教科版高中物理选修(3-4)5.1《光的干涉》ppt课件

课堂讲义
+ 解析
两列光波发生干涉的条件之一是频率 相等，利用双缝将一束光分成能够发生叠加 的两束光，在光屏上形成干涉条纹，但分别 用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后， 红光和绿光频率不等，不能发生干涉，因此 屏上不会出现干涉条纹，但仍有光亮． + 答案 C + 借题发挥 明确两列光波发生干涉的条件， 知道不同色光的频率不同，是对此类问题做 出正确判断的关键，该知识点必须记住.
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+ 【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)，已 知红光与绿光频率、波长均不相等，这时 ( ) + A ．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其 他颜色的双缝干涉条纹消失 + B ．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其 他颜色的干涉条纹依然存在 + C ．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，
图5－1－2
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+ A．P和P1处仍为亮条纹 + B．P处为亮条纹，P1处为暗条纹 + C．P处为暗条纹，P1处为亮条纹
+ D．P、P1处，均为暗条纹
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解析 从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成两束相干光，由题 意知屏中央P点到S1、S2距离相等，即分别由S1、S2射出的光到 P点的路程差为零，因此中心是亮条纹，因而，无论入射光是 什么颜色的光，波长多大，P点都是中央亮条纹．而分别由S1、 S2射出的光到P1点的路程差刚好是橙光的一个波长，即|P1S1－ P1S2|＝600 nm＝λ橙，则两列光波到达P1点振动情况完全一致， 振动得到加强，因此，出现亮条纹．当换用波长为400 nm的紫 3 光时，|P1S1－P1S2|＝600 nm＝ λ紫，则两列光波到达P1点时振 2 动情况完全相反，即分别由S1、S2射出的光到达P1点时相互削 弱，因此，在P1点出现暗条纹．综上所述，选项B正确．
2f 2f 3c C. f 5c D． 2f
图5－1－3
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5 λ 解析 出现暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为 ×(2k－1)＝ 2 2 5 5c c λ而λ＝ ，所以|r1－r2|＝ λ＝ ，因此D是正确的． f 2 2f
+ 答案
D
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+ 三、对薄膜干涉的理解
+ 1．现象：光照到薄膜上，从膜的前表面和后
高中物理· 选修3-4· 教科版
第五章 光的波动性
5.1 光的干涉
+ [目标定位]
1.知道光的干涉现象，知道光是一 种波.2.理解相干光源和产生干涉现象的条件.3.理 解明暗条纹的成因及出现明暗条纹的条件.4.理解 薄膜干涉的成因，知道薄膜干涉的现象和应用．
预习导学
+ + +
一、双缝干涉 1．1801年，英国物理学家托马斯·杨在实验 室里成功地观察到了光的干涉． 2 ． 双缝干涉： 红色激光束垂直射到两条狭 缝上，在它的后面的屏幕上看到了 明暗相间 的条纹，且条纹间距相等，这表明两束光在 叠加区域内发生了干涉．
预习导学
3．出现明、暗条纹的条件： λ 光从两狭缝到屏上某点的路程差程差 λ 为半波长 的奇数倍 2 时，这些点出现暗条纹． 4．光干涉的必要条件是两列光的 频率 相同． 5．光的干涉现象充分表明光是一种波．
预习导学
+ 二、薄膜干涉 + 1 ． 原理： 以肥皂膜为例，单色光平行入射到肥
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二、双缝干涉图样中的明、暗条纹出现的条件 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： λ |PS1－PS2|＝kλ＝2k·(k＝0,1,2,3，…) 2 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．
皂泡液薄膜上，由液膜前后两个表面反射回来的 两列光是相干光，它们相互叠加产生干涉，肥皂 泡上就出现了 的条纹或区域． 明暗相间 + 2．应用：检查平面的平整程度． + 原理： 空气层的上下两个表面反射的两列光 波发生 .
干涉
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+ 一、双缝干涉实验 + 1．实验装置示意图
实验装置如图5－1－1所示，有光源、单缝、 图5－1－1 双缝和光屏． + (1) 单缝的作用：获得一个线光源，使光源有 唯一的频率和振动情况．也可用激光直接照射双 缝． + (2) 双缝的作用：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．
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+ 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：
λ |PS1－PS2|＝(2k－1)·(k＝1,2,3，…) 2 k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开．
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+ 【例2】
如图5－1－2 所示是双缝干涉实验装 置，使用波长为600 nm 的橙色光源照射单缝S， 在光屏中央P处观察到 亮条纹，在位于P点上 方的P1点出现第一条亮 条纹中心(即P1到S1、S2 的光程差为一个波长)， 现换用波长为400 nm的 紫光源照射单缝，则
表面反射回来的光再次相遇而产生的干涉现 象．两反射光的光程差等于膜厚度的2倍． + 2．图样：以光照射肥皂泡为例，如果是单色 光照射肥皂泡，肥皂泡上就会出现明暗相间 的条纹或区域；如果是白光照射肥皂泡，液 膜上就会出现彩色条纹，且每一条纹呈水平 分布． + 3．应用：用干涉法检查平面的平整程度；光 学镜头上的增透膜．
+ 答案
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+ 借题发挥
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)与半波长的比值， + 要记住光程差等于半波长偶数倍处出现亮条 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．
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+ 针对训练
如图5－1－3所示，用频率为f的单 色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现 第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、 S2的距离之差|r1－r2|应为 3c c ( ) A. B．
+
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+ 2．产生干涉的条件：两列光的频率相同、相
+ + + +
位相同、振动方向相同．本实验中是靠“一 分为二”的方法获得两个相干光源的． 3．干涉图样 (1)若用单色光作光源，则干涉条纹是等间 距的明暗相间的条纹． (2)若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条 纹，且中间条纹是白色的． 4．实验结论：证明光是一种波．