高中物理 13.3《光的干涉》課件 新人教版選修3-4.ppt

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第十三章 光 第3節(jié) 光的干涉 1 觀察光的干涉現(xiàn)象 2 知道決定干涉條紋間距的條件 認(rèn)識(shí)出現(xiàn)亮條紋和暗條紋的位置特點(diǎn) 本節(jié)主要講楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和決定條紋間距的條件 重點(diǎn)是后者 注意回顧和應(yīng)用機(jī)械波干涉的相關(guān)知識(shí) 分析光屏上明暗條紋的分布規(guī)律 這種分析是學(xué)生可以理解的 因?yàn)楦缮娆F(xiàn)象的本質(zhì)是波的疊加 同時(shí)可以使學(xué)生對(duì)于干涉現(xiàn)象的物理過(guò)程有更具體的了解 進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)光的波動(dòng)性的認(rèn)識(shí) 光的干涉現(xiàn)象在日常生活中比較少見(jiàn) 學(xué)生對(duì)干涉現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)完全依賴于實(shí)驗(yàn) 因此 成功地做好用氫氖激光器演示光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 是學(xué)生正確理解本節(jié)知識(shí)的關(guān)鍵 根據(jù)圖片思考問(wèn)題 1 兩列機(jī)械波 如聲波 水波 發(fā)生干涉的條件是什么 2 如何獲得兩列相干的機(jī)械波 3 兩列波干涉時(shí) 振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)和振動(dòng)最弱的點(diǎn)條件是什么 干涉現(xiàn)象是波動(dòng)獨(dú)有的特征 如果光真的是一種波 就必然會(huì)觀察到光的干涉現(xiàn)象 一 楊氏干涉實(shí)驗(yàn) 1801年英國(guó)物理學(xué)家托馬斯 揚(yáng)在實(shí)驗(yàn)室里成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象 思考1 如果我們先假設(shè)光是一種波 那么按照我們所學(xué)的波動(dòng)知識(shí) 光要發(fā)生干涉現(xiàn)象需要滿足什么條件 頻率相同 思考2 有沒(méi)有什么方法可以獲得相干光 頻率相同的光呢 一 楊氏干涉實(shí)驗(yàn) 巧妙解決了相干光問(wèn)題 實(shí)驗(yàn)裝置 用氦氖激光器演示光的雙縫干涉 現(xiàn)象 出現(xiàn)亮暗相間條紋 思考3 為什么有的地方亮一些有些地方暗一些 請(qǐng)用我們所學(xué)的波動(dòng)知識(shí)來(lái)解釋 疊加 振動(dòng) 加強(qiáng)的地方出現(xiàn)亮條紋 振動(dòng)減弱的地方出現(xiàn)暗條紋 實(shí)驗(yàn)演示 P1 P P1S2 P1S1 d 光程差 P2 討論 亮紋和暗紋為什么相間 依次出現(xiàn) 呢 光程差d 0 S1 S2步調(diào)一致 該點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng) 亮 S1 S2 光程差d 2 S1 S2在P1處步調(diào)相反 該點(diǎn)振動(dòng)減弱 暗 S1 S2 光程差d S1 S2在P2處步調(diào)一致 該點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng) 亮 1 光屏上出現(xiàn)等寬度 等間距的明暗條紋 2 波峰與波峰 波谷與波谷疊加的區(qū)域振動(dòng)最強(qiáng) 即出現(xiàn)明條紋 波峰與波谷疊加的區(qū)域振動(dòng)最弱 即出現(xiàn)暗條紋 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 光程差 n 0 1 2 3 暗紋 n 0 1 2 3 亮紋 二 決定條紋間距的條件 P 思考1 下圖中P點(diǎn)為明條紋還是暗條紋 P1 思考2 設(shè)單色光的波長(zhǎng)為 若P1為靠近中央最近的明條紋 則 P1S2 P1S1 Q1 思考3 若Q1為PP1的中點(diǎn) 則Q1是明條紋還是暗條紋 Q1S2 Q1S1 Q2 S1 S2 S 由于l遠(yuǎn)大于d l遠(yuǎn)大于x 明紋 暗紋 其中K 0 1 2 3 1 如圖所示 用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn) P處為第二亮條紋 改用頻率較高的單色光重做實(shí)驗(yàn) 其他條件不變時(shí) 則第二亮條紋的位置 A 仍在P處B 在P點(diǎn)的上方C 在P點(diǎn)的下方D 將不存在亮條紋 C 2 在楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中 從兩個(gè)狹縫到達(dá)像屏上的某點(diǎn)的光走過(guò)的路程相等 該點(diǎn)即為中央亮條紋的位置 即n 0對(duì)應(yīng)的那條亮條紋 雙縫屏上有上下兩條狹縫 如果在雙縫屏后用一塊極薄的透明玻璃片遮蓋下方的縫隙 則中央亮條紋將 A 向上移動(dòng)B 不動(dòng)C 向下移動(dòng)D 可能向上移動(dòng) 也有可能向下移動(dòng) C 1 楊氏干涉實(shí)驗(yàn) 干涉圖樣的特點(diǎn) 光的干涉條件 相干光 亮紋 光程差 k 暗紋 光程差 2k 1 2 2 產(chǎn)生明暗條紋的條件