《光的干涉》 导学案

《光的干涉》导学案
一、学习目标
1、理解光的干涉现象及其产生条件。

2、掌握杨氏双缝干涉实验的原理和条纹特点。

3、了解薄膜干涉的原理和应用。

二、知识要点
1、光的干涉
（1）定义：两列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，从而出现明暗相间的条纹的现象叫做光的干涉。

（2）条件：两列光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同。

2、杨氏双缝干涉实验
（1）实验装置：如图所示，让一束平行的单色光投射到一个有两
条狭缝 S1 和 S2 的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就相当于两个完
全相同的光源，从两个光源发出的光在屏上叠加，就会出现干涉条纹。

（2）干涉条纹的特点
①条纹是等间距的明暗相间的条纹。

②相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距为：＄＼Delta x ＝＼frac{L}｛d}＼lambda$ （其中 L 是双缝到屏的距离，d 是双缝间距，λ 是光的
波长）
3、薄膜干涉
（1）原理：从薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加，发生干涉。

（2）应用
①检查平面的平整度：如果被检查平面是平整的，干涉条纹是平行的；如果被检查平面不平，干涉条纹会发生弯曲。

②增透膜：在光学元件表面镀一层厚度为光在薄膜中波长的$＼
frac{1}｛4}＄的薄膜，减少反射光的能量，增加透射光的能量。

三、学习过程
1、引入
同学们，在生活中我们常常会看到一些有趣的光学现象，比如肥皂
泡上五彩斑斓的颜色、水面上油膜的彩色条纹等。

这些现象其实都与
光的干涉有关。

那么，什么是光的干涉？它是如何产生的？今天就让
我们一起来探究光的干涉现象。

2、探究光的干涉条件
思考以下问题：
（1）两列光波要发生干涉，必须满足哪些条件？
（2）为什么频率不同的两列光波不能发生干涉？
我们通过实验和理论分析可以知道，两列光波要发生干涉，必须频
率相同、相位差恒定、振动方向相同。

如果两列光波的频率不同，它
们在相遇时叠加的效果会随时间快速变化，无法形成稳定的干涉条纹。

3、杨氏双缝干涉实验
（1）观察实验装置，思考双缝的作用是什么？
（2）根据实验装置，推导相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距公式。

双缝的作用相当于两个完全相同的光源，它们发出的光频率相同、
相位差恒定、振动方向相同，满足干涉条件。

通过光的传播路径和几
何关系，可以推导出相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距为$＼Delta x
＝＼frac{L}｛d}＼lambda$ 。

4、薄膜干涉
（1）观察生活中的薄膜干涉现象，如肥皂泡、水面上的油膜等。

（2）分析薄膜干涉的原理，思考为什么薄膜厚度的变化会导致干
涉条纹的变化？
薄膜前、后表面反射的两列光波叠加产生干涉。

薄膜厚度变化会导
致两列反射光波的光程差发生变化，从而引起干涉条纹的变化。

5、应用实例
（1）了解检查平面平整度的原理和方法。

（2）探讨增透膜在光学仪器中的作用和原理。

通过学习光的干涉，我们知道可以利用干涉现象来检查平面的平整度。

如果平面平整，干涉条纹是平行的；如果平面不平，干涉条纹会发生弯曲。

增透膜则可以减少反射光的能量，增加透射光的能量，提高光学元件的性能。

四、巩固练习
1、关于光的干涉，下列说法正确的是（）
A 只有频率相同的两列光波才能发生干涉
B 频率不同的两列光波也能发生干涉，但不稳定
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
2、在杨氏双缝干涉实验中，若双缝间距为 d，双缝到屏的距离为L，单色光的波长为λ，则相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距为（）
A ＄＼frac{d}｛L}＼lambda$
B ＄＼frac{L}｛d}＼lambda$
C ＄＼frac{＼lambda d}｛L}＄
D ＄＼frac{＼lambda L}｛d}＄
3、一束白光从肥皂膜的一侧射入，从另一侧射出时，在膜的表面出现彩色条纹，这是由于（）
A 白光在肥皂膜上发生了干涉
B 白光在肥皂膜上发生了衍射
C 肥皂膜吸收了白光中的某些成分
D 肥皂膜使白光发生了折射
五、拓展思考
1、除了杨氏双缝干涉实验和薄膜干涉，还有哪些光的干涉现象？
2、随着科技的发展，光的干涉在现代科技中有哪些新的应用？
六、总结
通过本节课的学习，我们了解了光的干涉现象及其产生条件，掌握
了杨氏双缝干涉实验的原理和条纹特点，以及薄膜干涉的原理和应用。

光的干涉在物理学和现代科技中有着广泛的应用，希望同学们能够深
入理解，为今后的学习和研究打下坚实的基础。

七、课后作业
1、完成课本上关于光的干涉的练习题。

2、查阅资料，了解光的干涉在通信领域的应用，并写一篇简短的
报告。