2024年新教材高中物理第四章光第3节光的干涉学案新人教版选择性必修第一册.docx

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第3节光的干涉

课标解读

课标要求

素养要求

1.视察光的干涉现象。2.了解光的干涉现象产生的条件。

3.知道光的干涉现象在生产生活中的应用。

1.物理观念：知道光的干涉现象和干涉条件，并能从光的干涉现象中说明光是一种波。

⒉科学思维：理解杨氏双缝干涉试验亮暗条纹产生的条件。了解薄膜干涉现象，并了解薄膜干涉的应用。

自主学习·必备学问

教材研习

教材原句

要点一光的双缝干涉

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，它们的频率、相位和振动方向总是相同

要点二干涉条纹和

光的波长之间的关系

相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是Δx=ld

要点三薄膜干涉

通常而言，不同位置的液膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的反射光的路程差不同。在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现了亮条纹；在另一些位置，叠加后相互减弱，出现了暗条纹③。

自主思索

①（1）两只手电筒射出的光束在空间相遇，能否视察到光的干涉现象？

（2）在双缝干涉试验中，用白光作光源，在两条狭缝上，一个用红色滤光片（只允许通过红光）遮挡，一个用绿色滤光片（只允许通过绿光）遮挡，屏上还有干涉条纹吗？

（3）发生双缝干涉时视察到的试验现象是什么？

答案：提示（1）不能。两只手电筒射出的光束在空间相遇，不满意光发生干涉的条件，不能视察到光的干涉现象。

（2）屏上不会出现干涉条纹，因为双缝分别用红、绿滤光片遮挡后，透过的两束光频率不相等，就不是相干光源了，不会再发生干涉。

（3）来自两个光源的光在一些位置相互加强，在另一些位置相互减弱，因此在挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹。

②（1）请叙述公式中各个物理量的含义。

（2）用白光做双缝干涉试验，条纹有什么特点？

答案：提示（1）公式中Δx指的是相邻亮条纹或暗条纹的间距，d指的是双缝间距，l指的是双缝到屏的距离，λ指的是光的波长。

（2）用白光做双缝干涉试验，从红光到紫光其波长由大到小，它们的干涉条纹间距也是从大到小。屏中心各色光都得到加强，混合成白色，但两侧因条纹间距不同而分开成彩色，而且同一级条纹内紫外红。

③（1）视察薄膜干涉的条纹时，是在光源的同一侧还是另一侧？

（2）薄膜干涉条纹有什么特点？

答案：提示（1）同一侧。薄膜干涉是光照在薄膜上时，前后两个面的反射光叠加形成的。

（2）用单色光照耀得到明暗相间的条纹，用白光照耀得到彩色条纹。

名师点睛

1.1801年，英国物理学家托马斯·杨胜利地视察到了光的干涉现象。

2.当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时（即恰好等于波长的整数倍时），两列光在这点相互加强，这里出现亮条纹；当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光在这一点相互减弱，这里出现暗条纹。

3.相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是Δx=ldλ，已知双缝间距d，再测出双缝到屏的距离l

互动探究·关键实力

探究点一光的双缝干涉

情境探究

1.自制双缝干涉的方法如图所示，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；让激光束通过自制的双缝，视察在光屏上出现的现象。保持双缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距如何改变？

答案：提示相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是Δx=Ldλ，保持双缝到光屏的距离L

探究归纳

1.双缝干涉的试验装置示意图

试验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。

2.单缝屏的作用

获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动状况，假如用激光干脆照耀双缝，可省去单缝屏。托马斯·杨那时没有激光，因此他用强光照耀一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光。

3.双缝屏的作用

平行光照耀到单缝S上，又照耀到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同、振动状况完全

4.屏上某处出现亮、暗条纹的条件

（1）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整数倍或半波长的偶数倍。即

（2）暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍。即

5.干涉条纹和光的波长之间的关系

相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是Δx=l

探究应用

例在双缝干涉试验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6μm，若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的x单色光a、

A.单色光a和b分别照耀时，均出现亮条纹

B.单色光a和b分别照耀时，均出现暗条纹

C.单色光a照耀时出现亮条纹，单色光b照耀时出现暗条纹

D.单色光a照耀时出现暗条纹，单色光b照耀时出现亮条纹

答案：C

解析：单色光a的