1、学案 1 光的干涉 学习目标定位 1.知道什么是相干光及光产生干涉现象的条件 .2.观察光的干涉现象，认 识干涉条纹的特点.3.理解双缝实验中明、暗条纹的位置特点.4.了解薄膜干涉现象，知道薄 膜干涉条纹的特点 波的干涉： 的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并 且振动加强和振动减弱的区域 ，这种现象叫波的干涉 11801 年，英国物理学家 在实验 室里成功地观察到了光的干涉 2如图 1，让一束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，狭缝就成了两个波源，它们的 总是相同的，这两个波源发出的光在挡板后 面的空间互相叠加，发生干涉
2、现象，挡板后面的屏上得到 的条纹 图 1 3明暗条纹位置的判断方法 当光从两狭缝到屏上某点的路程差为半波长 的 倍( 即波长 的 倍) 2 时，光在这点相互加强 ，这里出现 ；当路程差为半波长 的 倍时， 2 光在这点 ，这里出现暗条纹 一、双缝干涉 问题设计 如图 2 所示，机械波可以产生波的干涉现象，形成稳定的干涉图样；如果我们先假设光是 一种波 ，那么按照我们所学的波动知识，光要发生干涉现象需要满足什么条件？ 图 2 要点提炼 1杨氏双缝干涉实验： 图 3 (1)双缝干涉的装置示意图 实验装置如图 3 所示，有光源、单缝、双缝和光屏 (2)单缝屏的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的 和
3、振动情 况也可用激 光直接照射双缝 (3)双缝 屏的作用：平行光照射到单缝 S 上，后又照射到双缝 S1、S2 上，这样一束光被分 成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光 (4)实验现象：若用单色光作光源，干涉条纹是 的 的条纹 若用白光作光源，则干涉条纹是 条纹，且中央条纹是白色的 (5)实验结论：光是一种 2光产生干涉的条件：两列 光的 相同、相位相同、振动方向相同杨氏双缝 干涉实验是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的 二、明暗条纹位置的判断方法 问题设计 机械波发生干涉现象时，形成的图样有什么特点？光发生干涉现象时为什么会出现明暗相 间的条 纹？ 要点提炼 屏上某处出现亮、暗条纹的
4、条件 1出现亮条纹的条件：屏上某点 P 到两 条缝 S1 和 S2 的路程差正好是波长的 倍或 倍即： |PS1PS2| (k0,1,2,3，) 2 (k0 时，PS1PS2，此时 P 点位于屏上的 O 处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或 零级亮条纹k 为亮条纹的级数) 2出现暗条纹的条件：屏上某点 P 到两条缝 S1 和 S2 的路程差正好是 倍即： |PS1PS2|(2k1) (k1,2,3 ，) 2 (k 为暗条纹的级数，从第 1 级暗条纹开始向两侧展开 ) 二、薄膜干涉 问题设计 1在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光把铁丝圈在肥 皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜
5、把这层液膜当做一个平面镜，用它观察灯焰的 像如图 4 所示这个像与直接看到的灯焰有什么不同？如果用白光做实验情况又会如何？ 图 4 要点提炼 1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 光的路程差等 于膜厚度的 ，在某些位置，两列波叠加后相互加强，于是出现 ； 在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现 2薄膜干涉中应注意的问题 (1)观察的是从膜 两表面反射回来的光( 眼睛与光源在膜的同一侧) (2)用单色光照射得到 的条纹，用白光照射得到 条纹 (3)每一条纹是 (填 “水平”或“竖直”)的 3薄膜干涉的应用 (1)用干涉法检查平面的 (2)光学仪器上的 一、杨
6、氏干涉实验 例 1 在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏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有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹 C任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮 D屏上无任何光亮 二、决定干涉明、暗条纹的条件 例 2 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上 P 点的距离之差为 0.6 m，若分别用频率为 f15.01014 Hz 和 f27.51014 Hz 的单色光垂直照射双缝，则
7、P 点出现亮、暗条纹的 情况是( ) A单色光 f1 和 f2分别照射时，均出现亮条纹 B单色光 f1 和 f2 分别照射时，均出现暗条纹 C单色光 f1 照射时出现亮条纹，单色光 f2 照射时出现暗条纹 D单色光 f1 照射时出现暗条纹，单色光 f2 照射时出现亮条纹 三、薄膜干涉 例 3 用如图 5 所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象，图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上 撒些盐)，图(b) 是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，将金属线圈在其所在的竖直平面 内缓慢旋转，观察到的现象是( ) 图 5 A当金属线圈旋转 30时，干涉条纹同方向旋转 30 B当金属线圈旋转 45时，干涉条纹同方向旋
8、转 90 C当金属线圈旋转 60时，干涉条纹同方向旋转 30 D干涉条纹保持不变 1(杨氏干涉实验)下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是 ( ) A单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹 D在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生 2.(决定条纹间距条件)如图 6 所示，用单色光做双缝干涉实验， P 处为第二暗条纹，改用频 率较低 的单色光重做上述实验 (其他条件不变)时，则同侧第二暗条纹的位置( ) 图 6 A仍在 P 处 B在 P 点上方 C在 P 点下方 D要将屏
9、向双缝方向移近一些才能看到 3(杨氏干涉实验)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 4(薄膜干涉)如图 7 所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单 色光是用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射 的光线叠加而成的( ) 图 7 Aa 的上表面和 b 的下表面 Ba 的上表面和 b 的上表面 Ca 的下表面和 b 的上表面 Da 的下表面和 b 的下表面
