和偏振【学习目标】1、知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象2、知道观察到明显衍射的条件3、了
17、解什么是偏振现象，知道偏振是横波的特点4、知道偏振光和自然光的区别，知道偏振光在实际生活中的应用【学习重点】光的衍射的条件和偏振现象的理解【学习难点】衍射条纹成因和偏振现象的理解.【自主预习】1、 什么是光的衍射？ 2、 产生明显光的衍射现象的条件是_ 3、 各种单色光的衍射条纹完全相同吗？ 4、 “泊松亮斑”说明什么？5、 只有当狭缝与绳的振动方向 时，横波才能通过狭缝；而当狭缝与绳的振动方向垂直时，横波 通过狭缝。6、若将绳换成细软弹簧，前后推动弹簧形成的纵波，无论狭缝的取向如何，纵波都 通过狭缝。以上现象说明：只有 波才有偏振现象。于是我们就可以利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波。【
18、我的疑问】请写出你的疑问，让我们在课堂上解决。【合作探究】探究一：光的衍射现象学点单缝衍射在不透明的屏上装有一个宽度可以调节的单缝，用氦氖激光器照射单缝，在缝后适当距离处放一光屏，如右图所示.调节单缝宽度演示，得出下列结果.缝宽 较宽 较窄 很窄 极窄 关闭屏上现象 一条较宽亮线一条较窄亮线亮线变宽、变暗并出现明暗相间条纹明暗条纹清晰、细小条纹消失阅读教材 60、61 页，你能总结出光的衍射图样的特点吗？双缝干涉图样特点： 单缝衍射图象特点： 当缝很大时直线传播（得到影）当缝减小时逐渐会出现小孔成像的现象继续减小缝的大小会出现光的衍射现象实验观察 用单缝观察日光灯光源，你能看到什么现象？其中靠
19、近中央的是紫光还是红光？学点 圆孔衍射用点光源来照射有较大圆孔 AB 的屏，在像屏 MN 上出现一个光亮的圆，这说明光是沿直线传播的逐渐缩小孔的直径，可以看到屏上的亮圆也逐渐减小但是，圆孔缩到很小时，在像屏 MN 上（ ）班 编号（ ）姓名（ ） 编辑：姚金明 审核： 使用时间：光的波动性 5原阴影区就形成一些明暗相间的圆环，这些圆环达到的范围远远超过了光按直线传播所能照到的范围，这就是光通过小孔产生的衍射现象学点 圆板衍射 把一个不透光的小的圆盘状物放在光束中，在距这个圆盘一定距离的像屏上，圆盘的阴影中心出现一个亮斑-泊松亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小。学点 4 衍射光
20、栅 思考： 白天隔着羽毛看太阳，会有什么现象？ 探究二：光的偏振光的干涉和衍射现象表明光是一种波我们知道波有横波和纵波，那么，光波是横波还是纵波呢？阅读教材 64、65 页，回答下面问题：我们已经知道绳波是横波，如果在它的传播方向上放上带有狭缝的木板，只要狭缝的方向跟绳的振动方向相同，绳上的横波就可以毫无阻碍地传过去；如果把狭缝的方向旋转 90，绳上的横波就不能通过了，这种现象叫 。自然光 。 偏振光 ： 。光的偏振现象并不是罕见的我们通常看到的绝大部分光，除了从光源直接射过来的，基本上都不是自然光，只是我们的眼睛不能鉴别罢了如果用偏振片去观察从玻璃或水面上反射的光，旋转偏振片发现透射光的强度
21、也发生周期性的变化，从而知道反射光是偏振光.光的偏振的应用：如果在照相机镜头上加一个偏振片，使偏振片的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以摄得清晰的照片；此外，还有立体电影、消除车灯眩光等等【当堂检测】 1下列哪些属于光的衍射现象( )A雨后彩虹 B肥皂泡上出现彩色条纹C小孔成像 D透过丝巾看日光灯会看到五颜六色的条纹2.下列应用中，用到有关偏振知识的是( )A看立体电影时戴一种特殊的眼镜B在镜头表面涂一层薄膜，从而使镜头表面呈淡紫色C拍摄日落时的水面，为使像清晰在照相机镜头前加一张特殊的滤光片D用激光跟踪目标，如爱国者导弹的拦截功能3在一次观察光衍射的实验中，观察到如图 1 所示的清晰的明
22、暗相间的图样，那么障碍物应是（黑线为暗纹） A很小的不透明的圆板B很大的中间有大圆孔的不透明的圆板C很大的不透明圆板D很大的中间有小圆孔的不透明圆板【基础知识】 1 对衍射现象的定性分析，不正确的是 A光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续向前传播的现象B单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹 C光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论2下列现象哪些是光衍射产生的 A著名的泊松亮斑B阳光下茂密树荫中地面上的圆形亮斑C光照到细金属丝上后在其后面屏上的阴影中间出现亮线D阳光经凸透镜后形成的亮斑3 下列说法正确的是( )A光振动沿各个方向均匀分布的光是自
23、然光B光振动沿各个方向均匀分布的光是偏振光5.4 激 光【学习目标】1 了解激光的特点及其应用，知道激光和自然光的区别。2 知道全息照相的原理，知道相位差是形成立体图像的根本原因。3 体验现代科技的神奇，培养对科学的兴趣。【合作探究】自主学习带着以下五个问题仔细研读教材 P71-73 内容：1、普通光源发出的光有什么特点，为什么不能成为相干光？（ ）班 编号（ ）姓名（ ） 编辑：姚金明 审核： 使用时间：光的波动性 62、激光是如何产生的？激光有那些特性？3、激光的各种特性分别可以应用在哪些方面？4、究竟什么是激光呢？激光与自然光有什么样的区别？5、什么是全息照相？利用了什么原理？全息照相与
24、平时我们说的照相有什么不同？师生共振，整理要点1、自然光和激光自然光（例如白炽灯） 激光原子发光 ， 不确定，不一定相同不能发生干涉非相干光具有高度的相干性能发生干涉人工产生的相干光都是原子受激发处于不稳定状态发射出来的2、激光的特点与应用：特点 作用和用途 应用实例1、2、3、3、全息照相原理：将一束激光分成两束，一部分直接照射到底片上，这部分光叫 ，另一部分通过被拍摄物反射再到达底片，这部分光叫 ，两部分光在底片上相遇时发生 ，形成复杂的干涉条纹，底片上某点的明暗程度反映了两束光到达这点时光波的 。观察全息照片要用_照射照片，从另一侧观察。优点：普通照相技术只记录光波的 信息，而全息照相技
25、术还记录了光波的 信息，相位差是形成立体图像的根本原因。典型例题例 1、关于激光，下列说法正确的是（ ）A、激光是用人工方法激发出的一种特殊的光B、自然界中某些天然物体也可以发出激光 C、激光可以像刀子一样切除肿瘤D、由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象例 2、在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的什么特性？（ ）A、亮度高 B、平行性好 C、单色性好 D、波动性好例 3、如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定一束激光 AO 以入射角 i 照射液面，反射光 OB射到水平光屏上，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电 讯号输入控制系统用以控制液面高度.如果发现光点在屏上向
26、右 移动了s 的距离射到 B点，由此可知液面降低了多少？【基础演练】1、关于激光所具有的特点，下列说法中正确的是（ )A、激光相干性好 B、激光平行度好 C、激光亮度高 D、激光易色散2、以下说法正确的是（ )（ ）班 编号（ ）姓名（ ） 编辑：姚金明 审核： 使用时间：光的波动性 7A、光纤通信利用了激光相干性好的特点 B、激光武器利用了激光亮度高的特点C、激光写、读利用了激光亮度高的特点D、激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点3、2001 年国家最高科学技术奖授予中科院院士王选，表彰他在激光排版上的重大科技贡献，激光是一种电磁波，某种排版系统中激光频率为 41014 Hz
27、，则该激光的波长为（ )A、0.25 m B、0.50 mC、0.75 m D、1.3310 6 m【巩固提升】4、以下说法正确的是（ ）A、光的偏振现象说明光是电磁波 B、紫外线是激光中的一种 C、泊松亮斑是一种光的衍射现象 D、原子自发辐射的光是激光 5激光器发光功率为 P，发出的激光在折射率为 n 的介质中波长为 ，c 表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是( )A、该光在真空中的波长为 n B该光在真空中的波长为nC该光的频率为 D、该光的频率为c cn6一台激光器，它的功率为 P，如果它发射出的单色光在空气中的波长为 . 。则：(1)这束单色光的频率是多少？(2)它在时间 t 内辐
28、射的光能为多少？(3)如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为 v，那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角的正弦值为多少？(用 C 表示真空中光速) 7一般认为激光器发出的是频率为 的单色光，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率 是它的中心频率，它所包含的频率范围为 （频宽） 。让单色光照射到一薄膜表面，一部分从前表面反射回来（称为甲光） ，其余部分进入薄膜内部，其中的一小部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出（称为乙光） ，甲、乙这两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉。乙光与甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间 t。理论和实践都证明：能观察到明显的干涉现象的条件是：t 的最大
29、值 tm 与 的乘积近似等于 1，即只有满足 tm1 才会观察到明显、稳定的干涉现象。已知某红宝石激光器发出的激光频率 4.3210 14Hz，它的频宽 810 9Hz，让这速单色光由空气斜射到折射率 n 的薄膜表面，射入时与薄膜表面成 45 角，求：2（1 ）从 O 点射入薄膜中的光线的传播方向和速度；（2 ）估算在图示情况下，能观察到明显干涉现象的薄膜的最大厚度。*8、由于激光有很多优点，所以在光导纤维中用激光作为高速传输信息的载体。要使射到粗细均匀的圆形光导纤维的一个端面上的激光束都能从另一端面射出，而不从侧壁“泄漏”，求光导纤维所用材料的折射率至少为多少?（ ）班 编号（ ）姓名（ ）
30、 编辑：姚金明 审核： 使用时间：光的波动性 8（ ）班 编号（ ）姓名（ ） 编辑：姚金明 审核： 使用时间：光的波动性 9自然光（例如白炽灯） 激光原子发光方向，时刻不确定频率不一样不能发生干涉非相干光频率一样能发生干涉（双缝干涉实验）人工产生的相干光都是原子受激发处于不稳定状态发射出来的AC，C，(scoti)/2ABC，ABD ，C，C，AD6、 、 Pt 、 c vc7、 （ 1）折射角为30 0，2.110 8m/s （2）11.5mm8、解析：设激光束在光导纤维前端的入射角为 1，折射角为 2，折射光线射向侧面时的入射角为3，如图所示由折射定律 nsin1sin2由几何关系 2 390，则 sin2cos 3设此时恰好发生全反射，则有 sin3 , 1n故 cos31 1n2要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射，应有 190 ，则 sin11故 n 解得 nsin 1sin 2 sin 1cos 3 11 1n2 nn2 1 2
