2013届高考物理核心要点突破系列课件：第20章第一节《光的干涉》(人教版选修3—4).ppt

第一节　光的干涉 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第一节　 课前自主学案 目标概览 学习目标：1.知道光的干涉现象，并知道光的干涉现象说明光是一种波． 2．知道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．知道其他条件相同时，不同色光产生的双缝干涉条纹间距不同，光的波长越长，干涉条纹间距越大．知道不同色光的频率不同． 重点难点：1.两束光产生干涉的条件和原理及出现亮条纹、暗条纹的判断方法． 2．决定干涉条纹宽度的因素． 一、光的干涉 1．光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现_____条纹；某些区域相互减弱，出现_____条纹，且加强和减弱的区域相间，即出现亮纹和暗纹相间的现象． 2．干涉条件：两列光波_______相同，振动情况相同且相位差恒定．能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为________光源．相干光源可用同一束光分成两列而获得． 亮 暗 频率 相干 二、双缝干涉 1．双缝干涉实验中相干光源的获得方法：一般光源的光通过单缝后，可认为是由单缝发出的频率一定的光，该光通过对称的双缝后，得到相干光源． 2．双缝干涉图样特点：单色光干涉图样的中央为____________，往两边是______且间距相等的条纹．白光干涉图样的中央为_______，中央白光边缘呈红色，在两侧依次出现彩色条纹，_______最靠近中央，_________最远． 亮条纹 暗 白光 紫光 红光 波长 反比 三、薄膜干涉 1．薄膜干涉中相干光的来源 一列光在膜的___________和___________分别反射，如同由前、后表面发射出来的两列完全相同的光，满足相干条件． 前表面 后表面 2．薄膜干涉图样特点 由于膜的厚度不同，若两列波反射回来的光程差是波长的_________，叠加后振动加强，形成亮条纹；若光程差是半波长的_________ ，叠加后振动减弱，形成_________ ．所以，当膜是楔形时，形成明暗相间的条纹，如果入射光是白光，其中各单色光的波长不同，各自在不同地点出现亮纹，而形成______________． 3．薄膜干涉的应用：检查工件表面是否平整． 整数倍 奇数倍 暗条纹 彩色条纹 图19－5－2 (2)图象特点：中央为亮条纹，两边为等间距对称分布的亮暗相间条纹． 红光(λ最大)亮、暗条纹最宽，紫光亮、暗条纹最窄． 白光干涉图样中央亮条纹外侧为红色． 2．相干光源的两列光波到达某点的路程差等于波长的整倍数时，该处光相互加强，出现亮条纹；当到达某点的路程差为半波长奇数倍时，该处光互相减弱，出现暗条纹．故双缝干涉中央条纹为亮条纹． 图20－1－2 特别提醒：(1)观察的是从膜前、后两表面反射回来的光，不是透过膜的光，眼睛与光源在膜的同一侧． (2)用单色光和白光分别照射同一膜，观察到的现象是不同的．用白光照射膜时，某一位置红光得到加强，其他颜色的光就被削弱，故在此位置看到的是红色，而另一位置则会看到黄色等其他颜色；而在单色光照射下，则会出现亮暗相间的条纹． (3)薄膜既可以是固体、液体，也可以是气体． 如图20－1－3所示．用单色光从上面照射，空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉．如果被检平面是平的，那么空气层厚度相同的各点分布在一条直线上，产生的干涉条纹是等距的平行线，如图20－1－4甲所示；如果被测表面有的地方不平，那么空气层的厚度相同的各点不再位于一条直线上，该处产生的干涉条纹就会发生弯曲，如图乙所示，可判断被检查平面的瑕疵处是凹的． 图20－1－3　　　 图20－1－4 图20－1－5 如图20－1－6所示，在双缝干涉实验中，S1和S2是双狭缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2的距离之差为2.1×10－6 m，今分别利用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验． 图20－1－6 (1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7 m，问P点是亮条纹还是暗条纹？ (2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°，问P点是亮条纹还是暗条纹？ 【答案】　(1)暗条纹　(2)亮条纹 【点评】　这类综合题的求解方法除了用到判断亮条纹和暗条纹的条件，还要用到几何光学中的诸多知识，分析时要注意前后联系． 变式训练1　在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差Δs＝0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现亮、暗条纹的情况是(　　) A．用频率为f1的单色光照射时，出现亮条纹 B．用频率为f2的单色光照射时，出现亮条纹 C．用频率为f1的单色光照射时，出现暗条纹 D．用频率为f2的单色光照射时，出现暗条纹 如图20－1－7所示，一束白