高中物理教科版選修3-4課件：第5章第1節(jié)《光的干涉》

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,第1節(jié)光的干涉,學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.通過(guò)雙縫干涉現(xiàn)象的分析，認(rèn)識(shí)光的干涉條紋特點(diǎn)及光的干涉條件．2．理解薄膜干涉的原理及應(yīng)用．重點(diǎn)難點(diǎn)：1.明暗條紋的產(chǎn)生條件及判斷方法．2．薄膜干涉現(xiàn)象的應(yīng)用．,,,第1節(jié),,,,,,,,,,核心要點(diǎn)突破,課堂互動(dòng)講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,,課前自主學(xué)案,,,課標(biāo)定位,課前自主學(xué)案,一、雙縫干涉1．史實(shí)1801年，英國(guó)物理學(xué)家__________成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象，證明了光的確是一種波．2．實(shí)驗(yàn)圖5－1－1,托馬斯楊,如圖5－1－1所示，讓一束平行的__________投射到一個(gè)有兩條狹縫的擋板上，兩狹縫相距很近，兩狹縫就成了兩個(gè)波源，它們的振動(dòng)情況總是____的,兩個(gè)波源發(fā)出的光在擋板后面的空間相互疊加.3．現(xiàn)象在屏上得到了__________的條紋．二、出現(xiàn)明暗條紋的條件當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的_____差等于半波長(zhǎng)的________時(shí)(即恰好等于波長(zhǎng)的________時(shí))，兩列光在該點(diǎn)相互加強(qiáng)，該點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的路程差等于半波長(zhǎng)的________時(shí)，兩列光在該點(diǎn)相互削弱，該點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋．,紅色激光,相同,明暗相間,路程,偶數(shù)倍,整數(shù)倍,奇數(shù)倍,三、計(jì)算波長(zhǎng)的公式相鄰兩條明條紋(或暗條紋)的間距為Δx＝λ.(其中d為兩縫間距，l為兩縫到屏的距離，λ為光的波長(zhǎng))四、薄膜干涉1．原因：?jiǎn)紊叫泄馍涞椒试砼菀罕∧ど?，液膜的前后兩個(gè)表面反射回來(lái)的兩列光是________.2．現(xiàn)象：(1)肥皂泡上出現(xiàn)__________的條紋或區(qū)域，不同波長(zhǎng)的單色光照射，條紋間距_____.(2)若用白光照射，液膜上出現(xiàn)__________.3．光的干涉的應(yīng)用(1)利用薄膜干涉法檢查平面的平整程度．(2)利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)可以測(cè)光的波長(zhǎng)．,相干光,明暗相間,不同,彩色條紋,核心要點(diǎn)突破,一、對(duì)光的干涉的進(jìn)一步理解1．光的干涉現(xiàn)象及條件(1)光的干涉：在兩列光波的疊加區(qū)域，某些區(qū)域振動(dòng)相互加強(qiáng)，出現(xiàn)亮紋，某些區(qū)域振動(dòng)相互減弱，出現(xiàn)暗紋，且加強(qiáng)和減弱的區(qū)域相間，即亮紋和暗紋相間的現(xiàn)象．(2)光的干涉條件：兩列光波的頻率相同、振動(dòng)方向相同和相位差恒定．能發(fā)生干涉的兩列光波稱(chēng)為相干波，如果兩個(gè)光源發(fā)出的光能夠產(chǎn)生干涉，這樣的兩個(gè)光源稱(chēng)為相干光源，相干光源可通過(guò)把同一束光分成兩列來(lái)獲得．,2．雙縫屏的作用平行光照射到雙縫S1、S2上，這樣一束光被分成兩束頻率相同和振動(dòng)情況完全一致的相干光．3．屏上某處出現(xiàn)亮、暗條紋的條件頻率相同的兩列波在同一點(diǎn)引起的振動(dòng)的疊加，如亮條紋處某點(diǎn)同時(shí)參與的兩個(gè)振動(dòng)步調(diào)總是一致的，即振動(dòng)方向總是相同的，總是同時(shí)過(guò)最高點(diǎn)、最低點(diǎn)、平衡位置．暗條紋處振動(dòng)步調(diào)總相反，具體產(chǎn)生亮、暗條紋的條件為：,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)1.從兩只相同的手電筒射出的光，當(dāng)它們?cè)谀骋粎^(qū)域疊加后，看不到干涉圖樣，這是因?yàn)?)A．手電筒射出的光不是單色光B．干涉圖樣太細(xì)小看不清楚C．周?chē)h(huán)境的光太強(qiáng)D．這兩束光為非相干光源解析：選D.兩束光的頻率不同，不滿(mǎn)足干涉產(chǎn)生的條件：兩束光是相干光源．,二、薄膜干涉的原理及應(yīng)用1．薄膜干涉原理：光照在厚度不同的薄膜上時(shí)，在薄膜的不同位置．前后兩個(gè)面的反射光的路程差不同，在某些位置兩列波疊加后相互加強(qiáng)，于是出現(xiàn)亮條紋；在另一些位置，兩列波相遇后被相互削弱，于是出現(xiàn)暗條紋．2．應(yīng)用：圖5－1－2,(1)等傾法檢查平面平整度的原理：如圖5－1－2所示，在被測(cè)平面上放一個(gè)透明的樣板，在樣板的一端墊一個(gè)薄片，使樣板的標(biāo)準(zhǔn)平面與被測(cè)平面之間形成一個(gè)楔形空氣薄層．用單色光照射時(shí)，從空氣層的上、下兩個(gè)表面反射的兩列光波發(fā)生干涉．空氣厚度相同的地方，兩列光波的路程差相同，兩列光波疊加時(shí)相互加強(qiáng)或減弱的情況相同，因此若被測(cè)表面是平的，干涉條紋就是一組平行的直線(xiàn)，如果干涉條紋是彎曲的，就表明被測(cè)表面不平．,(2)被測(cè)平面凹下或凸起的形象判斷法——矮人行走法，即把干涉條紋看成“矮人”的行走軌跡．讓一個(gè)小矮人在兩板間沿著一條條紋直立行走，始終保持腳踏被檢板，頭頂樣板，在行走過(guò)程中：圖5－1－3,①若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去繞，方可按上述要求過(guò)去，即條紋某處彎向薄膜尖端，該處為一凹下．(如圖5－1－3中P點(diǎn))②若某處有一凸起，他要想過(guò)去，必向薄膜底部去繞，即條紋某處彎向薄膜底部方向時(shí)，該處必為一凸起．(如圖5－1－3中Q點(diǎn)),即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)2.如圖5－1－4所示，是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面是否平整的裝置，所用單色光是用普通光源經(jīng)濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個(gè)表面反射的光線(xiàn)疊加而成的()圖5－1－4,A．a(chǎn)的上表面和b的下表面B．a(chǎn)的上表面和b的上表面C．a(chǎn)的下表面和b的上表面D．a(chǎn)的下表面和b的下表面解析：選C.干涉法的原理是利用單色光的薄膜干涉，這里的薄膜指的是樣板與待測(cè)玻璃之間的空氣層．空氣層的上表面和下表面分別反射的光會(huì)發(fā)生干涉，觀察干涉后形成的條紋是否為平行直線(xiàn)，可以斷定厚玻璃板的上表面是否平整．因此選項(xiàng)C是正確的．,課堂互動(dòng)講練,,在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差為0.6μm，若分別用頻率為f1＝5.01014Hz和f2＝7.51014Hz的單色光A、B垂直照射雙縫，試分析判斷P點(diǎn)應(yīng)出現(xiàn)亮條紋還是暗條紋？圖5－1－5,【自主解答】如圖5－1－5所示，雙縫S1、S2到光屏上任一點(diǎn)P的路程之差Δr＝S2S2′，當(dāng)Δr等于單色光波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，S2和S1同時(shí)到達(dá)波峰或波谷，由S1和S2發(fā)出的光在P點(diǎn)互相加強(qiáng)，P點(diǎn)出現(xiàn)明亮條紋；當(dāng)Δr等于單色光半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，S2到達(dá)波峰時(shí)，S1到達(dá)波谷，這樣由S1和S2發(fā)出的光在P點(diǎn)互相抵消，出現(xiàn)暗條紋．單色光A的波長(zhǎng),【答案】亮暗,知能優(yōu)化訓(xùn)練,本部分內(nèi)容講解結(jié)束,點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄,按ESC鍵退出全屏播放,謝謝使用,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,