高中物理选修3-4《光的干涉》
高中物理 13.3 光的干涉 新人教版选修3-4
f
m，λ2=
c f2
3.0108 7.51014
m
=4×10-7 m；故双缝到光屏上P点的距离之差d分别是
两 =1种.5单；色所光以波，长用的频倍率数为fn 11 的 单 d 1色 6 6 光 1 1 照0 0 7 7 射 时1 ， ，n 2 P 点 d 出2 现6 4 明1 1 0 0 7 7
路程差正好是半波长的奇数倍。即:|PS1-PS2|= (2k-1)· (k=1，2，3…)k为暗条纹的级次，
2
从第1级暗条纹开始向两侧展开。
【典题通关】 【典例】(2015·全国卷Ⅰ)在双缝干涉实验中，分别 用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕 上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距 Δx2相比，Δx1______(选填“>”“<”或“=”) Δx2。若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕
【解析】选D。双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹， 所有条纹宽度相同且等间距，故A、C是红光、蓝光各 自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样；单缝衍 射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗， 而波长越长，中央亮条纹越粗，故B、D是衍射图样， 紫光波长较短，则中央亮条纹较细，故B是紫光的衍射 条纹，D是黄光的衍射条纹。故选D。
【补偿训练】 1.(多选)双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的 距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干 涉条纹。屏上O点到两缝的距离相等，P点是距O点最近 的第一条亮条纹。已知红光、绿光和蓝光三种色光比 较，红光的波长最长，蓝光的波长最短，那么如果
2019-2020年人教版高中物理选修3-4教学案：第十三章 第3节 光的干涉含答案
第3节
光_的_干
_涉
一、杨氏干涉实验 1．物理史实
1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象，开始让人们认识到光的波动性。
2．双缝干涉实验
(1)实验过程：让一束平行的完全相同的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两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的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉。
(2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。 (3)实验结论：证明光是一种波。 二、光发生干涉的条件 1．干涉条件
两列光的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。 2．相干光源
发出的光能够产生干涉的两个光源。
3．一般情况下很难观察到光的干涉现象的原因
由于不同光源发出的光的频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相位差，故一般情况下不易观察到光的干涉现象。
1.英国物理学家托马斯·杨于1801年成功地观察到了光的干涉现象。
2．双缝干涉图样：单色光——明暗相间的条纹。
3．干涉条件：两列光的频率相同，振动方向相同，相位差恒定。
4．出现明纹与暗纹的条件：两光源到屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时出现亮条纹，奇数倍时出现暗条纹。
1．自主思考——判一判
(1)直接用强光照射双缝，发生干涉。(×)
(2)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。(×)
(3)若用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。(√)
(4)在双缝干涉实验中单缝屏的作用是为了获得一个线光源。(√)
(5)双缝干涉实验证明光是一种波。(√)
2．合作探究——议一议
人教版高中物理选修3-4第十三章知识点汇总
人教版高中物理选修3—4第十三章知识点总结 第十三章 光
一、几何光学：
1、光的直线传播：
2、光的反射：
3、光的折射：
1）介质的折射率：
（1）定义：光从真空射入某种介质时，入射角正弦与折射角正弦的比值称为这种介质的折射率
21sin sin θθ=
n （2）与光在介质中的速度的关系：C
V n = 2）光的折射定律：
①折射光线与入射光线在同一平面内
②折射光线与入射光线分居界面法线的两侧
③入射角正弦与折射角正弦的关系为
光从真空进入介质：n =2
1sin sin θθ 光从介质进入真空：
n 1sin sin 21=θθ 3）测定玻璃的折射率：
4、全反射：
（1）含义：光射到两种介质的界面上全部返回原介质而无折射的现象
（2）发生全反射的条件： ①光从光密介质射向光疏介质
②入射角大于等于临界角
（1）光密介质与光疏介质：两种介质相比，折射率大的介质称为光密介质；
折射率小的介质称为光疏介质
（4）临界角： ①含义：折射角为90○时对应的入射角
②计算公式：n
C 1sin =（从介质射向真空）
（5）光从光密介质射向光疏介质时的其他情况：
入射角增大折射角增大，折射光的强度变小
（6）全反射的应用→光导纤维：
※：光导纤维的应用：医学上的内窥镜，光纤通信
5、白光经过棱镜的色散
（1）产生的原因：不同色光在同一介质中的传播速度不同
（2）说明的问题：白光是一种复色光
（3）不同色光折射率、光速、频率、波长的比较：
二、光的波动性：
1、光的干涉：
1）双缝干涉：
（1）P 点到两光源的路程差：d L
x =∆ （2）相邻亮条纹或相邻暗条纹间隔：λd L x =
人教版物理选修3-4光学知识点总结
S / 物理选修3-4光学知识点
光的直线传播．光的反射
一、光源
1．定义：能够自行发光的物体．
2．特点：光源具有能量且能将其它形式的能量转化为光能，光在介质中传播就是能量的传播．
二、光的直线传播
1．光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：C ＝3×108m/s ；
各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 v<C 。
说明：
① 直线传播的前提条件是在同一种．．．介质，而且是均匀．．
介质。否则，可能发生偏折。如从空气进入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不均匀）。
② 同一种频率的光在不同介质中的传播速度是不同的。不同频率的光在同一种介质中传播速度一般也不同。在同一种介质中，频率越低的光其传播速度越大。根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过C 。
③ 当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时，发生明显的衍射现象，光线可以偏离原来的传播方向。
④ 近年来（1999-2001年）科学家们在极低的压强（10-9Pa ）和极低的温度（10-9K ）下，得到一种物质的凝聚态，
光在其中的速度降低到17m/s ，甚至停止运动。
2．本影和半影
（l ）影：影是自光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域．
（2）本影：发光面较小的光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域．
（3）半影：发光面较大的光源在投影物体后形成的只有部分光线照射的区域．
（4）日食和月食：人位于月球的本影内能看到日全食，位于月球的半影内能看到日偏食，位于月球本影的延伸区域（即“伪本影”）能看到日环食．当地球的本影部分或全部将月球反光面遮住，便分别能看
人教版物理选修3-4光学知识点总结
S S / 物理选修3-4光学知识点
光的直线传播．光的反射
一、光源
1．定义：能够自行发光的物体．
2．特点：光源具有能量且能将其它形式的能量转化为光能，光在介质中传播就是能量的传播．
二、光的直线传播
1．光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：C ＝3×108m/s ；
各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 v<C 。
说明：
① 直线传播的前提条件是在同一种．．．介质，而且是均匀．．
介质。否则，可能发生偏折。如从空气进入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不均匀）。
② 同一种频率的光在不同介质中的传播速度是不同的。不同频率的光在同一种介质中传播速度一般也不同。在同一种介质中，频率越低的光其传播速度越大。根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过C 。
③ 当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时，发生明显的衍射现象，光线可以偏离原来的传播方向。 ④ 近年来（1999-2001年）科学家们在极低的压强（10-9Pa ）和极低的温度（10-9K ）下，得到一种物质的凝聚态，光在其中的速度降低到17m/s ，甚至停止运动。
2．本影和半影
（l ）影：影是自光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域．
（2）本影：发光面较小的光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域．
（3）半影：发光面较大的光源在投影物体后形成的只有部分光线照射的区域．
（4）日食和月食：人位于月球的本影内能看到日全食，位于月球的半影内能看到日偏食，位于月球本影的延伸区域（即“伪本影”）能看到日环食．当地球的本影部分或全部将月球反光面遮住，便分别能看
高中物理选修3-4“光的干涉、衍射和偏振”知识点
高中物理选修3-4知识点
光的干涉、衍射和偏振
1）光的干涉现象：是波动特有的现象，由托马斯•杨首次观察到。
（1）在双缝干涉实验中，条纹宽度或条纹间距：
λd
L x =∆ L ：屏到挡板间的距离，d ：双缝的间距，λ：光的波长，△x ：相邻亮纹（暗纹）间的距离
（2）图象特点：
中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。红光（λ最大）明、暗条纹最宽，紫光明、暗条纹最窄。白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。
2）光的颜色、色散
A 、薄膜干涉（等厚干涉）：
图象特点：同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚度完全相等。
不同λ的光做实验，条纹间距不同
单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平状明暗相间条纹
B 、薄膜干涉中的色散
⑴、各种看起来是彩色的膜，一般都是由于干涉引起的
⑵、原理：膜的前后两个面反射的光形成的
⑶、现象：同一厚度的膜，对应着同一亮纹（或暗纹）
⑷、厚度变化越快，条纹越密
白光入射形成彩色条纹。
C 、折射时的色散
⑴光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折。折射率越大，偏折的程度越大
⑵不同颜色的光在同一介质中的折射率不同。同一种介质中，由红光到紫光，波长越来越短、折射率越来越大、波速越来越慢
3）光的衍射：单缝衍射图象特点：中央最宽最亮；两侧条纹不等间隔且较暗；条纹数较少。（白光入射为彩色条纹）。
光的衍射条纹：中间宽，两侧窄的明暗相间条纹（典例：泊松亮斑）
共同点：同等条件下，波长越长，条纹越宽
4）光的偏振：证明了光是横波；常见的光的偏振现象：摄影，太阳镜，动感投影片，晶体的检测，玻璃反光
⑴偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。
高中物理选修3-4光的本质知识点
高中物理选修3-4光的本质知识点
下面店铺给大家带来高中物理光的本质知识点，希望对你有帮助。高中物理光的本质知识点
一、波的干涉和衍射：
1、干涉：两列频率相同的波相互叠加，在某些地方振动加强，某些地方振动减弱，这种现象叫波的干涉;
(1)发生干涉的条件：两列波的频率相同;
(2)波峰与波峰重叠、波谷与波谷重叠振动加强;波峰与波谷重叠振动减弱;
(3)振动加强的区域的振动位移并不是一致最大;
2、衍射：波绕过障碍物，传到障碍物后方的现象，叫波的衍射;(隔墙有耳) 能观察到明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸比波长小，或差不多;
3、衍射和干涉是波的特性，只有某物资具有这两种性质时，才能说该物资是波;
二、光的电磁说：
1、光是电磁波：
(1)光在真空中的传播速度是3.0×108m/s;
(2)光的传播不需要介质;
(3)光能发生衍射、干涉现象;
2、电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线;
(1)从左向右，频率逐渐变大，波长逐渐减小;
(2)从左到右，衍射现象逐渐减弱;
(3)红外线：热效应强，可加热，一切物体都能发射红外线;
(4)紫外线：有荧光效应、化学效应能，能辨比细小差别，消毒杀菌;
3、光的衍射：特例：萡松亮斑;
4、光的干涉：
(1)双缝(双孔)干涉：波长越长、双孔距离越小、光屏间距离越大，相邻亮条纹间的距离越大;
(2)薄膜干涉：特例：肥皂泡上的彩色条纹;检测工件的平整性，夏天油路上油滴成彩色;
三、光电效应：在光的照射下，从物体向外发射出电子的现象叫光电效应，发射出的电子叫光电子;
1、现象：
高二物理选修3-4光的干涉课件
单缝 双缝
屏幕
S1 S S2 红滤色片
双缝
屏幕
S1 S2 P
中央亮纹
P δ=0
S1 S2
由于从S1S2发出的光是振动情况完全 相同，又经过相同的路程到达P点，其中 一条光传来的是波峰，另一条传来的也一 定是波峰，其中一条光传来的是波谷，另 一条传来的也一定是波谷，确信在P点激 起的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波 谷相遇，振幅A＝A1+A2为最大，P点总是振 动加强的地方，故应出现亮纹，这一条亮 纹叫中央亮纹。
双缝
屏幕
P1 S1 P1
来自百度文库S1 S2
第一亮纹
S2
λ
λ
δ=λ
取P点上方的点P1，从S1S2发出 的光到P1点的光程差就不同，若这 个光程差正好等于波长的整数倍， 比如δ= S1－S2=λ，出现第一条亮 纹。
双缝
屏幕
P2
S1 S2
第二亮纹
2λ
屏上P1点的上方还可以找到 δ= S1－S2＝2λ的P2点出现第 二条亮纹。
2
思考：1、干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种
波，就必然会观察到光的干涉现象．你看见过光的干涉现 象吗？如果真的存在光的干涉现象，那么，光的干涉现象 的干涉图样又是怎么样？ 光的干涉：两列相干光波相叠加， 某些区域的光被加强，某些区域 的光被减弱，且加强区与减弱区 互相间隔的现象叫光的干涉现象.
高中物理人教版选修3-4课件：13.3 光的干涉
题后反思:判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹, 要看该点到两个光源 (双缝)的路程差(光程差)与波长的比值, 要记住路程差等于波长整数 倍处出现亮条纹, 等于半波长奇数倍处为暗条纹。 还要注意这一结论 成立的条件是:两个光源情况完全相同。
1 下列说法中正确的是( ) A. 机械波和光波本质上不相同, 但它们都能发生反射、 折射、 干涉和 衍射现象 B. 托马斯· 杨利用双缝干涉实验有力地说明了光是一种波 C. 光波和机械波一样依赖于介质传播 D. 频率相同的不同种波, 也能发生干涉 解析:机械波和光波的产生机制不同, 即本质上有所区别, 但都有波的 共性, 即能发生反射、折射、衍射及干涉现象,A 项正确;干涉是波特 有的现象, 只要是波就都能发生干涉现象, 托马斯·杨利用光通过双缝 装置成功地观察到了干涉图样, 这就有力地说明了光是一种波, 所以 选项 B 是正确的;机械波是机械振动在介质中的传播, 而光在真空中 就可以传播, 所以 C 项错误;频率相同的不同种波, 也能发生干涉是正 确的, 形成干涉的两个必要条件是:频率相同和相位差恒定, 而没有限 制波的种类, 因此,D 项正确。 答案:ABD
对相干光源的理解
两个光源发出的光满足相干条件, 这样的光源叫相干光源。 即相 干光源发出的光必须满足: (1)频率相等。 (2)振动方向一致。 (3)相位差恒定。 在机械波中, 只要两波源满足频率相等、振动方向一致, 则其相 位差一定恒定。因此教材中并没有刻意提出相位差恒定这一条件。 但在光波中, 由于光是由大量原子中的核外电子跃迁产生的, 对于两 个独立的光源来说, 即使频率相等, 其相位差也不恒定。因此, 在室内 打开两盏电灯时, 看不到干涉现象。 要想得到相干光源, 必须由一个光源发出光, 然后把它分成两束 光, 作为两个波源发出的光。 这样这两个波源就成为相干波源了。 杨 氏双缝干涉实验就采用了这种方法。
教科版选修3-4 第5章 第1节 光的干涉
第1节
光_的_干_涉
1.用单色光做双缝干涉实验时，屏上出现明暗相间的条纹，用白光做双缝干涉实验时，屏上出现彩色条纹。
2．屏上某点到双缝的距离之差Δr＝±kλ时，该点为明条纹，屏上某点到双缝的距离之差Δr＝±(2k－1)λ
2时，该点为暗条纹。
3．干涉图样中，相邻两明条纹或暗条纹的间距相同。
4．薄膜干涉是膜的前后两表面的反射光的干涉，观察薄膜干涉时，观察者应与光源在薄膜的同侧。
1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。(如图所示) 1．实验过程
让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个光源，它们的振动情况总是相同的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加。
2．实验现象
在屏上得到明暗相间的条纹。 3．实验结论
实验证明光是一种波。
[跟随名师·解疑难]
1．双缝干涉实验的装置示意图
实验装置如图所示，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情况。如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏。杨氏那时没有激光，因此他用强光照射一条狭缝，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
红色平行光照射到双缝S 1、S 2上，这样一束光被分成两束振动情况完全一致的相干光。 4．屏上某处出现亮、暗条纹的条件
频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动总是同相；暗条纹处总是振动反相。具体产生亮、暗条纹的条件为：
(1)亮条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。即： |PS 1－PS 2|＝kλ＝2k·λ
高中物理选修3-4光的干涉和衍射知识点复习总结题型复习总结同步巩固练习
高中物理选修3-4光的干涉和衍射知识点复习总结题型复习总
结同步巩固练习
高中物理选修3-4
光的干涉和衍射
题型1（光的干涉——双缝干涉）
1、光的波动性
17世纪惠更斯提出的波动说，认为光是在空间传播的某种波。19世纪初，人们成功地观察到了光的干涉和衍射现象，从而证明了波动说的正确性。
2、产生光的干涉现象的条件
只有由想干波源（即振动情况完全相同的光源）发出的光，才能产生光的干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。
3、光的干涉现象证明了光是一种波
光的颜色由光的频率决定。红光频率最小，在真空中波长最长，紫光频率最大，在真空中波长最短。由红到紫频率逐渐增大，在真空中波长逐渐减小。
在同种介质中不同频率的可见光折射率不同，介质对频率高的折射率大。对红光折射率最小，对紫光折射率最大，红光传播速度最大，紫光传播速度最小。
在不同介质中传播速度不同，但频率保持不变，波长变化。波长、波速和频率的关系是。由光在真空中、介质中光的传播速度、波长、频率间的关系、得：，而，所以同一色光在真空中波长和介质中波长的关系是。
3、双缝干涉
（1）双缝干涉的原理
使太阳光或某种单色光，通过一个具有单一狭缝的挡板，成为线光源，再让这一束光射到另一个具有相隔很近的两条狭缝的挡板上，而单缝到两条狭缝的距离相等，通过双缝的两束光就成了相干光源（即频率相同的两束光），当它们相遇在屏幕上时，相互叠加就形成
了稳定的干涉条纹。
（2）双缝干涉的规律
双缝干涉的实验装置如图所示，用、表示双缝，它们之间的距离为d，双缝到屏幕之间的
距离为L，屏幕上某一点P（或Q）到双缝的距离分别为、，则通过双缝、的光到达
高中物理选修3-4“光的干涉、衍射和偏振”知识点
高中物理选修3-4知识点
光的干涉、衍射和偏振
1）光的干涉现象：是波动特有的现象，由托马斯•杨首次观察到。
（1）在双缝干涉实验中，条纹宽度或条纹间距：
λd
L x =∆ L ：屏到挡板间的距离，d ：双缝的间距，λ：光的波长，△x ：相邻亮纹（暗纹）间的距离
（2）图象特点：
中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。红光（λ最大）明、暗条纹最宽，紫光明、暗条纹最窄。白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。
2）光的颜色、色散
A 、薄膜干涉（等厚干涉）：
图象特点：同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚度完全相等。
不同λ的光做实验，条纹间距不同
单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平状明暗相间条纹
B 、薄膜干涉中的色散
⑴、各种看起来是彩色的膜，一般都是由于干涉引起的
⑵、原理：膜的前后两个面反射的光形成的
⑶、现象：同一厚度的膜，对应着同一亮纹（或暗纹）
⑷、厚度变化越快，条纹越密
白光入射形成彩色条纹。
C 、折射时的色散
⑴光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折。折射率越大，偏折的程度越大
⑵不同颜色的光在同一介质中的折射率不同。同一种介质中，由红光到紫光，波长越来越短、折射率越来越大、波速越来越慢
3）光的衍射：单缝衍射图象特点：中央最宽最亮；两侧条纹不等间隔且较暗；条纹数较少。（白光入射为彩色条纹）。
光的衍射条纹：中间宽，两侧窄的明暗相间条纹（典例：泊松亮斑）
共同点：同等条件下，波长越长，条纹越宽
4）光的偏振：证明了光是横波；常见的光的偏振现象：摄影，太阳镜，动感投影片，晶体的检测，玻璃反光
⑴偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。
高二物理选修34第十三章：第3节：光的干涉
第十三章光
光具有波粒二象性。光电效应现象说明波有粒子性；光的干涉、衍射和偏振现象说明光具有波动性，光波是横波。麦克斯韦电磁场理论说明光是一种电磁波，赫兹用实验证实了光确实是一种电磁波。激光是一种人造光源，具有很多特性，在科学研究和工农业生产中有广泛的应用。
3 光的干涉
●教学目标
一、知识目标
1.通过实验观察，让学生认识光的衍射现象，知道发生明显的光的衍射现象的条件，从而对光的波动性有进一步的认识.
2.通常学习知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似规律.
二、能力目标
1.通过讨论和对单缝衍射装置的观察，理解衍射条件的设计思想.
2.在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上，培养学生比较推理能力和抽象思维能力.
三、德育目标
通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习，培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德.
●教学重点
单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件.
●教学难点
衍射条纹成因的初步说明.
●教学方法
1.通过机械波衍射现象类比推理，提出光的衍射实验观察设想.
2.通过观察分析实验，归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现.
3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化，加深对衍射图象的了解.
●教学用具
JGQ型氦氖激光器25台，衍射单缝（可调缝宽度），光屏、光栅衍射小圆孔板，两支铅笔（学生自备），日光灯（教室内一般都有），直径5 mm的自行车轴承用小钢珠，被磁化的钢针（吸小钢珠用），投影仪（本节课在光学实验室进行）.
●课时安排：1课时
1.实验：双缝干涉
沪教版高中物理选修3-4第6讲：光的干涉(学生版)——公主坟陈亚光
光的干涉
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1.理解双缝干涉和薄膜干涉。
2.学会用双缝实验测量光的波长。
干涉
1.双缝干涉
①由同一光源发出的光射到有两条狭缝的挡板上，这两条狭缝相距很近，这样一来，这两个狭缝就形成了两个振动情况相同的波源，这两个波源发出的光在挡板后的空间互相叠加，使得光在一些位置相互加强，在另一些位置相互削弱，在挡板后的屏上得到明暗相间的条纹，这就是双缝干涉.
②屏上某点到双缝的路程差是波长整数倍处出现亮纹，是半波长的奇数倍处出现暗纹．
③相邻的明条纹（或暗条纹）之间距离x
∆与波长λ、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为
l x
d λ
∆=，据此可求出光的波长.
2.薄膜干涉
光照射到薄膜上时，被膜的前、后表面反射的两列光相叠加，也可发生干涉现象．若入射光为单色光，可形成明暗相间的干涉条纹；若入射光为白光，可形成彩色的干涉条纹．利用双缝干涉可以精确测定光的波长，而薄膜干涉常用于检查平面质量和镜头的增透膜．
类型一：双缝干涉实验
例1在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕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），这时
A
B
C
D
解析：在双缝干涉实验的装置中，缝的宽度跟光的波长相差不多．在双缝分别放上红色和绿色滤光片之后，由于红光和绿光的频率不相等，在光屏上不可再出现干涉条纹了．但由于满足产生明显衍射现象的条件，所以在屏上将同时出现红光和绿光的衍射条纹．故正确的选项为C．
人教版选修3-4 13.3 光 的 干 涉 教案 word版含答案
课时13.3光的干涉
1.通过实验观察,认识光的干涉现象。理解光是一种波,干涉是波特有的性质。
2.明确光产生干涉的条件以及相干光源的概念。
3.理解干涉的原理、干涉条纹形成的原因及特点,能够利用明暗条纹产生的条件解决相应的问题。
重点难点:光的干涉产生的条件,形成明暗条纹的条件,以及双缝干涉中明暗条纹的有关计算。
教学建议:本节主要讲杨氏双缝干涉实验和决定条纹间距的条件。教学中要注意回顾和应用机械波干涉的相关知识,分析光屏上明暗条纹的分布规律,这可以进一步加深学生对光的波动性的认识。本节做好光的干涉的演示实验是使学生正确理解本节知识的关键。
导入新课:在托马斯·杨之前,不少人都曾进行过光学实验,试图找到证明光的波动性的有力证据:光的干涉和衍射现象。但这些实验都失败了,原因是他们不能找到相干光源。直到1801年托马斯·杨做了著名的干涉实验,为光的波动说奠定了基础。杨氏干涉实验巧妙地解决了相干光源问题,它的巧妙之处在哪?
1.杨氏干涉实验
(1)1801年,英国物理学家①托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。证明光的确是一种②波。
(2)双缝干涉实验:让一束③单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上,狭缝相距很近,就形成了两个波源,它们的④频率、⑤相位和⑥振动方向总是相同。这两
个波源发出的光在挡板后互相叠加,挡板后面的屏上就可以得到⑦明暗相间的条纹。
2.决定条纹间距的条件
(1)出现亮条纹的条件:当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的⑧偶数倍时(即恰好等于波长的⑨整数倍时),两列光在这点相互⑩加强,这里出现亮条纹。
光第3节光的干涉课件-人教版高中物理选修3-4
|PS1－PS2|＝kλ＝2k2λ(k＝0,1,2,3……) k＝0 时，PS1＝PS2，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 次。 (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： |PS1－PS2|＝(2k－1)2λ(k＝1,2,3……) k 为暗条纹的级次，从第 1 级暗条纹开始向两侧展开。
双缝干涉图样的特点
1．单色光的干涉图样 若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条 纹间距相等。中央为亮条纹，两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离 与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大。
2．白光的干涉图样 若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色 的。这是因为： (1)从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的 条纹，各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。 (2)两侧条纹间距与各色光的波长成正比，即红光的亮条纹间 距宽度最大，紫光的亮条纹间距宽度最小，即除中央条纹以外的其 他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。
C．C 位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定
D．以上结论都不对
解析：本题中，A、B、C 三点总是振动 加强的点屏上对应出现的都是亮条纹。 另外，要特别注意波谷与波谷相遇的点 (图中 B 点)振动也是加强的，不要以为 B 点是暗的。 答案：A
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探究1：光是一种波
光单 色
S1 S2
双缝
屏
双缝干涉图样
单
色
激
S1
光
束
S2
双缝
屏
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
图样有何特征？ 明暗相间 等间距 中央亮条纹
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1
S2
亮条纹 亮条纹
出现亮条纹的条件
亮条纹
s 2n •
2
（ n=0，1，2，3…）
【例2】（2010·福州高二检测）关于杨氏双缝干涉实验
，下列说法正确的是（ B ）
A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 C.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上 将呈现彩色条纹 D.照射单缝的单色光的波长越短，光屏上出现的条纹宽 度越宽
【自主解答】选B.用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将 呈现彩色条纹，故A错.用红光作光源，屏上将呈现红色 亮条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，故B正确.红光和紫 光频率不同，不能产生干涉条纹，故C错.单色光的波长 越短，光屏上出现的条纹越窄，故D错.
【典例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 μm,若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和 f2=7.5×1014Hz 的单色光垂直照射双缝，则P点出现明 、暗条纹的情况是 A.单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹 B.单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹 C.单色光f1照射时出现明条纹，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 明条纹
波长越短的光波，对同一装置，干涉条纹越窄.绿光的波 长小于黄光的波长，所以绿色光照射薄膜产生的干涉条 纹间距比黄光照射的间距小.选项C正确. 出现亮、暗条纹的位置与薄膜厚度有关，对于某位置， 若光线叠加后加强，则与此等厚度的位置反射光线叠加 都加强，从而形成亮条纹.对暗条纹也是一样道理.由于薄 膜同一水平线上的厚度相同，因此干涉条纹基本上是水 平的，所以选项D错误.故选A、C.
干涉图样分析
红光
＋
蓝光
……
红 700nm 兰 470nm
……
白光
亮暗相间彩色条纹
Байду номын сангаас
X = L
d
结论：
1、改变光屏到双缝的距离L，观察干涉条纹的间 距有何变化？随光屏到双缝的距离L增大而增大 2、改变双缝的间距d，观察干涉条纹的间距有何 变化？ 随双缝的间距d增大而减小 3、分别用红光和紫光照射双缝，观察干涉条纹 的间距有什么不同？红光波长长干涉条纹的间距大 想一想，双缝干部涉条纹的间距可能与哪些因素 有关？
【标准解答】选A、C.两列波产生干涉时，频率必须相同 ，否则不可能产生干涉现象，而不是干涉不稳定，故A正 确、B错.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时， 从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现 亮条纹；若该路程差是光半波长的奇数倍时出现暗条纹 （注意是半波长而不是波长），故C正确、D错.
μm，
因P点到双缝的距离之差Δx=0.6 μm=λ1,所以用f1照
射时P点出现亮条纹.Δx=0.6 μm= 32λ2,所以用f2照
射时P点出现暗条纹，故选项C正确.
【例3】关于光在竖直肥皂液薄膜上产生的干涉现象，下
列说法中正确的是（A、C ）
A.干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两表面发生反射 ，形成的两列光波叠加的结果 B.若出现明暗相间的条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度 是均匀的 C.用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射间 距小 D.薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1
S2
λ/2
暗条纹
出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹 暗条纹
s 2n • （ n=0，1，2，3…）
2
s 2n 1•
2
（ n=0，1，2，3…）
光的干涉
双缝干涉
激双 光缝 束
屏上看到明暗相间的条纹 结论:光是一种波
屏
观察思考？
1、改变光屏到双缝的距离L，观察干涉条纹的间 距有何变化？ 2、改变双缝的间距d，观察干涉条纹的间距有何 变化？ 3、分别用红光和紫光照射双缝，观察干涉条纹 的间距有什么不同？ 想一想，双缝干部涉条纹的间距可能与哪些因素 有关？
（）
A.变疏
B.变密
C.不变
D.消失
【标准解答】选A、C.要想产生干涉现象，必须有两列相 干光源.在肥皂膜干涉中，薄膜前后两表面反射的光正好 是两个相干光源，它们相互叠加形成干涉条纹，所以选 项A正确. 肥皂膜在重力作用下，上面薄、下面厚，厚度是不均匀 的，并且厚度均匀的薄膜是不会出现干涉条纹的（若厚 度相同，路程差处处相等，两列波叠加后，若是加强， 处处光线加强，若是减弱，处处光线减弱，不会出现明 暗相间条纹），所以选项B错误.
【思路点拨】判断屏上某点是亮条纹还是暗条纹，要
看该点到两个光源(双缝)的路程差与波长的比值.
【自主解答】选C.单色光f1的波长
λ1=
c f1
= 310m8 =0.6×10-6 m=0.6 μm，
5.0 1014
单色光f2的波长
λ2=
c f2
=
3m10=8 0.4×10-6
7.5 1014
m=0.4
【典例2】如图所示,劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如 图(a)所示.将一块平板玻璃放置在另一块平板玻璃之上, 在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈 形空气薄膜.当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如 图(b)所示.现若在图(a)装置中抽去一张纸片,则当光垂直
入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉A条纹
对光本性的认识，人类经 历了十分漫长的过程，牛 顿认识光是一种粒子流， 与牛顿同时代的惠更斯则 认为光是波，他开创了光 的波动论。
1801年，英国物理学家 托马斯·杨在实验室里 成功的观察到了光的干 涉现象．
一、双缝干涉
观察思考？
用一束平行的红色激
光束照射有两条狭缝 （也称双缝）S1和S2 的档板（S1和S2相距 0.1m），观察挡板后 面与档板平行的屏幕 上所出现的条纹。
思考６：增透膜能否将所有反射光都抵消
思考７：那么，怎样来确定增透膜的厚度？
照相机和望远镜
因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以增透膜的
厚度为绿光在增透膜中波长的1/4。以增大绿光的
透射强度。
因为红光与紫光反射强度大，所以照相机的镜头 常呈淡紫色或蓝色
【例1】关于光的干涉，下列说法正确的是 A、C
A.只有频率相同的两列光波才能产生干涉 B.频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定 C.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个 狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹 D.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个 狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹
光的干涉现象在技术中的应用
用干涉法检查各种 镜面的平整程度。
如果被测平面是平 的，干涉条纹就是 一组平行的。如果 干涉条纹发生弯曲， 就表明被测表面不 平的。
增 透 膜
b.增透膜
原理：当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长 的１∕４时，在薄膜的两个面上的反射光，光 程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到 减小反射光，增大透射光的作用
第五章 光的波动性 1、光的干涉
光 是什么— 17世纪的两种学说
•牛
顿
的
微
粒
说
对光本性的认识，人类经历
了十分漫长的过程，牛顿认
识光是一种粒子流，与牛顿
同时代的惠更斯则认为光是 波，他开创了光的波动论。
• 惠更斯的波动说
• 假如你认为光是波，准 备通过哪些物理现象来证 明呢？
假设光真的是一种波 我们必然能看到波特有的现象
二、薄膜干涉
用一根吸管蘸一点肥皂 溶液，可以吹出一串肥 皂泡，每个肥皂泡都呈
现出五颜六色，你能
解释这个现象吗？
薄膜干涉：产生原因
产生原因是当肥皂膜竖直放置 ，由于重力作用，膜上薄下厚 。光照射到肥皂膜上，经前后 膜两次反射，又叠加在一起， 后膜反射光的路程比前膜反射 多2倍膜厚。若膜厚度2倍等于 波长整数倍，两列光波加强， 呈现明纹。若某种膜厚度2倍等 于半个波长奇数倍，此处两处 两列波互相减弱，出现暗纹。 膜厚度变化是连续的，就了现 明暗相间条纹。