2015-2016学年鲁科版选修3-4：第五章 第一节 光的干涉 第2课时 作业
鲁科版-选修3-4-第5章 光的干涉 衍射 偏振-第1节 光的干涉 微课
牛顿环牛顿在光学中的一项重要发现就是"牛顿环"。
这是他在进一步考察胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩问题时提出来的。
牛顿环实验是这样的：取来两块玻璃体，一块是１４英尺望远镜用的平凸镜，另一块是５０英尺左右望远镜用的大型双凸透镜。
在双凸透镜上放上平凸镜，使其平面向下，当把玻璃体互相压紧时，就会在围绕着接触点的周围出现各种颜色，形成色环。
于是这些颜色又在圆环中心相继消失。
在压紧玻璃体时，在别的颜色中心最后现出的颜色，初次出现时看起来像是一个从周边到中心几乎均匀的色环，再压紧玻璃体时，这色环会逐渐变宽，直到新的颜色在其中心现出。
如此继续下去，第三、第四、第五种以及跟着的别种颜色不断在中心现出，并成为包在最内层颜色外面的一组色环，最后一种颜色是黑点。
反之，如果抬起上面的玻璃体，使其离开下面的透镜，色环的直径就会偏小，其周边宽度则增大，直到其颜色陆续到达中心，后来它们的宽度变得相当大，就比以前更容易认出和训别它们的颜色了。
牛顿测量了六个环的半径（在其最亮的部分测量），发现这样一个规律：亮环半径的平方值是一个由奇数所构成的算术级数，即１、３、５、７、９、１１，而暗环半径的平方值是由偶数构成的算术级数，即２、４、６、８、１０、１２。
例凸透镜与平板玻璃在接触点附近的横断面，水平轴画出了用整数平方根标的距离：√１＝１√２＝１.41,√3=,√4=2,√5=等等。
在这些距离处，牛顿观察到交替出现的光的极大值和极小值。
从图中看到，两玻璃之间的垂直距离是按简单的算术级数，１、２、３、４、５、６……增大的。
这样，知道了凸透镜的半径后，就很容易算出暗环和亮环处的空气层厚度，牛顿当时测量的情况是这样的：用垂直入射的光线得到的第一个暗环的最暗部分的空气层厚度为１/189000英寸，将这个厚度的一半乘以级数１、３、５、７、９、１１，就可以给出所有亮环的最亮部分的空气层厚度，即为１/178000,3/178000,5/178000,7/178000……它们的算术平均值2/178000,4/178000,6/178000……等则是暗环最暗部分的空气层厚度。
【教师】高中物理第5章光的干涉衍射偏振第1节光的干涉教师用书鲁科版选修34
【关键字】教师第1节光的干涉光的干涉及其产生条件[先填空]1．干涉现象两束光相遇时，如果满足一定的条件，就会产生干涉现象，在屏上出现明暗相间的干涉条纹．2．由干涉现象得出的结论光具有波的特性，光是一种波．3．相干条件要使两列光波相遇时产生干涉现象，两光源必须具有相同的频率和振动方向，还要满足相位差恒定．4．相邻条纹间距公式：Δy＝λ.[再判断]1．如果两列光波到达某点时，路程差为波长的整数倍，这两列波互相加强，在那里就出现亮条纹．(√)2．在干涉条纹中，相邻两条亮纹或暗纹之间的距离是相等的．(√)3．光波的波长λ越大，相邻两条纹间的距离越小．(×)[后思考]两只手电筒射出的光束在空间相遇，能否观察到光的干涉现象？【提示】两只手电筒射出的光束在空间相遇，不满足光发生干涉的条件，不能观察到光的干涉现象．[核心点击]1．双缝干涉的示意图图5-1-12．单缝的作用用同一极小部分光源产生的光形成点光源，最大限度地保证光的相干性．3．双缝的作用平行光照射到单缝S上后，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和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步调总是一致，即振动方向总是相同；暗条纹处振动步调总是相反．具体产生亮、暗条纹的条件为(1)亮条纹产生的条件：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：|PS1－PS2|＝kλ＝2k·(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)暗条纹产生的条件：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)·(k＝0,1,2,3，…)k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开．5．干涉图样的特点图5-1-2(1)单色光的干涉图样特点：中央为亮条纹，两边是明、暗相间的条纹，且相邻亮条纹与亮条纹中心间、相邻暗条纹与暗条纹中心间的距离相等．(2)白光的干涉图样：若用白光做实验，则中央亮条纹为白色，两则出现彩色条纹，彩色条纹显示不同颜色光的干涉条纹间距是不同的．1．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( )A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的奇数倍处出现暗条纹D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生E．用同一装置做实验，不同颜色的光产生的干涉条纹间距不同【解析】在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故选项A错误、B正确．在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗纹，选项C正确．两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，故选项D错误．不同颜色的光波长不同，根据Δy＝λ，E正确．【答案】BCE2.在双缝干涉实验中，屏上一点P 到双缝的距离之差为1.5×10－若用频率为5.0×1014 Hz 的单色光照射双缝，该点出现亮条纹还是暗条纹？从屏中心算起这是第几条什么条纹？【导学号：】【解析】 该单色光的波长λ＝＝ m ＝6×10－7 m ，P 点到双缝的距离差与波长的大小关系为1.5×10－6 m ＝2.5λ，即距离差为半波长的奇数倍，P 点处是暗条纹．令2.5λ＝(2k －1)(k ＝1,2,3，…)，得k ＝3，这是第3条暗条纹．【答案】 暗条纹 第3条暗条纹分析双缝干涉中明暗条纹问题的步骤1．由题设情况依λ真＝nλ介，求得光在真空(或空气)中的波长．2．由屏上出现明暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还是暗条纹．3．根据明条纹的判断式Δr ＝kλ(k ＝0,1,2，…)或暗条纹的判断式Δr ＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2，…)，判断出k 的取值，从而判断条纹数． 实 验 : 用 双 缝 干 涉 测 定 光 的 波 长1．实验目的(1)观察白光及单色光的双缝干涉图样．(2)掌握用公式Δy ＝l dλ测定单色光的波长的方法．2．实验器材双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺．3．实验步骤(1)器材的安装与调整：①先将光源(线状光源)、遮光筒依次放于光具座上，如图513所示，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮；图513②将单缝和双缝安装在光具座上，使线状光源、单缝及双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上，如图514所示，并注意使双缝与单缝相互平行，调节分划板位置到分划板中心刻线位于光屏中央．图514(2)观察双缝干涉图样：①调节单缝的位置，使单缝和双缝间距离保持在5～10 cm ，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时通过测量头上的目镜观察干涉条纹，若干涉条纹不清晰，可通过遮光筒上的调节长杆轻轻拨动双缝，即可使干涉条纹清晰明亮．在屏上就会看到白光的双缝干涉图样；②将红色(或绿色)滤光片套在单缝前面，通过目镜可看到单色光的双缝干涉条纹； ③在光源及单缝之间加上一凸透镜，调节光源及单缝的位置，使光源灯丝成像于单缝上，可提高双缝干涉条纹的亮度，使条纹更加清晰，如图515所示．图515(3)测定单色光的波长：①转动手轮，使分划板中心刻线对齐某条亮纹的中央，记下手轮上的读数a 1；转动手轮，使分划板中心刻度线移动至另一条亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a 2；并记下两次测量的条纹数n ，则相邻两亮条纹间距Δy ＝|a 2－a 1|n －1； ②用刻度尺测量双缝到光屏的距离l (双缝间距d 是已知的)；③将测得的l 、Δy 代入Δy ＝l dλ求出光的波长λ；④多次重复上述步骤，求出波长的平均值； ⑤换用不同的滤光片，重复上述实验．3．如图516所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增大相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取____________________或____________________的方法．图516【解析】 做该实验时用单色光，应特别注意，②是滤光片，其他依次是单缝屏、双缝屏、遮光筒和毛玻璃屏．由条纹间距公式Δx ＝l dλ可知，要增大相邻条纹间距，应该增大双缝屏到光屏的距离或者减小两缝间距离．【答案】 滤光片 单缝屏 双缝屏 增大双缝屏到光屏的距离 减小双缝屏两缝间距离4．现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光光源C 、单缝D 和透红光的滤光片E 等光学元件，要把它们放在如图517所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.【导学号：】图517(1)将白光光源C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C 、________、A .(2)本实验的实验步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； ③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离．在操作步骤②时还应注意______________和______________．(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图518甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图518乙中手轮上的示数________ mm ，求得相邻亮纹的间距Δx 为________ mm.图518(4)已知双缝间距d 为2.0×10－4m ，测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ，由计算公式λ＝________，求得所测红光波长为________ mm.【解析】 (1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为光源、滤光片、单缝、双缝、屏，因此应填：E 、D 、B .(2)单缝与双缝的间距为5～10 cm ，使单缝与双缝相互平行．(3)甲图的读数为2.320 mm乙图的读数为13.870 mmΔx ＝13.870－2.3206－1mm ＝2.310 mm (4)由Δx ＝l d λ可得：λ＝d l Δx可求出λ＝2.0×10－40.700×2.310 mm＝6.6×10－4 mm 【答案】 (1)E 、D 、B (2)单缝与双缝的间距为5～10 cm 使单缝与双缝相互平行(3)13.870 2.310 (4)dl Δx 6.6×10－4测量Δy 的方法测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图519所示，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(或向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n 个亮纹间的距离a ，则可求出相邻两亮纹间的距离Δy ＝an －1.测量头 分划板中心刻线与条纹的中心对齐图519薄 膜 干 涉 及 其 应 用[先填空]1．薄膜干涉由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象．2．薄膜干涉实例(1)色彩斑斓的肥皂泡；(2)五颜六色的油膜．3．薄膜干涉现象的实用价值(1)劈尖干涉是一种劈形空气薄膜干涉，可用于平面平整程度检查；(2)在照相机、望远镜等高质量的光学仪器中，在其镜头的表面镀上透明的增透膜，用来增加透射光的能量．[再判断]1．薄膜干涉是通过两个表面折射的光线产生的．(×)2．增透膜的厚度应等于光在空气中的波长的四分之一．(√)3．水面上漂浮的油膜出现彩色条纹是薄膜干涉现象．(√)[后思考]如图5110所示是几种常见的薄膜干涉图样，这些干涉图样是怎样形成的呢？图5110【提示】是由薄膜上、下表面反射光束相遇而产生的干涉．[核心点击]1．薄膜干涉现象(1)现象：①每一条纹呈水平状态排列．②由于各种色光干涉后相邻两亮纹中心的距离不同，所以若用白光做这个实验，会观察到彩色干涉条纹．(2)成因：①如图5111所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用，下面厚、上面薄．图5111②在薄膜上不同的地方，从膜的前、后表面反射的两列光波叠加，在某些位置这两列波叠加后互相加强，则出现亮条纹；在另一些位置，叠加后互相削弱，则出现暗条纹．故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹．③若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹．2．用干涉法检查平面平整度：如图5112甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的．如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图5112乙中P条纹所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图5112乙中Q所示．(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左到右的位置顺序上)甲乙图51125.如图5113所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是( )A．人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B．人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C．彩色条纹水平排列D．彩色条纹竖直排列E．肥皂膜的彩色条纹是前后两表面反射的光干涉形成的图5113【解析】一束白光射到薄膜上，经前后两个界面反射回来的光相遇，产生干涉现象，我们由左向右看可以看到彩色条纹，故选项A错误，选项B正确；由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的，故选项C正确，选项D错误．肥皂膜的彩色条纹是前后两表面反射的光干涉形成的，E正确．【答案】BCE6．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图5114甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，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5114乙所示，干涉条纹有如下特点：(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻亮条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹会发生怎样变化？【导学号：】甲 乙图5114【解析】 光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹．设空气膜顶角为θ，d 1、d 2处为两相邻亮条纹，如图所示，则此两处的光程分别为δ1＝2d 1，δ2＝2d 2.因为光程差δ2－δ1＝λ，所以d 2－d 1＝12λ. 设此两相邻亮纹中心的距离为Δl ，则由几何关系得d 2－d 1Δl ＝tan θ，即Δl ＝λ2tan θ当抽去一张纸片θ减小，Δl 增大，条纹变疏．【答案】 干涉条纹会变疏薄膜干涉中的规律1．用单色光照射薄膜时，两个表面反射的光是相干的，形成明暗相间的条纹．2．用不同的单色光照射，看到亮纹的位置不同．3．用白光照射时，不同颜色的光在不同位置形成不同的条纹，看起来就是彩色的．学业分层测评(十二)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．在双缝干涉实验中，下列说法正确的是( )A ．相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的B ．把入射光由红光换成紫光，相邻两明条纹间距变宽C ．只有频率相同的两列光才能发生明显的干涉现象D ．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定E ．增加双缝到光屏之间的距离，条纹间距变大【解析】 在干涉中，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，A 正确；入射光波长越大，条纹间距越大，入射光由红光换成紫光，波长变短，相邻两明条纹间距变窄，B 错；只有频率相同的两列光才能发生干涉现象，C 正确，D 错误；根据Δy ＝l d λ，E 正确．【答案】 ACE2．杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n 为自然数，λ为光波波长)( )A ．在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B ．在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹C ．在距双缝的路程差为n λ2的点形成亮条纹 D ．在距双缝的路程差为(n ＋12)λ的点形成暗条纹 E ．在距离双缝的路程差恰好是一个波长时，形成亮条纹【解析】 在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δx 为波长的整数倍时，即Δx ＝kλ，k ＝0,1,2,3，…这些点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差Δx 为半波长的奇数倍时，即Δx ＝(2k ＋1)λ2，k ＝0,1,2,3，…这些点为减弱点，该处出现暗条纹；故选项B 、D 正确，A 、C 错误．路程差恰好是一个波长时出现亮条纹，E 正确．【答案】 BDE3．下列现象中，属于光的干涉现象的是( )【导学号：】A ．雨后马路上油膜呈彩色B ．肥皂泡在阳光下呈现出彩色C ．阳光通过三棱镜形成彩色光带D ．单色光通过双缝时形成明暗相间条纹E ．室内同时打开两盏电灯，灯光变亮【解析】 阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散现象，C 错误．室内打开两盏电灯，不符合干涉条件，E 错误，故A 、B 、D 正确．【答案】 ABD4．下列说法正确的是( )A ．用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光B ．用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红光C ．涂有增透膜的照相机镜头，增强了对照射光的透射程度D ．从竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的两表面反射的光相干涉的结果E ．雨后天空出现彩虹是薄膜干涉现象【解析】 由于干涉实验中，有Δy ＝l d λ，即条纹间距与光波长成正比，而红光波长最长，故偏离中央明条纹最远的是红光，B 对；增透膜增加了透射光的能量，且应该增透的是对人的视觉最敏感的绿光，从而才能使所成的象既亮又清晰；肥皂膜上的条纹是由于光从膜前、后表面反射后，相干而形成的，C 、D 对．雨后天空出现彩虹是光的折射形成的，E 错误．【答案】 BCD5．用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出明、暗相间的绿条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δy .下列说法中正确的有( )A ．如果增大单缝到双缝间的距离，Δy 将增大B ．如果增大双缝之间的距离，Δy 将减小C ．如果增大双缝到光屏之间的距离，Δy 将增大D ．如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δy 将增大E ．如果将绿光改为红光，Δy 将增大【解析】 由Δy ＝L dλ可知：如果增大单缝到双缝间的距离，Δy 将不变，选项A 错；如果增大双缝之间的距离d ，Δy 将减小，选项B 正确；如果增大双缝到光屏之间的距离L ，Δy 将增大，选项C 正确；如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离d ，Δx 将不变，选项D 错误．红光波长大于绿光波长，E 正确．【答案】 BCE6．如图5115所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S 时，在光屏P 上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以( )图5115A ．增大S 1与S 2的间距B ．增大双缝屏到光屏的距离C ．将绿光换为红光D ．将绿光换为紫光E ．减小双缝之间的距离【解析】 在双缝干涉实验中，相邻两亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx ＝L dλ，要想增大条纹间距可以减小两缝间距d 或者增大双缝屏到光屏的距离L ，或者换用波长更长的光做实验．由此可知，选项B 、C 、E 正确，A 、D 错误．【答案】 BCE7．在双缝干涉实验中，由双缝S 1、S 2发出的光在光屏上某点P 叠加，若光的波长为600 nm ，光屏上P 点到S 1、S 2的距离分别为 3.2×10－2 mm 和1.1×10－2mm ，则P 点将出现________(选填“亮”或“暗”)条纹.【导学号：】【解析】 由S 1P －S 2P ＝3.2×10－2 mm －1.1×10－2 mm ＝2.1×10－2 mm S 1P －S 2P λ＝2.1×10－2 mm 600×10－6 mm＝35， 即S 1P －S 2P ＝35λ，故P 点出现亮条纹．【答案】 亮8．利用双缝干涉测定光的波长实验中，取双缝间距d ＝0.5 mm ，双缝与光屏间距离L ＝0.5 m ，用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图5116，分划板在图中A 、B 位置时游标卡尺读数如图，则图中A 位置的游标卡尺读数为________ m ，B 位置的游标卡尺读数为________ m ，单色光的波长为________ m.图5116【解析】 题图中游标卡尺是10个等分刻度，精确度为0.1 mm ，故A 位置读数为11 mm ＋0.1×2 mm＝11.2 mm ＝1.12×10－2 m ；B 位置读数为15 mm ＋0.1×7 mm＝15.7 mm ＝1.57×10－2 m ；故Δx ＝1.57×10－2－1.12×10－27 m ＝6.4×10－4 m ；由Δx ＝L d λ可得λ＝Δx ·d L＝6.4×10－4×5×10－40.5m ＝6.4×10－7 m. 【答案】 1.12×10－2 1.57×10－2 6.4×10－7[能力提升]9.用波长为λ的单色光照射单缝O ，经双缝N 、M 在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图5117所示，图中a 、b 、c 、d 、e 为相邻亮条纹的位置，c 为中央亮条纹，则光从( )图5117【导学号：】A．O到达a、b的路程差为零B．N、M到达b的路程差为λC．O到达a、c的路程差为4λD．N、M到达e的路程差为2λE．N、M到达c点的路程差为零【解析】路程差是指从双缝处开始算起的，产生亮条纹是|s1－s2|＝nλ(其中n＝0,1,2,3，…)，c点为中央亮条纹，N、M到达c点的路程差是0；b、d两点是第一级亮条纹，N、M到达b点的路程差为λ；a、e两点是第二级亮条纹，N、M到达e点的路程差为2λ，故B、D、E正确，A、C错误．【答案】BDE10.如图5118所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P 点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m．则在这里出现的应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”)．现改用波长为6.30×10－7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”“变窄”或“不变”)．图5118【解析】根据路程差Δx＝λ2·3，故路程差是半波长的奇数倍，是暗条纹．改用波长为6.30×10－7 m的激光，则波长变大，条纹间距变宽．【答案】暗条纹变宽11．在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图5119)：图5119(1)下列说法错误的是________．(填选项前的字母)A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝an－1(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图5120，其示数为________ mm.图5120【解析】 (1)应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上单、双缝，A 选项不正确．测微目镜分划板中心刻线应与亮纹中心对齐，使得移动过程测出的条纹间距较为准确，B 选项正确．测微目镜移过n 条亮纹，则亮条纹间距Δx ＝an －1，C 选项正确，故选A.(2)主尺读数是1.5 mm ，螺旋读数是47.0×0.01 mm，因此示数为1.970 mm.【答案】 (1)A (2)1.97012．如图5121所示，在双缝干涉实验中，若用λ1＝5×10－7m 的光照射，屏上O 点是中央亮条纹，屏上A 点为第二级亮条纹所在处．若换用λ2＝4×10－7 m 的光照射时，屏上O 点处是什么情况？屏上A 点处又是什么情况？图5121【解析】 从双缝到屏上O 点的距离之差，无论用何种频率的光照射，路程差总是零．所以O 点仍然是亮条纹．从双缝到屏上A 点的路程差d ＝S 2A －S 1A ，用λ1光照射时为第二级亮条纹，即d ＝2λ1代入数据d ＝1×10－6 m ，这个路程差1×10－6 m 对于波长为λ2的光波来说1×10－6m 4×10－7 m ＝2.5.即为半波长的奇数倍，A 处为暗条纹d ＝(2k ＋1)λ2(k ＝0，±1，±2…) 1×10－6 m ＝(2k ＋1)4×10－72 m ，即k ＝2 当k ＝0时为第一级暗条纹，所以当k ＝2时应为第三级暗条纹．【答案】 见解析此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word 可编辑版本！。
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)λ2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·λ2(k ＝0,1,2,3……)k ＝0时，PS 1＝PS 2，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S 1和S 2的路程差正好是半波长的奇数倍。
新课标鲁科版3-4 选修三5.1《光的干涉》 优秀教案3(重点资料).doc
第一节 光的干涉三维教学目标1、知识与技能（1）认识光的干涉现象及产生光干涉的条件；（2）理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征；（3）如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在着。
2、过程与方法（1）通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力；（2）通过观察实验培养学生观察、表述物理现象，概括其规律特征的能力，学生亲自做实验培养学生动手的实践能力。
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k]3、情感、态度与价值观教学重点：波的干涉条件，相干光源；如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在着。
教学难点：如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在着；加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”。
1、从红光到紫光频率是如何变化的？频率由谁决定？ )())()((00长变小光从真空进入介质后波n v c n c v λλνλνλ=∴===（1）从红光到紫光的频率关系为： υ紫 > ……… > υ红（2）频率由光源决定与传播介质无关。
（由光源的发光方式决定）2、在真空中，从红光到紫光波长是如何变化的？ 紫红υυυλ〈=c 紫红υυυλ〈=c3、任一单色光从真空进入某一介质时，波长、光速、频率各如何变化？（1）当光从真空进入介质或从一种介质进入另一种介质时，频率不发生变化。
即光的的颜色不发生改变。
（2）当光从真空进入介质后，传播速度将变小。
当光从一种介质进入另一种介质后，又如何判断传播速度的变化？当光从一种介质进入另一种介质后，又如何判断波长的变化？例1：已知介质对某单色光的临界角为θ，则( )① 该介质对此单色光的折射率等于1/sin θ B.此单色光在该介质中的传播速度等于csin θ倍(c 是真空中的光速)C.此单色光在该介质中的波长是在真空中的波长的sin θ倍D.此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的1/sin θ倍4、在同一介质中，从红光到紫光波长、速度大小间的关系如何？（1）在同一种介质中，频率小的传播速度大。
【公开课教学设计】】鲁科版选修3-4：第五章 第1节 光的干涉(教案)
第五章第1节光的干涉【教学目标】1.知识与技能（1）知道什么是光的干涉现象，了解光产生干涉的条件；（2）知道光的干涉图样的特点，光程差与明暗条纹之间的关系；（3）能进行干涉条纹间距的计算。
2.过程与方法通过光的干涉与机械波干涉的类比，培养学生比较分析的能力和知识迁移的能力。
3.情感、态度、价值观（1）通过观察实验，培养学生实事求是的科学态度；（2）通过了解杨氏双缝干涉实验，培养学生的物理学史情怀，增加对物理学的热爱。
【教学重点】（1）光对的干涉产生的条件，认识干涉图样的特征；（2）理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件。
【教学难点】(1)对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解；(2)影响相邻亮暗条纹间距的因数。
【教学方法】类比、实验探究【教学工具】PPT课件、激光光源、双缝、红、绿色滤光片、单双缝、干涉演示仪．【教学过程】课题引入：图片展示：肥皂泡、激光、立体电影、路面上的油脂引入：本章我们开始学习与前面四张图片有关的光学知识，今天我们先学习第1节光的干涉。
问：前面我们已经学习了什么的干涉啊？生：波的干涉？问：光是否也是一种波？新课教学：两大学说之争：在17世纪以牛顿为代表的物理学家认为：“光是一种物质微粒”， 以惠更斯为代表的物理学家认为：“光是一种波”。
由于波动说当时还不够完善，加上牛顿当时的科学成就以及他在物理学界的威望，使得微粒说一直占上风，并延续了100多年。
在质疑精神的驱动下，19世纪，英国物理学家托马斯·杨最先对牛顿的微粒说提出了质疑，提出了天才的实验设想，并于1801年，在实验室里成功观察到光的干涉现象，证明了光是一种波。
回顾：1.机械波产生干涉的条件：（1）振动频率（2）振动方向相同（3）相位差恒定（要产生稳定的干涉条纹必备）2. 波的干涉现象，出现加强点和减弱点的原因？空间某点P 到两波源的波程差△s 满足:加强： (n=0,1,2,3------)减弱： (n=0,1,2,3------)问：光产生干涉的条件是否一样？ 任意两个光源发出的光都能发生干涉吗？（提示：教室内开两盏灯是否出现异常现象。
鲁科版-选修3-4-第5章 光的干涉 衍射 偏振-第1节 光的干涉 精品获奖
《光的双缝干涉》教学反思南安一中物理组：卓美源一、对反映新课程理念的反思：①用课件复习机械波的知识，并用波动理论分析光的干涉现象，②用投影，把实验现象投影给同学看，解决观察难度，增强同学们的感性认识，直观，准确，有说服力。
③由演示实验引出问题，解决问题，遵循认识事物的规律。
④用猜想白光产生干涉的图样，并解释猜想原因，激发学生们的兴趣，这种方法可大大提高学生的积极主动性，用实验验证同学们的猜想，启发学生运用新掌握的知识，体验知识的形成过程和发现的乐趣,增大课堂学生的活动量。
⑤用认识事物的思想规律，来教育学生，从观察到描述，一直到总结规律，使学生有深刻的印象。
整合信息技术与课程，用图片、视频、动画、演示实验相结合，大大增加课堂容量；用讲授、提问、讨论、引导探究多种教学方法，提高教学效果。
二、对本课教学方法的反思：根据新课程理念的思想，本课我原本想用问题讨论法，增强学生的积极主动性，可是考虑到学生对光的知识储备太少，但此法可在复习课上使用，可提以下问题：①双缝干涉实验是怎样获得相干波源的？②明暗相间的条纹又是怎样形成的呢③刚才你提到在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离不变的条件下，如果我假设其它条件不变，将像屏稍微向双缝屏移动或远离双缝屏移动，像屏上的条纹是不是就模糊不清了呢？④教材中说：“杨氏又发现用狭缝代替小孔可以得到同样清晰但明亮得多的干涉图样”这“明亮得多”的原因是什么？⑤在双缝干涉实验中，如果用红色滤光片遮住一个狭缝S1，再用绿滤光片遮住另一个狭缝S2，当用白光入射时，屏上是否会产生双缝干涉图样？⑥在双缝干涉实验中，如果遮闭其中一条缝，则在屏上出现的条纹有何变化？原来亮的地方会不会变暗？⑦双缝干涉的亮条纹或暗条纹是两列光波在光屏处叠加后加强或抵消而产生的，这是否违反了能量守恒定律？三、对教材处理及过程的反思：1、光的干涉是本章的重点之一．讲解前先引导学生回忆机械波的有关内容．实现新旧知识迁移是掌握双缝干涉的关键。
高中物理第5章光的干涉衍射偏振第2节光的衍射课件鲁科版选修3_4
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)
下列说法不 正确的是 ． ( )
A．当光的波长比圆孔的直径大时，可以产生明显的衍射现象 B．衍射现象的研究表明“光沿直线传播”只是一种近似规律 C．用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆板的后面发现圆 板阴影中心处有一亮斑，这是光的干涉现象 D．隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围隔射彩色的光芒，这是光的衍 射现象
答案：B
[课堂双基落实]
1．关于衍射，下列说法错误的是 A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果 B．双缝干涉中也存在衍射现象 C．一切波都能发生衍射现象 D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 ( )
解析： 衍射图样是很复杂的光波叠加现象， 双缝干涉中光通过三 个狭缝时均发生衍射现象， 一般现象中既有干涉又有衍射。 一切 波都能发生衍射， 但要发生明显的衍射， 需要满足障碍物的尺寸 小于或相当于波长的条件。
(4)白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是 彩色同心圆环。 (5)只有当圆孔足够小时，才能得到明显的衍射图样，在圆孔由 较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到几种不同现象 ——圆形 亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图 样)、完全黑暗。
3．圆盘衍射的图样又有哪些特点？ (1)圆盘衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮 斑，外侧为明、暗相间的同心圆，且亮度越来越 暗，亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小， 如图 523 所示。
答案：B
[探规寻律]
单缝衍射与双缝干涉的比较
单缝衍射 产生条件 不 都能发生 叠加 双缝干涉
只要狭缝足够小，任何光 纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等
点 条纹间距 各相邻条纹间距不等
光的干涉-鲁科版选修2-3教案
光的干涉-鲁科版选修2-3教案课时安排本课程共分为2个课时，每个课时为45分钟。
具体课时安排如下：•第一课时：介绍干涉现象、干涉基本原理及相干光的概念。
•第二课时：讲解干涉的应用，了解光栅的原理和应用，讲解光的鸟巢干涉实验等。
教学目标通过本节课的学习，学生能够：•掌握干涉现象的基本概念，了解干涉的基本原理和条件。
•了解相干光的概念及其与干涉的关系。
•掌握干涉的应用，包括光栅的原理及应用，鸟巢干涉实验等。
•培养学生的观察力和实验能力。
教学重点1.干涉现象的基本概念和原理。
2.相干光的概念及其与干涉的关系。
3.光栅的原理及应用，鸟巢干涉实验等的应用。
教学难点1.相干光的概念及其与干涉的关系。
2.光栅的原理及应用，鸟巢干涉实验等的应用。
教学步骤第一课时1. 导入通过展示干涉现象的图片和视频，激发学生的兴趣。
分别展示勒克经验、杨氏双缝干涉实验和牛顿环实验，简要介绍其原理和应用场景。
2. 讲授1.干涉现象的基本概念和原理–介绍干涉现象的基本概念，例如相长干涉和相消干涉。
–讲解干涉的原理并且掌握光路差和相位差的概念。
2.相干光的概念及其与干涉的关系–通过实验讲解相干光的概念，例如一个薄膜让两束光和发生可见的干涉条纹。
–掌握单色光的概念，以及如何获得单色光。
3. 操作实验1.波前干涉实验–让学生进行实验操作，实现波前干涉，并且会观察干涉棒和干涉图样，判断干涉现象的出现。
2.双缝干涉实验–通过双缝干涉实验，让学生观察干涉现象的出现。
第二课时1. 导入回顾第一节课所讲的干涉现象的基本概念和原理，以及相干光的概念。
2. 讲授1.光栅的原理及应用–介绍光栅的原理，掌握光栅刻线的概念和行间距的概念。
–利用光栅分光和测量光波长。
2.鸟巢干涉实验–介绍鸟巢干涉实验的原理和操作方式。
–让学生进行实验操作，观察鸟巢干涉出现的现象，并了解鸟巢干涉实验的应用。
3. 操作实验1.光栅分光实验–让学生进行分光实验，测量不同光波长的干涉条纹。
鲁科版高中物理选修3-4同步练测：第五章第一节光的干涉第2课时.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理第一节 光的干涉建议用时 实际用时满分 实际得分90分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.在做双缝干涉实验时，若屏上某处发现亮条纹，则双缝和 （A.光波半波长的奇数倍B.光波半波长的偶数倍C.D.2.分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，在屏上得到相邻亮纹间的距离分别为Δ 和Δ ，则（A.Δ ＜ΔB.Δ ＞ΔC.若双缝间距 减小，而其他条件保持不变，则Δ D.若双缝间距 减小，而其他条件保持不变，则Δ 不变3.一束平行光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列判断正确的是（A.B.C.D.入射光频率变化时条纹间距跟着变化 4.在双缝干涉实验中，双缝的作用是（A.B.C. D.5.图1为双缝干涉实验中产生的条纹图样，甲图为绿光进行实验的图样， 为中央亮条纹.乙为换用另一种单色光进行实验的图样， ′为中央亮条纹，则以下说法正确的是（图1A.乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B.乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫C.乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫D.乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红6.（上海模拟）如图2所示为一演示薄膜干涉及现象的实验装置， 是有肥皂膜的铁丝圈， 是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到干涉图样应是图3中的（ ）图2图37.双缝干涉实验中观察到红光的干涉图样是（ ）A.B.C.D.条纹中间宽，两边窄8.用包括红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验，所产生的干涉条纹中，离中央亮纹最近的干涉条纹是（A.紫色条纹B.C.红色条纹D.都一样近9.如图4甲所示为双缝干涉实验的装置示意图，图8乙中(a)图是用绿光进行实验时，屏上观察到的条纹情况， 为中央亮条纹，(b)图为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况， ′为中央亮条纹.A. (b)图可能是用红光实验产生的条纹，表明红B. (b)图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫C. (b)图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫D. (b)图可能是用红光实验产生的条纹，表明红图410.在双缝干涉实验中，设单缝宽度为ℎ，双缝距离为 ，双缝与屏距离为 ，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹( )A.ℎ=1 cm ， =0.1 mm ，=1 m B ℎ=1 mm ， =0.1 mm ，=10 cmC.ℎ=1 mm ， =10 cm ， =1 mD.ℎ=1 mm ， =0.1 mm ， =1 m二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）11.现有毛玻璃屏 、双缝 、白光 、单缝 和透红光的滤片 等元件，要把它们放在图5所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.图5 (1)①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意.(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图6甲所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图7乙中手轮上的示数为 mm,求得相邻亮纹的间距Δ= mm.甲图6(3)已知双缝间距 为 2.0×10-4m ，测得双缝到屏的距离 为0.700 m,由计算式 = ，求得所测红光波长为 m.12.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图7），并选用缝间距 =0.2 mm 的双缝屏.从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离 =700 mm.然后，接通电源使光源正常工作.图7图8图9(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度.某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图8（a ）所示，图8（a ）中的数字是该同学给各暗纹做的编号，此时图8（b ）中游标尺上的读数为 =1.16 mm ；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图9（a ）所示，此时图9（b ）中游标尺上的读数为 mm.(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离Δ = mm ；这种色光的波长= nm.三、计算题（本题共4小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.(12分)在双缝干涉实验中，测得光波是波长为 m 的红光，在屏幕上相邻两条明纹的间距与另一单色光（用相同装置）在屏幕上相邻两条明纹间距之比为3∶2，则另一单色光的波长为多少？14.(12分)为什么白光双缝干涉图样的中央亮条纹是白色的？其他各级亮条纹中，为什么红色总在最外侧？15.(12分)在用双缝干涉测光的波长的实验中，所用双缝间距 =2 mm ，双缝到屏的间距 =86.4 cm ，手轮的初始读数为 =2.12 mm ，转动手轮，分划板中心刻线移动到第13条线时手轮读数 =5.54 mm ，求通过滤光片后光的波长.16.(12分)用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离 =0.1 mm ，双缝到屏的距离 =6.0 m ，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8 cm ，氦氖激光器发出的红光的波长 是多少？假如把整个装置放入折射率是的水中，这时屏上的条纹间距是多少？第一节光的干涉答题纸得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案二、填空题11．（1）（2）（3）12. （1）（2）三、计算题1314.1516.第一节 光的干涉 参考答案一、选择题 1.BCD2.BC 解析：由红＞ 紫， ＞ ，B 正确.当双缝间距 减小，其他条件不变时，条纹间距 应增大，故C 项正确.3.D4.B5.A解析：因为条纹间距与波长成正比，题图乙中条纹间距大于题图甲，故乙图中照射光的波长长，可能为红光，故Ａ正确.6.D 解析：肥皂膜在重力作用下，形成一个上薄下厚的薄膜，入射光在薄膜的前后两个表面反射后，互相干涉，形成水平方向的干涉条纹，选项D 正确.7.C8.A 解析：本题考查干涉条纹与入射光波长之间的关系，由相邻两亮条纹间的间距Δ可知：条纹间的间距与波长成正比，故A 正确. 9.A10.D 解析：根据Δ可以得知，当 较小、 较大时，干涉条纹间距离明显，由此可以排除C 、B.由于干涉光束是同频率的，故ℎ要小，才能得到同频率光，排除A ，故选D. 二、填空题11.（1）使单缝和双缝间距为5 10 cm 使单缝与双缝相互平行 （2）13.870 2.310 (3)6.6×10-7解析：（1）应注意调节单缝与双缝间距，并使单缝与双缝平行以便能形成相干光源，发生干涉现象. （2）螺旋测微器的读法是将固定刻度上的毫米数加上可变刻度上的读数，题图乙上的读数为13.5 mm+37.0×0.01 mm 13.870 mm,图甲上的读数为(2.0+32.0×0.01) mm 2.320 mm, =mm 2.310 mm.（3） =，所以Δ×2.310×10-3 m=6.6×10-7m.12.(1)15.02 (2)2.31 660 解析：(1)＝15.02 mm(2)＝mm ＝2.31 mmΔ，则 ＝Δm=6.6×10-7m=660 nm三、计算题13.5×10-7解析：因为，所以 =7.5×10-7×m ，又因为Δ Δ，即所以=5×10-7m则另一单色光的波长为5×10-7m.14.见解析 解析：如图10所示,自双缝 、 透射的光到达 点的距离总相等，则各种颜色的光在 点都被加强，故 点作为中央亮条纹是白色的.自双缝透射的光到达 点，其路程差为某一色光的波长的整数倍时， 点就为这种色光的颜色，由于红光的波长最长，而条纹间距Δ，故红条纹间距最大，红色在最外侧.图1015. m 解析:相邻亮条纹间的距离Δ 为:Δ =mm 0.285 mm根据Δ得光波的波长为:Δm ≈ m. 16. m m解析：Δ 、双缝间距 、双缝到屏的距离 及波长 的关系,可测光波的波长,同理知道水的折射率,可知该波在水中的波长,Δ 、 、 、 的关系，可计算条纹间距. 由ΔΔm ≈6.3× m 激光器发出的红光的波长是6.3× m.如果整个装置放入水中,激光器发出的红光在水中的波长为 ′m ≈4.7× mΔ ′′m ≈2.8×10-2m.。
高中物理第5章光的干涉衍射偏振第2节光的衍射课件鲁科版选修34
第四页，共25页。
[再判断] 1．衍射和干涉条纹都是明暗相间的，所以二者是一样的．( × ) 2．所有光都能发生衍射现象．( √ ) 3．红光比紫光更容易发生明显衍射现象．( √ )
第五页，共25页。
[后思考] 单缝的宽度会对衍射现象产生怎样的影响？ 【提示】 单缝宽度越小，衍射现象越明显，但衍射条纹的亮度越小．
第二十页，共25页。
3．关于光的衍射现象，下面说法正确的是( ) A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射 D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射 现象 E．透镜的直径越小，产生的衍射现象越明显，分辨本领就越低
知
识
点
学
一
业
(
x
第2节 光的衍射
u é
y
è)
分
层
测
知
评
识
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二
第一页，共25页。
第二页，共25页。
光的衍射
[先填空] 1．光的衍射现象 光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将改变沿直线传播的规律而 绕到 障碍物后面传播的现象． (1)单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现 明暗(m相ín间ɡ à的n)条纹，中央 为 亮条纹，中央条纹最宽、最亮，其余条纹向两侧逐渐变窄、变暗；白光通过狭 缝时，在屏上出现 彩色条(c纹ǎ，isè中) 央为 白色条(b纹ái．sè) (2)圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现 明暗相间的圆环．
【答案】 ACE
第二十二页，共25页。
4．如图5-2-4所示，甲、乙两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图 象，其中图甲是光的________(选填“干涉”或“衍射”)图象．由此可以判断出 图甲所对应的圆孔的孔径________(选填“大于”或“小于”)图乙所对应的圆孔 的孔径．
鲁科版高中物理选修3-4课件 光的干涉课件2
2.双缝干涉分析： (1)双缝干涉的示意图：
(2)单缝的作用： 用同一极小部分光源产生的光形成点光源，最大限度地保证光 的相干性。
(3)双缝的作用：
平行光照射到单缝S上后，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被 分成两束频率相同和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。如亮纹处某点
(5)将两次手轮的读数相减，求出n条亮纹间的距离a，则相邻
a
亮纹间距Δ y=__n__1_,利用公式 d y, 求出此单色光的波长
l
λ 。(d、l在仪器中均可读出)
(6)换用不同的滤光片，观察干涉条纹间距离的变化，并求出
相应的波长。
三、薄膜干涉及其应用 1.薄膜干涉： 由薄膜两个面_反__射__的光波相遇而产生的干涉现象。 2.应用： (1)检查平面的_平__整__程__度__。 (2)光学镜头上的_增__透__膜__。
4.在双缝干涉实验中，相邻的两亮纹或暗纹间的距离满足关系 式___y___dl___。
二、测定光的波长 1.实验原理： 双缝间的距离d已知，双缝到屏的距离l可以测定，相邻两条 亮纹或暗纹间的距离Δ y根据手轮上的读数测出，根据公式
λ =__dl__y__可计算波长λ 。 2.实验步骤： (1)在光具座上装上光源和遮光筒(不带单、双缝)，调节光源 高度，使它发出的一束光能沿着遮光筒的_轴__线__把屏照亮。 (2)放好单缝和双缝，其间距约为5～10 cm，且使缝相互_平__行__， 中心大致位于遮光筒的轴线上。
f
(2)如何判断在某一点是亮条纹还是暗条纹?
提示：根据这一点到两个小缝的距离之差来判断，如果这个距
离之差为波长的整数倍则出现亮条纹，如果这个距离之差为半
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6.（上海模拟）如图2所示为一演示薄膜干涉及现象的实验装置，错误！未找到引用源。
是
有肥皂膜的铁丝圈，错误！未找到引用源。
是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到干涉图样应是图3中的（）
图2
图3
9.如图4甲所示为双缝干涉实验的装置示意图，图8乙中(a)图是用绿光进行实验时，屏上观
察到的条纹情况，错误！未找到引用源。
为中央亮条纹，(b)图为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况，错误！未找到引用源。
为中央亮条纹.则以下说法正确的是 （）
A. (b)图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B. (b)图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C. (b)图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D. (b)图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
图4
二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）
11.现有毛玻璃屏错误！未找到引用源。
、双缝错误！未找到引用源。
、白光错误！未找到引用
源。
、单缝错误！未找到引用源。
和透红光的滤片错误！未找到引用源。
等元件，要把它们放在图5所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.
图5
(1)本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注
意 .
(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的
示数如图6甲所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图7乙中手轮上的示数为 mm,求得相邻亮纹的间距Δ错误！未找到引用源。
= mm.
甲乙
图6
(3)已知双缝间距错误！未找到引用源。
为2.0×10-4 m，测得双缝到屏的距离错误！未找到
引用源。
为0.700 m,由计算式错误！未找到引用源。
= ，求得所测红光波长为m.
12.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图7），
并选用缝间距错误！未找到引用源。
=0.2 mm的双缝屏.从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离错误！未找到引用源。
=700 mm.然后，接通电源使光源正常工作.
图7
图8
图9
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度.某同学调整手轮后，从测量头的
目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图8（a）所示，图8（a）中的数字是该同学给各暗纹做的编号，此时图8（b）中游标尺上的读数为错误！未找到引用源。
=1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图9（a）所示，此时图9（b）中游标尺上的读数为错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。
mm.
(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离Δ错误！未找到引用
源。
= mm；这种色光的波长错误！未找到引用源。
= nm.
15.(12分)在用双缝干涉测光的波长的实验中，所用双缝间距错误！未找到引用源。
=2 mm，双
缝到屏的间距错误！未找到引用源。
=86.4 cm，手轮的初始读数为错误！未找到引用源。
=2.12 mm，转动手轮，分划板中心刻线移动到第13条线时手轮读数错误！未找到引用源。
=5.54 mm，求通过滤光片后光的波长.
第一节光的干涉答题纸
得分：
一、选择题
二、填空题
11．（1）（2）（3）
12. （1）（2）
三、计算题
13
14.
15
16.
第一节光的干涉参考答案
一、选择题
1.BCD
2.BC 解析：由Δ错误！未找到引用源。
，Δ错误！未找到引用源。
＞Δ错误！未找到引用源。
，
B正确.当双缝间距错误！未找到引用源。
减小，其他条件不变时，条纹间距Δ错误！未找到引用源。
应增大，故C项正确.
3.D
4.B
5.A 解析：因为条纹间距与波长成正比，题图乙中条纹间距大于题图甲，故乙图中照射光的
波长长，可能为红光，故Ａ正确.
6.D 解析：肥皂膜在重力作用下，形成一个上薄下厚的薄膜，入射光在薄膜的前后两个表面
反射后，互相干涉，形成水平方向的干涉条纹，选项D正确.
7.C
8.A 解析：本题考查干涉条纹与入射光波长之间的关系，由相邻两亮条纹间的间距错误！未
找到引用源。
可知：条纹间的间距与波长成正比，故A正确.
9.A
10.D 解析：根据错误！未找到引用源。
可以得知，当错误！未找到引用源。
较小、错误！未
找到引用源。
较大时，干涉条纹间距离明显，由此可以排除C、B.由于干涉光束是同频率的，故错误！未找到引用源。
要小，才能得到同频率光，排除A，故选D.
二、填空题
11.（1）使单缝和双缝间距为5错误！未找到引用源。
10 cm使单缝与双缝相互平行（2）13.870
2.310 (3)错误！未找到引用源。
Δ错误！未找到引用源。
6.6×10-7
解析：（1）应注意调节单缝与双缝间距，并使单缝与双缝平行以便能形成相干光源，发生干涉现象.
（2）螺旋测微器的读法是将固定刻度上的毫米数加上可变刻度上的读数，题图乙上的读数为13.5 mm+37.0×0.01 mm错误！未找到引用源。
13.870 mm,图甲上的读数为(2.0+32.0×
0.01) mm错误！未找到引用源。
2.320 mm,Δ错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
mm错误！未找到引用源。
2.310 mm.
（3）Δ错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
，所以错误！未找到引用源。
×2.310×10-3 m=6.6×10-7 m.
12.(1)15.02 (2)2.31 660 解析：(1)错误！未找到引用源。
＝15.02 mm
(2)Δ错误！未找到引用源。
mm＝2.31 mm
错误！未找到引用源。
，则错误！未找到引用源。
m=6.6×10-7 m=660 nm
三、计算题
13.5×10-7 解析：因为Δ错误！未找到引用源。
，
所以Δ错误！未找到引用源。
=7.5×10-7×错误！未找到引用源。
m，Δ错误！未找到引用源。
又因为错误！未找到引用源。
，
即错误！未找到引用源。
，
所以错误！未找到引用源。
=5×10-7 m
则另一单色光的波长为5×10-7 m.
14.见解析解析：如图10所示,自双缝错误！未找到引用源。
透射的光到达错误！未找到引
用源。
点的距离总相等，则各种颜色的光在错误！未找到引用源。
点都被加强，故错误！
未找到引用源。
点作为中央亮条纹是白色的.自双缝透射的光到达错误！未找到引用源。
点，其路程差为某一色光的波长的整数倍时，错误！未找到引用源。
点就为这种色光的颜色，由于红光的波长最长，而条纹间距错误！未找到引用源。
，故红条纹间距最大，红色在最外侧.
图10
15.错误！未找到引用源。
m 解析:相邻亮条纹间的距离错误！未找到引用源。
为:
错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
mm错误！未找到引用源。
0.285 mm
根据错误！未找到引用源。
得
光波的波长为:
错误！未找到引用源。
m≈错误！未找到引用源。
m.
16.错误！未找到引用源。
m 错误！未找到引用源。
m 解析：由条纹间距 错误！未找
到引用源。
、双缝间距错误！未找到引用源。
、双缝到屏的距离错误！未找到引用源。
及波长错误！未找到引用源。
的关系,可测光波的波长,同理知道水的折射率,可知该波在水中的波长,然后由 错误！未找到引用源。
、错误！未找到引用源。
的关系，可计算条纹间距.
由错误！未找到引用源。
可以得出红光的波长为
错误！未找到引用源。
m≈6.3×错误！未找到引用源。
m激光器发出的红光的波长是
6.3×错误！未找到引用源。
m.
如果整个装置放入水中,激光器发出的红光在水中的波长为错误！未找到引用源。
m≈4.7×错误！未找到引用源。
m
这时屏上条纹的间距是
错误！未找到引用源。
m≈2.8×10-2 m.。