13.3光的干涉学案(含答案)

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高中物理选修3-4学案3：13.3 光的干涉

3 光的干涉【目标导航】1、观察光的干涉现象。

2、知道决定干涉条纹间距的条件，认识出现亮条纹和暗条纹的位置特点。

【学习重难点】教学重点:光的干涉条件及出现亮条纹和暗条纹的位置特点。

教学难点:光的干涉现象的成功观察及出现亮条纹和暗条纹的位置特点的理解。

【自主学习】【回顾复习】机械波的干涉知识：1、再观察水波干涉的图样：2、回顾：1）、波的干涉现象：相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互。

2）、产生稳定的干涉图样的条件：两波源是波源。

而相同，完全相同的两波源叫相干波源。

3）、你是否知道两列波在介质中相遇，振动是加强还是减弱的条件？如知道，说一说。

阅读了解：光的本质是什么？这个问题一直以来都是物理学家争论的问题，在17世纪以牛顿为代表的一派认为：“光是一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播”。

以惠更斯为代表的一派认为：“光是在空间传播的某种波”。

由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风，因为干涉现象是波所特有的，假设光是一种波，则必然会观察到光的干涉现象。

19世纪初，人们观察到了光的干涉现象，证明了波动说的正确性。

【新知学习】一、杨氏干涉实验1、物理学史：1801年英国的物理学家托马斯.杨（1773-1829年）在实验室中成功的观察到了光的干涉现象。

2、实验装置：3、实验猜想：4、实验事实：光屏上中央是，两侧是。

5、实验意义：光的确是一种。

二、观看视频录像：光的双缝干涉实验1、观察光的干涉的视频录像：2、分析光屏上出现明暗条纹的条件：1）、情景：2）、阅读课本内容3）、规律：a、光屏上某点到双缝的路程差为半波长的数倍时，该点出现亮条纹；b、光屏上某点到双缝的路程差为半波长的数倍时，该点出现暗条纹。

三、相干光源1）、两列机械波要产生干涉，它们的频率必须相同，而且相位差要保持恒定。

2）、室内的两盏白炽灯是的光源，不符合产生干涉的条件，所以房间里的两盏灯发出的光不发生干涉3）、相干光源：a、定义：如果两个光源发出的光能够产生干涉，这样的两个光源叫相干光源。

高中物理第13章 3 光的干涉学案新人教版选修3-4

3 光的干涉[学习目标] 1.观察光的干涉现象，能说出光的干涉条纹的特点．(重点)2.能说出干涉现象产生的原因以及出现明条纹或暗条纹应满足的条件．(难点)3.明确相干光源的概念，熟记产生稳定干涉现象的条件．(重点)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：让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S 1和S 2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：光是一种波．二、决定条纹明暗的条件1．当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长λ的整数倍时，两列光波在这点相互加强，出现明条纹．2．当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长λ2的奇数倍时，两列光波在这点相互减弱，出现暗条纹．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)直接用强光照射双缝，发生干涉．(×) (2)两只手电筒射出的光束在空间相遇，能观察到光的干涉现象． (×) (3)用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹． (√) (4)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹． (×) (5)若用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹． (√)2．以下光源不可作为相干光源的是( ) A ．两个相同亮度的烛焰 B ．两个相同规格的灯泡C．双丝灯泡D．出自一个光源的两束光E．一束平行单色光经双缝后分为两束ABC[相干光的条件，必须是频率相同，相位差恒定．]3．关于光的干涉，下列说法不正确的是( )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．频率相同、振幅相同的两束光才能产生干涉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整数倍时出现亮条纹E．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BCE[发生干涉现象时两列光的频率必须相同，振幅不一定相同，选项A正确，C错误；频率不同不能产生干涉，而不是干涉不稳定，选项B错误；干涉发生时出现亮条纹的条件是路程差是波长的整数倍或者半波长的偶数倍，选项D正确；干涉发生时出现暗条纹的条件是路程差是半波长的奇数倍，选项E错误．]杨氏双缝干涉实验的原理1(1)光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域是相互间隔的，即出现亮纹和暗纹相间的现象．(2)干涉条件：两列光的频率相同、相位差恒定或两列光振动情况总是相同．能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列来获得．2．托马斯·杨的双缝干涉实验(1)双缝干涉的装置示意图(如图所示)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)双缝屏的作用平行光照射到单缝S 上，又照射到双缝S 1、S 2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．3．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．4．明暗条纹的判断如图所示，S 1、S 2是两个狭缝，S 1S 2＝d ，缝到屏的距离为l ，l ≫d ，O 是S 1S 2的中垂线与屏的相交点．(1)亮条纹产生的条件：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 ＝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)暗条纹产生的条件：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．即|PS 1－PS 2|＝(2k －1)·λ2(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．【例1】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f 1＝5.0×1014Hz 和f 2＝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：单色光f 1照射时出现______条纹，单色光f 2照射时出现______条纹．[解析] 本题考查双缝干涉实验中屏上出现明、暗条纹的条件．根据波的叠加知识，可知与两个狭缝的光程差是波长的整数倍处出现亮条纹，与两个狭缝的光程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹．据λ＝c f 可得λ1＝c f 1＝3×1085.0×1014 m ＝0.6×10－6m ＝0.6 μm，λ2＝c f 2＝3.0×1087.5×1014 m ＝0.4×10－6m ＝0.4 μm，即d ＝λ1，d ＝32λ2. [答案] 明暗双缝干涉中亮条纹或暗条纹的判断方法(1)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)的光程差与波长的比值．(2)出现明条纹的条件是光程差等于波长的整数倍．(3)出现暗条纹的条件是光程等于半波长的奇数倍，而不是整数倍．1．如图所示，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S 1、S 2的距离之差|r 1－r 2|应为________．[解析] 出现暗条纹，说明S 1、S 2到P 点距离之差为λ2×(2n －1)＝52λ，而λ＝cf，所以|r 1－r 2|＝52λ＝5c2f.[答案] 5c2f双缝干涉图样的特点1．单色光的干涉图样(如图所示)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．【例2】如图甲为双缝干涉实验的装置示意图．图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹．若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为红光的波长最长，紫光的波长最短．则以下说法不正确的是( )A．丙图比乙图条纹间的间距大B．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长D．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短E．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短CDE[根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中条纹的间距就越大．由本题的条件可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长，因此A、B正确，C、D、E错误．]对干涉条纹间距的理解干涉条纹间距是两个相邻的同类条纹中线间的距离，既可以是两相邻亮条纹中线间的距离，也可以是两相邻暗条纹中线间的距离．2．关于光的干涉，下列说法正确的是( )A．在双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．在双缝干涉现象中，把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光，相邻两个亮条纹间距将变窄C．在双缝干涉现象中，将绿光换为红光，相邻两个亮条纹间距将变宽D．在双缝干涉现象中，入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫E．在双缝干涉实验中，使双缝间的距离变小，相邻两亮条纹间的距离变大BCE [在双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，故选项A 错误；入射光的波长越长，相邻两个亮条纹的间距越大，故选项B 、C 正确；由于各色条纹间距不同，且红光条纹最宽，紫光条纹最窄，故彩色条纹应为内紫外红，选项D 错误；由Δx ＝l dλ知E 正确．]。

高中物理 13.3 光的干涉新人教版选修3-4

2.在杨氏双缝干涉实验中，如果不用激光光源而用一般的单色光源，为了完成实验可在双缝前边加一单缝获得线光源，如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则 ( )
A.不再产生干涉条纹 B.仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变 C.仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置向上移 D.仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移
将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹情况，下列叙述正确的是 ( )
A.O点出现红光的亮条纹 B.红光的第一条亮条纹在P点的上方 C.O点不出现蓝光的亮条纹 D.蓝光的第一条亮条纹在P点的上方
【解析】选A、B。中央O点到S1、S2的路程差为零，所以换不同颜色的光时，O点始终为亮条纹，选项A正确， C错误；波长越长，条纹间距越宽，所以红光的第一条亮条纹在P点上方，蓝光的第一条亮条纹在P点下方，选项B正确，D错误。
3.双缝屏的作用:平行光照射到单缝S上，又照射到双缝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.产生亮、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
【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。
2
【解析】选B、D。在双缝干涉实验中，当某处距双缝

高中物理第十三章光 3 光的干涉名师导航学案新人教版选修3-4(2021年最新整理)

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3 光的干涉名师导航知识梳理1。

产生稳定干涉的条件：____________________________.2.相干光源：让一束_____________的单色光（如红色激光束)投射到两条相距很近的平行狭缝S1和S2上，再由狭缝S1和S2组成了两个振动情况总是__________的光源,这样的波源被称为相干光源.3。

双缝干涉中，如果入射的是单色光，出现___________的干涉条纹，当屏上某点到双缝的路程差恰为__________时，在该处将出现亮条纹.当屏上某点到双缝的路程差恰为_________时，在该处将出现暗条纹。

4.条纹间距Δx与波长λ的关系:用不同波长的光做双缝干涉实验时，干涉条纹间的距离Δx 不同，在双缝间距离d和双缝到光屏的距离l一定的情况下，波长越长,干涉条纹间的距离越__________;用白光做双缝干涉时,得到彩色干涉条纹,这表明组成白光的各单色光的波长，其中红光波长最______________,紫光波长最_________；Δx、d、l及λ间满足：Δx=______________。

知识导学学习本节时，要先复习关于波的相关知识,特别是波的干涉现象产生的条件，通过类比，了解光的干涉现象及产生条件。

通过实验、观察，认识生活中光的干涉现象的存在。

光的干涉（有答案）

光的⼲涉（有答案）光的⼲涉⼀、⼲涉的相关知识点1、双缝⼲涉：由同⼀光源发出的光经双缝后，在屏上出现明暗相间的条纹．⽩光的双缝⼲涉的条纹是中央为⽩⾊条纹，两边为彩⾊条纹，单⾊光的双缝⼲涉中相邻亮条纹间距离为Δx ＝ Δx ＝l dλ 2、薄膜⼲涉：利⽤薄膜(如肥皂液薄膜) 前后两⾯反射的光相遇⽽形成的．图样中同⼀条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同⼆、双缝⼲涉1、⼀束⽩光在真空中通过双缝后在屏上观察到的⼲涉条纹，除中央⽩⾊亮纹外，两侧还有彩⾊条纹，其原因是 ( )A ．各⾊光的波长不同，因⽽各⾊光分别产⽣的⼲涉条纹的间距不同B ．各⾊光的速度不同，因⽽各⾊光分别产⽣的⼲涉条纹的间距不同C ．各⾊光的强度不同，因⽽各⾊光分别产⽣的⼲涉条纹的间距不同D ．上述说法都不正确答案 A解析⽩光包含各种颜⾊的光，它们的波长不同，在相同条件下做双缝⼲涉实验时，它们的⼲涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩⾊条纹，A 正确．2、 (2011·北京·14)如图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 ( )A ．增⼤S1与S 2的间距B ．减⼩双缝屏到光屏的距离C ．将绿光换为红光D ．将绿光换为紫光答案 C解析在双缝⼲涉实验中，相邻两条亮纹(或暗纹)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C 正确，选项A 、B 、D 错误．3、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S 1和S 2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平⾏的屏上形成⼲涉条纹．屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等，P 点是距O 点最近的第⼀条亮条纹．如果将⼊射的单⾊光换成红光或蓝光，讨论屏上O 点及其上⽅的⼲涉条纹的情况是 ( )A．O点是红光的亮条纹B．O点不是蓝光的亮条纹C．红光的第⼀条亮条纹在P点的上⽅D．蓝光的第⼀条亮条纹在P点的上⽅答案AC解析O点处波程差为零，对于任何光都是振动加强点，均为亮条纹，故B错；红光的波长较长，蓝光的波长较短，根据Δx＝ldλ可知，C正确．4、关于光的⼲涉现象，下列说法正确的是()A．在波峰与波峰叠加处，将出现亮条纹；在波⾕与波⾕叠加处，将出现暗条纹B．在双缝⼲涉实验中，光屏上距两狭缝的路程差为1个波长的某位置，将出现亮纹C．把⼊射光由黄光换成紫光，两相邻亮条纹间的距离变窄D．当薄膜⼲涉的条纹是等间距的平⾏线时，说明薄膜的厚度处处相等答案BC解析在波峰与波峰叠加处，或在波⾕与波⾕叠加处，都是振动加强区，将出现亮条纹，选项A错误；在双缝⼲涉实验中，出现亮纹的条件是光屏上某位置距两狭缝的路程差为波长的整数倍，出现暗纹的条件是光屏上某位置距两狭缝的路程差为半波长的奇数倍，选项B正确；条纹间距公式Δx＝ldλ，λ黄>λ紫，选项C正确；薄膜⼲涉实验中的薄膜是“楔形”空⽓膜，选项D错误．5、关于光的⼲涉，下列说法中正确的是()A．在双缝⼲涉现象⾥，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．在双缝⼲涉现象⾥，把⼊射光由红光换成紫光，相邻两个明条纹间距将变宽C．只有频率相同的两列光波才能产⽣⼲涉D．频率不同的两列光波也能产⽣⼲涉现象，只是不稳定答案 C解析在双缝⼲涉现象⾥，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，A错误；由条纹间距Δx＝ldλ，⼊射光的波长越长，相邻两个明条纹间距越⼤，因此，把⼊射光由红光换成紫光，相邻两个明条纹间距将变窄，B错误；两列光波产⽣⼲涉时，频率必须相同，C正确，D错误．6、如图所⽰，⼀束复⾊光由真空射向半圆形玻璃砖的圆⼼，经玻璃砖后分为两束单⾊光a、b，则()A．玻璃中a光波长⼤于b光波长B．玻璃中a光折射率⼤于b光折射率C ．逐渐增⼤⼊射⾓i ，a 光⽐b 光先发⽣全反射D ．利⽤同⼀双缝⼲涉实验装置，a 光产⽣的⼲涉条纹间距⽐b 光⼤ad7、在双缝⼲涉实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差Δr ＝0.6 µm ；分别⽤频率为f 1＝5.×1014 Hz 和f 2＝7.5×1014 Hz 的单⾊光垂直照射双缝，则P 点出现明、暗条纹的情况是A ．⽤频率为f 1的单⾊光照射时，出现明条纹B ．⽤频率为f 2的单⾊光照射时，出现明条纹C ．⽤频率为f 1的单⾊光照射时，出现暗条纹D ．⽤频率为f 2的单⾊光照射时，出现暗条纹答案 AD解析根据c ＝λf ，可得两种单⾊光波长分别为：λ1＝c f 1＝3×1085×1014m ＝0.6 µm λ2＝c f 2＝3×1087.5×1014m ＝0.4 µm 与题给条件(Δr ＝0.6 µm)⽐较可知Δr ＝λ1＝32λ2，故⽤频率为f 1的光照射双缝时，P 点出现明条纹；⽤频率为f 2的光照射双缝时，P 点出现暗条纹．8、如图所⽰，在双缝⼲涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏上的⼀点，已知P 点与S 1、S 2距离之差为2.1×10－6 m ，分别⽤A 、B 两种单⾊光在空⽓中做双缝⼲涉实验，问P 点是亮条纹还是暗条纹？(1)已知A 光在折射率为1.5的介质中波长为4×10－7 m ；(2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10－7 m ，当B 光从这种介质射向空⽓时，临界⾓为37°；(3)若让A 光照射S 1，B 光照射S 2，试分析光屏上能观察到的现象．解析 (1)设A 光在空⽓中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n ＝c v ＝λ1λ2，得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7 m ＝6×10－7 m 根据路程差Δr ＝2.1×10－6m ，所以N 1＝Δr λ1＝2.1×10－66×10－7＝3.5 由此可知，从S 1和S 2到P 点的路程差是波长λ1的3.5倍，所以P 点为暗条纹．(2)根据临界⾓与折射率的关系sin C ＝1n 得n ＝1sin 37°＝53由此可知，B 光在空⽓中波长λ3为：λ3＝nλ介＝53×3.15×10－7 m ＝5.25×10－7 m 路程差Δr 和波长λ3的关系为：N 2＝Δr λ3＝2.1×10－65.25×10－7＝4 可见，⽤B 光做光源，P 点为亮条纹．(3)若让A 光和B 光分别照射S 1和S 2，这时既不能发⽣⼲涉，也不发⽣衍射，此时在光屏上只能观察到亮光．答案 (1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见解析9、如图所⽰，在双缝⼲涉实验中，已知SS 1＝SS 2，且S 1、S 2到光屏上P 点的路程差Δr ＝1.5×10－6 m. (1)当S 为λ＝0.6 µm 的单⾊光源时，在P 点处将形成______条纹．(2)当S 为λ＝0.5 µm 的单⾊光源时，在P 点处将形成______条纹．(均选填“明”或“暗”)答案 (1)暗 (2)明解析 (1)当λ＝0.6 µm ＝0.6×10－6 m 时， Δr ＝1.5×10－6 m ＝212λ.在P 点处将形成暗条纹． (2)当λ＝0.5 µm ＝0.5×10－6 m 时，Δr ＝1.5×10－6 m ＝3λ，在P 点处将形成明条纹10、如图所⽰，a 、b 为两束不同频率的单⾊光，以45°的⼊射⾓射到玻璃砖的上表⾯，直线OO ′与玻璃砖垂直且与其上表⾯交于N 点，⼊射点A 、B 到N 点的距离相等，经玻璃砖上表⾯折射后两束光相交于图中的P 点，则下列说法正确的是 ( )A ．在真空中，a 光的传播速度⼤于b 光的传播速度B ．在玻璃中，a 光的传播速度⼩于b 光的传播速度C ．同时增⼤⼊射⾓(⼊射⾓始终⼩于90°)，则a 光在下表⾯先发⽣全反射D ．对同⼀双缝⼲涉装置，a 光的⼲涉条纹⽐b 光的⼲涉条纹宽答案 D解析各种光在真空中的光速相同，选项A 错误；根据题图，⼊射⾓相同，a 光的折射⾓较⼤，所以a 光的折射率较⼩，由光在介质中的光速v ＝c n得，a 光在介质中的传播速度较⼤，选项B 错误；根据临界⾓公式C ＝arcsin 1n可知，a 光的临界⾓较⼤，b 光在下表⾯先发⽣全反射，选项C 错误；a 光的折射率较⼩，波长较长，根据公式Δx ＝l dλ可知，对同⼀双缝⼲涉装置，a 光的⼲涉条纹⽐b 光的⼲涉条纹宽，选项D 正确．三、薄膜⼲涉11、劈尖⼲涉是⼀种薄膜⼲涉，其装置如图7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⼄所⽰，⼲涉条纹有如下两个特点：图7(1)任意⼀条明条纹或暗条纹所在位置下⾯的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明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将如何变化？答案见解析解析光线在空⽓膜的上下表⾯上反射，并发⽣⼲涉，形成⼲涉条纹，设空⽓膜顶⾓为θ，d 1、d 2处为两相邻明条纹，如图所⽰，则两处光的路程差分别为Δx 1＝2d 1，Δx 2＝2d 2，因为Δx 2－Δx 1＝λ，所以d 2－d 1＝12λ. 设条纹间距为Δl ，则由⼏何关系得d 2－d 1Δl ＝tan θ，即Δl ＝λ2tan θ.当抽去⼀张纸⽚时，θ减⼩，Δl 增⼤，即条纹变疏．12、甲所⽰，在⼀块平板玻璃上放置⼀平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空⽓膜，让⼀束单⼀波长的光垂直⼊射到该装置上，结果在上⽅观察到如图⼄所⽰的同⼼内疏外密的圆环状⼲涉条纹，称为⽜顿环，以下说法正确的是 ( )A ．⼲涉现象是由于凸透镜下表⾯反射光和玻璃上表⾯反射光叠加形成的B ．⼲涉现象是由于凸透镜上表⾯反射光和玻璃上表⾯反射光叠加形成的C ．⼲涉条纹不等间距是因为空⽓膜厚度不是均匀变化的D ．⼲涉条纹不等间距是因为空⽓膜厚度是均匀变化的答案 AC解析由于在凸透镜和平板玻璃之间的空⽓形成薄膜，所以形成相⼲光的反射⾯是凸透镜的下表⾯和平板玻璃的上表⾯，故A 正确，由于凸透镜的下表⾯是圆弧⾯，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的⼲涉条纹，故C 正确，D 错．。

13.3 光的干涉教学说课.doc

精心整理13.3 光的干涉【教学目标】（一）知识与技能1．通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波。

2．掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。

1思想。

2【【【【【图中，S 1、S 2是两个振动情况总是相同的波源，实线表示波峰，虚线表示波谷，a 、b 、c 、d 、e 中哪些点振动加强？哪些点振动减弱？学生回答结果不出所料，大部分同学能答出a 、c 两点振动加强，d 、e 两点振动减弱，而对于b 点则出现了争议。

一种认为b 点是振动加强点，另一种则认为b 点是由加强到减弱的过渡状态。

师：b 点振动加强和减弱由什么来决定呢？只有弄清这一点才能解决两派同学的争端。

（有学生低语，“路程差”）师：好！刚才这位同学说到了关键，那么就请你来分析一下b 点与S 1、S 2两点的路程差。

生：由图可以看出OO ′是S 1、S 2连线的中垂线，所以b 到S 1、S 2的路程差为零。

精心整理师：那么b点应为振动——（学生一起回答）：加强点。

（教师总结机械波干涉的规律，突出强调两列波的振动情况总是完全相同。

）师：光的波动理论认为，光具有波动性。

那么如果两列振动情况总是相同的光叠加，也应该出现振动加强和振动减弱的区域，并且出现振动加强和振动减弱的区域互相间隔的现象。

那么这种干涉是一个什么图样呢？大家猜猜。

生：应是明暗相间的图样。

师：猜想合理。

那么有同学看到过这一现象吗？（学生一片沉默，表示没有人看到过）师：看来大家没有见过。

是什么原因呢？并不是“师：“1．杨氏干涉实验［动手实验，观察描述］介绍杨氏实验装置（如图）师：用氦氖激光器演示双缝干涉实验。

用激光器发出的红色光（平行光）垂直照射双缝，将干涉图样投影到教室的墙上，引导学生注意观察现象。

现象：可以看到，墙壁上出现明暗相间的干涉条纹。

师：（介绍）狭缝S1和S2相距很近，双缝的作用是将同一束光波分成两束“振动情况总是相同的光束”。

【人教版】选修3-4物理：13.3《光的干涉》练案(含答案)

第十三章光3.光的干涉●练案●当堂检测A组（反馈练）1.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光用只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时：（）A、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失．B、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条纹仍然存在．C、任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光．D、屏上无任何亮光．2．同一束单色光从空气射入水中，则（）A．光的颜色、频率不变，波长、波速都变小．B．光的频率变小，颜色，波长、波速都不变．C．光的频率、速度变小，颜色、波长不变．D．频率、颜色、波长都不变，只有波速变小．3.在单色光的双缝干涉试验中（）A．两列光波的波峰和波峰重叠处出现亮条纹B. 两列光波的波谷和波谷重叠处出现亮条纹C．干涉条纹明暗相同，且条纹间距相等，中央条纹为亮条纹D．从两个狭缝到达光屏上的路程差等于光的半个波长的整数倍时，出现暗条纹4. 一束单色平行光，通过双缝后在屏上得到干涉条纹．以下说法中正确的是（）A. 用红光做实验比用紫光得到的相邻明条纹（或暗条纹）之间的间隔小B. 屏上某点到双缝的距离之差等于半个波长的整数倍时，这点将出现暗条纹C. 如果改用白光做实验，干涉图样的中央亮纹是白色的D. 如果改用白光做实验，在靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹5. 最早提出光的波动说的物理学家是，最先用实验证明光具有波动性的物理学家是。

B组（拓展练）1.用双缝观察光的干涉时．已知双缝到光屏上一点P的距离之差为0.6μm，若分别用频率为f1＝7.5×1014Hz、f2＝5×l014Hz的单色光照射双缝，则P点出现明暗纹的情况是（）A. 用f1照射出现明纹，用f2照射出现暗纹B. 用f1照射出现明纹，用f2照射出现明纹C. 用f1照射出现暗纹，用f2照射出现明纹D. 用f l照射出现暗纹，用f2照射出现暗纹2. 对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是（）A. 不同的色光有可能产生干涉现象B. 不同的色光不可能产生干涉现象C. 光的强度不同有可能产生干涉现象D. 光的强度不同不可能产生干涉现象3. 在双缝干涉实验中，在保持双缝间的距离不变，缝到屏的距离也不变的条件下，分别用黄光和蓝光做实验．下列说法哪个符合实际（）A. 黄光的干涉条纹间隔比蓝光大，因为黄光的波长比蓝光小B. 黄光的干涉条纹间隔比蓝光大，因为黄光的波长比蓝光大C. 黄光的干涉条纹间隔比蓝光小，因为黄光的波长比蓝光大D. 黄光的干涉条纹间隔比蓝光小，因为黄光的波长比蓝光小4. 一束单色平行光，通过双缝后在屏上得到干涉条纹．以下说法中正确的是（）A. 相邻明条纹或暗条纹之间的距离不相等B. 用红光做实验比用紫光得到的相邻明条纹（或暗条纹）之间的间隔大C. 屏上某点到双缝的距离之差等于半个波长的整数倍时，这点将出现暗条纹D. 如果改用白光做实验，相邻条纹之间的距离是相等的5.如图所示的杨氏双缝干涉图中，小孔S1、S2发出的光在像屏某处叠加时，如果光程差为时就加强，形成明条纹。

(整理)132《光的干涉》教案-新人教选修3-4.

第二节光的干涉●教学目标一、知识目标1.通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波.2.掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹.3.掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式及推导过程.4.知道不同色光的频率不同，掌握波长、波速、频率的关系.5.通过实验初步认识薄膜干涉现象，了解其应用.二、能力目标1.通过了解杨氏把一个点光源发出的一束光分成两束，理解相干光源的设计思想.2.通过根据波动理论分析单色光双缝干涉，培养学生比较推理，探究知识的能力.3.在认真观察实验事实的基础上，加强抽象思维能力的培养.三、德育目标通过对光的本性的初步认识，建立辩证唯物主义的世界观.●教学重点双缝干涉图象的形成实验及分析●教学难点1.亮纹（或暗纹）位置的确定.2.亮纹（或暗纹）间距公式的推导.●教学方法通过机械波干涉现象的复习，过渡到光波的叠加，进而提出问题，引发思考，在实验观察的基础上通过探究现象成因，总结规律，完成本节课的教学目标，最后通过对薄膜干涉成因的分析达到拓展应用，提高能力的目的.●教学过程一、引入新课复习机械波的干涉二、新课教学（一）双缝干涉实验［动手实验，观察描述］介绍图20—2杨氏实验装置（出于时间和观察效果考虑，不在课堂上做这一实验）介绍侧重于单孔的作用，是获得来自同一光源的一束光波，双孔的作用是将同一束光波分成两束“振动情况总是相同的光束”.因为两孔相距0.08 mm 左右，很近，且与单孔屏上的孔距离相等，所以单孔的光会同时到达这两个孔，这两个孔将同一列光一分为二，因而两个小孔成了“两个振动情况完全相同的新波源，它们在屏上叠加，就会出现明暗相间的条纹”.（二）干涉条纹的成因［比较推理，探究分析］［师］通过实验，我们现在知道，光具有波动性.现在我们是不是可以根据机械波的干涉理论来认真探究一下实验中的明暗条纹是如何形成的呢？实验并总结：Δr =2n ·2λn =0、1、2…时，出现明纹. Δr =(2n +1) 2λ,n =0、1、2…时，出现暗纹.［师］综合前面分析，我们可以画出右面图示的双缝干涉结果.同时介绍一下相干光源，强调干涉条件.［师］看来大家掌握得不错，下面我们可以讨论一些更复杂的问题.（三）条纹间距与波长的关系［深入观察量化分析］指导学生分别用红色、紫色滤色片遮住双缝，观察线状白炽灯的干涉条纹（课本P 101图实—2），比较两种色光干涉条纹宽度，与课本第1页彩图2对照，得出结论：红光干涉条纹间距大于紫光干涉条纹间距.（注意其他条件相同，进行实验）［师］我们知道，不同色光的波长是不同的，那么干涉条纹间距的关系也就反映了不同色光的波长关系，干涉条纹间距和波长之间又有怎样的关系呢？同学们发挥数学方面的聪明才智，我们一起来寻找它们之间量的关系.（板书）［投影图20—11及下列说明］推导：（教师板演，学生表达）由图可知S 1P =r 1［师］r 1与x 间关系如何？［生］r 12=l 2+(x -2d )2 ［师］r 2呢？［生］r 22=l 2+(x +2d )2 设两缝S 1、S 2间距离为d,它们所在平面到屏面的距离为l ，且l d,O 是S 1S 2的中垂线与屏的交点，O 到S 1、S 2距离相等.［师］路程差|r 1-r 2|呢？（大部分学生沉默，因为两根式之差不能进行深入运算）［师］我们可不可以试试平方差？r 22-r 12=(r 2-r 1)(r 2+r 1)=2dx由于l »d,且l »x ,所以r 1+r 2≈2l ，这样就好办了,r 2-r 1=Δr =ld x ［师］请大家别忘了我们的任务是寻找Δx 与λ的关系.Δr 与波长有联系吗？［生］有.［师］好，当Δr =2n ·2λn =0、1、2…时，出现亮纹. 即l d ·x =2n ·2λ时出现亮纹，或写成x =d l n λ 第n 条和第（n -1）条亮纹间距离Δx 为多少呢？［生］Δx =x n -x n -1=［n -(n -1)］dl λ ［师］也就是Δx =d l ·λ 我们成功了！大家能用语言表述一下条纹间距与波长的关系吗？［生］成正比.［师］对，不过大家别忘了这里l 、d 要一定.暗纹间距大家说怎么算？［生］一样.［师］结果如何？［生］一样.［师］根据前面的实验结果及推导大家能判断红光和紫光哪一个波长长吗？［生］能.红光.［师］大家能猜一猜用白光干涉会出现什么现象吗？［生］（默然）［师］好，不清楚，我们不妨实验一下.引导学生观察白光干涉（抽去滤色片，直接观察）［师］哪位同学能为大家归纳一下观察到的现象.［生］（1）彩色条纹（师提示明暗相间）（2）中央为白条纹（3）中央条纹两侧彩色条纹对称排列（4）每条彩纹中红光总在外边缘，紫光在内缘.［师］归纳得很全面，大家能解释吗？（学生积极讨论，气氛热烈，从讨论中基本能掌握了原因）［生］不同色光波长不同，条纹宽度不同，红光条纹最宽；紫光条纹最窄，所以出现上面现象.［师］解释得好.大家还记得机械波波长、波速、频率三者之间的关系吗？［生］记得.v =λf .［师］对，光波也有这样的关系，不过各种色光在真空中的波速是相同的，我们用c 表示，那么有：［板书］c =λf［师］请大家比较一下七种色光的频率关系.［生］红光频率最小，紫光频率最大.［师］对，大家看P27的表.（教师介绍波长，频率范围，强调单位，引导学生阅读讨论表右侧的红字）（四）薄膜干涉［拓展应用提高能力］［师］大家通过前面的学习，现在我们来探究另一个问题，是不是只有两个双缝射出的相干光才能发生干涉呢？［生］不一定，关键要看路程差.［师］好，我们再来看一个干涉的实验：薄膜干涉［板书］教师演示：点燃酒精灯，在火焰中洒些氯化钠，使火焰发生黄光.把圆环竖直地插入肥皂溶液中，慢慢向上提起形成薄膜，竖直放好，将大烧杯罩住圆环，减小蒸发，以延长演示时间，便于全体观察.将酒精灯移到膜前，调整好位置，在酒精灯同侧观察到肥皂膜上呈现明暗相间的干涉条纹.［师］怎样解释这一现象呢？请大家思考下面几个问题：［投影图20—12及以下问题］［生1］膜前后两表面均可反射光.［生2］因为肥皂膜厚度不同，所以不同位置处的反射光路程差不同，有的地方可能是半波长的奇数倍，有的地方可能是半波长的偶数倍.［生3］两表面的反射光线来源于同一光线，振动情况一定相同，是相干光.［师］三位同学回答得非常好，大家能弄清薄膜干涉的原因吗？［生］能.［师］好，请大家把自己的想法与课本P27最后一段的分析比较一下.（学生阅读、理解.教师准备演示牛顿环实验）［师］大家分析得很好，我再加一个实验，奖励大家.（演示牛顿环实验，直接投影在白色墙上，墙上出现了牛顿环反射光干涉形成的一组明暗相间的同心圆，将屏移到环的另一侧，这里可将装置调整，同样可以观察到与反射干涉条纹互补的一组同心明暗相间的圆环）［师］感兴趣的同学课后抽时间自己来实验，深入研究它，同学们也能给我找点例子吗？（学生讨论，思考）［生］水面上的油膜好像也能反射光线，形成明暗相间的条纹.［师］好，同学们课后去认真观察一下，看来干涉现象在我们生活中是见过的，我们真是“视而不见”，“相逢未必曾相识”，生活中有许多现象，看似很普通寻常，却常常蕴含着很深的科学道理，同学们要多观察、多思考、多探究.［师］课本P 28给大家介绍了一个干涉现象在技术上的应用实例，我们一起来看看. ［投影图20—13引导学生分析］［师］有兴趣的同学可以在我们所掌握的知识基础上进行更进一步的探究.我这里为大家提供两个课题，大家可以到图书馆或上网查阅相关资料，然后确立课题进行研究.1.照相机、摄像机的镜头大多是淡紫色的，为什么？2.全息照相是怎么回事？三、小结［归纳总结，撷取精华］四、布置作业1.课本P 28.1，2，32.探究性学习：从两个课题中选择一个或自选相关课题进行探究.。

13.3实验：用双缝干涉测量光的波长

第4条时读数
②游标尺的读数：
测量结果求波长：测出n个亮条纹间的距离a。就可以求出相邻两个亮条纹的距离
x a
n 1
再由 x l
d
得 ad
(n 1)l
白光的干涉图样是什么样？
①明暗相间的彩色条纹 ②中央为白色亮条纹 ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的 ④在每条彩色亮纹中红光总是在外缘，紫光在内缘。
如图所示的双缝实验中，屏离开挡板越远，条纹间的距离越大，另一方面，实验所用光波的波长越大，条纹间的距离也越大，这是为什么？
r2-r1=dsinθ
当两列波的路程差为波长的
M
整数倍，即 dx k
l
（k=0,1,2…)时才会出现亮条
纹，亮条纹位置为：
x

Байду номын сангаасk
l

d
相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为
（D）用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹
解析：白光作杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,A错用红光作光源，屏上将呈现红色两条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹, 即间距不等的条纹，D对。
纹示数为x2。由以上数据可求得该光的波长表
d ( x2 x1 )
达式λ= L( n 1 ) （用给出的
35 30
字母符号表示）。
0 25 mm 20
练习2、2008年高考物理上海卷 12 12．在杨氏双缝干涉实验中，如果（ B D ）（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

13.3 光的干涉优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-4新课 (3)

13.3光的干涉1、教学目标一．知识与技能（1）会观察与描述光的双缝干涉现象，认识单色光双缝干涉条纹的特征。

（2）知道单色光双缝干涉亮、暗条纹形成的原理。

（3）知道产生光的干涉现象的条件。

二．过程与方法（1）通过对实验观察分析，认识干涉条纹的特征，获得探究活动的体验。

（2）尝试运用波动理论解释光的干涉现象。

（3）体验观察到光的双缝干涉以支持光的波动说的假说上升为理论的方法。

（4）通过机械波的干涉向光的干涉迁移，经历知识同化、抽象建模的物理思维过程。

三．情感态度与价值观（1）体验探究自然规律的艰辛与喜悦。

（2）欣赏光现象的奇妙和谐。

（3）了解光干涉现象的发现对推动光学发展的意义。

2、教学重点1．观察与描述光的双缝干涉现象。

2．双缝干涉中波的叠加形成的明暗条纹的条件及判断方法。

教学难点用波动理论解释明暗相间的干涉条纹。

教学过程： 1）课堂导入在光的折射一课中，从实验中得出的折射定律1212sin sin n θθ=与从惠更斯原理得出的结论形式一致，是否可以推测光可能是一种波？学生思考与交流后得到：如果光是一种波，则要有波的特征现象作实验支持．干涉是波特有的现象，一切波都能发生干涉，因此可以用光是否具有干涉现象来判断光是不是一种波。

右图是两列水波某时刻干涉的示意图，S 1、S 2是振动情况总是相同的波源，实线代表波峰，虚线代表波谷，直线OO '是S 1S 2的中垂线，在此时刻介质中a 点为两波谷叠加，b 点、、、为波峰与波谷叠加，c点为两波峰叠加，d点是处于某种中间状态的叠加。

问：a b c d 中哪些是出现振动加强的地方，哪些是出现振动减弱d 地方，哪些是出现振动加强和减弱的中间过渡状态？设问：b点位于什么位置呢？既然S1S2到d点的路程差为零，根据波动理论，两波源在d点处激起的振动总是一致的，虽然该时刻是中间状态的叠加，但两列波在d点处的叠加，激起d点的振动的振幅（教师强调是振幅最大，而非位移最大，即使是振动加强的点，也有位移为零的时候）仍为最大，故d点还是振动加强的地方。

光的干涉学案(含答案学生版+教师版)

3 光的干涉[学习目标] 1.知道光的干涉现象和产生干涉现象的条件(重点)。

2.理解产生明暗条纹的条件，知道条纹间距与波长的关系(重难点)。

3.知道薄膜干涉条纹的特点，并能用它解释生活中的相关现象(重点)。

一、光的双缝干涉1．光的干涉实验最早是物理学家__________在1801年成功完成的，杨氏双缝干涉实验有力地证明了光是一种________。

2．双缝干涉实验如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。

(1)实验过程：让一束单色光投射到一个有两条狭缝S 1和S 2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的________、________和________________总是相同的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生________________。

(2)实验现象：在屏上得到______________的条纹。

3．屏上某处出现亮、暗条纹的条件频率相同、振动步调相同的两列光波产生亮暗条纹的条件如下：(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________倍或半波长的________倍，即：|PS 1－PS 2|＝kλ＝2k ·λ2(k ＝0,1,2,3，…) 说明：k ＝0时，PS 1＝PS 2，此时P 点位于光屏上的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________倍，即：|PS 1－PS 2|＝(2k －1)·λ2(k ＝1,2,3，…) 说明：k 为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。

注意：当频率相同、振动步调总是相反的两列光波叠加时，产生亮、暗条纹的条件与上面的情况恰好相反。

4．干涉图样(1)单色光的干涉图样：如图所示，干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹。

(2)白光的干涉图样：中央条纹是白色的，两侧干涉条纹是彩色条纹。

《光的干涉》教案新人教选修

《光的干涉》教案-新人教选修一、教学目标1. 理解干涉现象的产生条件2. 掌握双缝干涉和单缝衍射的图样特点3. 能够运用干涉和衍射原理解释生活中的现象4. 培养学生的实验操作能力和观察能力二、教学内容1. 干涉现象的产生条件2. 双缝干涉的图样特点3. 单缝衍射的图样特点4. 干涉和衍射在生活中的应用三、教学重点与难点1. 重点：干涉现象的产生条件，双缝干涉和单缝衍射的图样特点2. 难点：对干涉和衍射原理的理解和应用四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生思考和探索2. 利用实验和多媒体动画，增强学生对干涉和衍射现象的直观理解3. 组织学生进行讨论和交流，提高学生的合作能力五、教学过程1. 导入：通过展示干涉和衍射现象的图片，引发学生的好奇心，激发学习兴趣2. 理论讲解：讲解干涉现象的产生条件，双缝干涉和单缝衍射的图样特点3. 实验演示：进行双缝干涉和单缝衍射的实验，让学生观察和记录实验现象4. 原理应用：分析干涉和衍射在生活中的应用，如光学镜头、干涉仪等5. 总结与反思：让学生回顾所学内容，总结干涉和衍射的特点和应用，提出问题进行思考教案仅供参考，具体实施可根据实际情况进行调整。

六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对干涉现象的理解程度和掌握情况。

2. 实验报告：评估学生在实验中的观察能力、数据处理能力和对干涉原理的理解。

3. 课后作业：布置相关习题，巩固学生对干涉和衍射知识点的掌握。

七、教学拓展1. 光的偏振：介绍光的偏振现象，引导学生理解偏振片的作用。

2. 光的色散：讲解光的色散现象，引导学生了解光谱的组成。

八、教学资源1. 实验器材：双缝干涉仪、单缝衍射仪、光具座等。

2. 多媒体课件：制作干涉和衍射现象的动画和图片，辅助教学。

3. 参考书籍：提供相关光学教材，供学生课后自学。

九、教学反馈1. 课堂气氛：观察学生在课堂上的参与程度，了解学生的学习兴趣。

2. 学生反馈：收集学生对教学内容和方法的意见和建议，不断改进教学。

高中物理第十三章3光的干涉练习(含解析)新人教版选修3_4

3.光的干涉基础巩固1能产生干涉现象的两束光是()A.频率相同、振幅相同的两束光B.频率相同、相位差恒定的两束光C.两只完全相同的灯泡发出的光D.同一光源的两个发光部分发出的光答案：B2白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,其原因是不同色光的()A.频率不同B.强度不同C.振动方向不同D.传播速度不同答案：A3如图所示,用频率为f的单色光垂直照射双缝,在光屏上的P点出现第3条暗条纹。

已知光速为c,则P点到双缝的距离之差r2-r1应为()AC答案：D4在单色光的双缝干涉实验中()A.两列光波谷和波谷重叠处出现暗条纹B.两列光波峰和波峰重叠处出现亮条纹C.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.从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时,出现暗条纹解析：两列光的波峰与波峰相遇和波谷与波谷相遇都是亮条纹。

从空间中一点到两光源的光程差等于波长的整数倍,该点出现亮条纹;若为半波长的奇数倍,则为暗条纹。

答案：BC5从两个手电筒射出的光照射到同一点上时,看不到干涉条纹,因为()A.手电筒发出的光不是单色光B.干涉图样太小,看不清楚C.周围环境的漫反射光太强D.两个光源是非相干光源解析：从两个手电筒射出的光照射到同一点上时,看不到干涉条纹,是因为两个光源是非相干光源,和其他原因无关,故正确答案为D。

答案：D6下列关于双缝干涉实验的说法正确的是()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.用红光照射狭缝S1,用紫光照射狭缝S2,屏上将出现干涉条纹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,选项B正确。

红光和紫光的频率不同,不能产生干涉条纹,故选项C错误。

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。

13.3实验用双缝干涉测量光的波长

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(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l. (4)将l､Δx代入公式求出光的波长λ.
l x , d
(5)重复测量,计算,求出波长的平均值.
(6)换用不同颜色的滤光片,观察干涉条纹的异同,求出相应的波长.
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五､实验误差分析 1.l的测量误差本实验中双缝到光屏的距离较长,l的测量误差不太大,但也应
B.换用缝距小些的双缝片
C.适当调大双缝与屏之间的距离 D.适当调小双缝与屏之间的距离答案:AD
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3.在利用测量头测量条纹宽度时,应使分划板中心刻线最好 ( )
A.与亮条纹的边缘对齐
B.与暗条纹的边缘对齐
C.与亮条纹的中心位置对齐 D.与暗条纹的中心位置对齐答案:C
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红 (1)若测定红光的波长,应选用___________ 色的滤光片.实验时
双缝到屏的距离L和需要测定的物理量有:__________________ n条亮(或暗)条纹的距离a _______________________________.
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(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70 m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm)观察到第1条亮纹的位置如下图(a)所示,观察第5条亮纹的位置如下图(b)所示.则可求出红光的波长
第35页共 39 页
(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. 单缝与双缝的间距为5 cm~10 cm 在操作步骤②时还应注意________________________ 使单缝与双缝相互平行和__________________________.

人教版高二物理选修3-4第十三章3光的干涉学案Word版含解析

3 光的干涉找两只完全一样的手电筒，照射同一区域，能观察到明暗相间的干涉条纹吗？提示：不能．两只手电筒属于各自独立发光的光源，两者发出的光是非相干光，因此它们照射到同一点上时不发生干涉，所以无干涉条纹．【例1】两个普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为( ) A ．两个灯亮度不同 B ．灯光的波长太短C ．两个灯光的振动情况不同D ．电灯发出的光不稳定【导思】从两束光发生干涉的条件去分析．【解析】一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的．光的干涉必须具备的条件：频率相同，振动方向相同，相位差恒定．【答案】 C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( C )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，但屏上仍有光亮D ．屏上无任何光亮解析：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干涉的两束光，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，但仍有红光和绿光照射到屏幕上．考点二屏上出现亮、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相反．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，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纹. 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)λ2(k ＝0,1,2,3…)．如果从能量的角度来看，到达亮纹处的光能量比较集中，而在暗纹处基本没有光能量传到该处．【例2】在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差Δx1＝0.75 μm，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差Δx2＝1.5 μm，如果用频率为6.0×1014Hz的绿光照射双缝，则()A．P点出现亮条纹，Q点出现暗条纹B．Q点出现亮条纹，P点出现暗条纹C．两点均出现亮条纹D．两点均出现暗条纹【导思】本题考查在双缝干涉现象中亮暗条纹的判断条件，分清楚光的路程差与波长如何决定亮暗条纹的情况是解决该题的关键．【解析】由c＝λf知绿光的波长为λ＝cf＝3×1086×1014m＝0.5 μm.P点到双缝S1、S2的光的路程差与绿光的半波长相比为：Δx1λ2＝0.750.52＝3，即为半波长的奇数倍，所以P点出现暗条纹．Q点到双缝S1、S2的光的路程差与绿光的半波长相比为：Δx2λ2＝1.50.52＝6，即为半波长的偶数倍，所以Q点出现亮条纹．【答案】 B如图表示某双缝干涉的实验装置，当用波长为0.4 μm的紫光做实验时，由于像屏大小有限，屏上除中央亮条纹外，两侧只看到各有3条亮条纹，若换用波长为0.6 μm的橙光做实验，那么该像屏上除中央条纹外，两侧各有几条亮条纹？答案：2条解析：设用波长0.4 μm的光入射，条纹宽度为Δx1，则Δx1＝ldλ1，屏上两侧各有3条亮纹，则屏上第三条亮纹到中心距离为3Δx1.用0.6 μm光入射，设条纹宽度为Δx2，则Δx2＝ldλ2，设此时屏上有x条亮纹，则有xΔx2＝3Δx1代入数据解之得x＝2，∴两侧各有2条亮纹．重难疑点辨析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．【典例】白光是复色光，包含各种颜色的光，不同颜色的光，其频率不同，因此在空气中传播时的波长不同．用白光做双缝干涉实验，在屏上可看到干涉条纹，若某点O与两狭缝的距离相等，则()A．干涉条纹是黑白的，O处是亮条纹B．干涉条纹是黑白的，O处是暗条纹C．干涉条纹是彩色的，O处是亮条纹D．干涉条纹是彩色的，O处是暗条纹【解析】由于不同色光波长不同，对于屏上的某点，其路程差可能等于某种色光波长的整数倍，但不一定也正好等于其他色光波长的整数倍，则在该点这种色光为亮条纹，而其他色光不一定为亮条纹，因此，不同色光在不同位置得到加强，干涉条纹是彩色的．O点与两狭缝的路程差为零，因此所有色光都加强，为亮条纹．故选项C正确．【答案】 C分析双缝干涉中明暗条纹问题的技巧(1)一般解题步骤：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．(2)应注意的问题：①λ真＝nλ介可以根据c＝λ真f、v＝λ介f、n＝cv三个式子推导得到．②两列光发生干涉的条件是两列光的频率相同，振动方向相同，相位差恒定．③相干光的获得方法．a．将一束光分成两束而获得，此法称为分光法．b．利用激光．1．能发生干涉的两束光应是(C)A．亮度一样B．颜色一样C．频率相等D．传播方向相同解析：产生干涉的条件是两光源的频率相同，振动方向相同，相位差恒定．2．从两只相同的手电筒射出的两束光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为(D)A．手电筒射出的光不是单色光B．干涉图样太细小看不清楚C．周围环境的光太强D．这两束光为非相干光解析：本题虽强调两只手电筒相同，但它们发出的光仍然是非相干光，不满足产生干涉的条件，所以看不到干涉图样．选项D 正确．3．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S 1和S 2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等，P 点是距O 点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O 点及其上方的干涉条纹的情况是( C )A ．O 点是红光的暗条纹B ．O 点不是蓝光的亮条纹C ．红光的第一条亮条纹在P 点的上方D ．蓝光的第一条亮条纹在P 点的上方解析：O 点处光程差为零，对于任何光都是振动加强点，均为亮条纹，故A 、B 错；红光的波长比绿光长，蓝光的波长比绿光短，根据Δx ＝ld λ可知，C 正确．4．如图所示的杨氏双缝干涉图中，小孔S 1、S 2发出的光在像屏某处叠加时，当光程差为波长的整数倍时就加强，形成亮条纹，如果光波波长是400 nm ，屏上P 点与S 1、S 2距离差为1 800 nm ，那么P 处将是暗条纹．解析：由光的干涉条件知光程差为波长的整数倍时就加强，形成明条纹．δ＝1 800400λ＝92λ，将形成暗条纹．5．用单色光做双缝干涉实验时，已知屏上一点P 到双缝的路程差δ＝1.5×10－6 m ，当单色光波长λ1＝0.5 μm 时，P 点将形成亮纹还是暗纹？若单色光波长λ2＝0.6 μm 呢？此时在中央亮纹和P 点之间有几条暗纹？答案：亮纹暗纹两条解析：由题意知，P 到双缝的路程差δ＝1.5×10－60.5×10－6λ1＝3λ1，满足波长的整数倍，在P 点形成亮条纹．当单色光波长λ2＝0.6 μm 时，δ＝1.5×10－60.6×10－6λ2＝52λ2，满足半波长的奇数倍，在P 点形成暗条纹．在0～52λ2范围内12λ2和32λ2满足半波长的奇数倍，出现暗条纹，故此时在中央亮纹和P 点之间有两条暗纹．。

人教版选修3-4 13.3 光的干涉教案 Word版含答案

高中人教版物理课时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。

(2)出现暗条纹的条件:当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时,两列光在这点相互削弱,这里出现暗条纹。

1.杨氏实验观察到的是什么现象?为什么说它证明了光是一种波?解答:干涉现象,干涉现象是波特有的现象。

2.双缝干涉实验中为什么用激光做光源?解答:激光亮度高、相干性好。

《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、装置和干涉条纹的特点。

3、了解薄膜干涉的现象和应用。

4、能用光的干涉原理解释生活中的一些相关现象。

二、知识梳理（一）光的干涉现象1、定义：两列光波在空间相遇时，在某些区域相互加强，在另一些区域相互削弱，从而出现明暗相间的条纹的现象。

2、条件：两列光波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同。

（二）杨氏双缝干涉实验1、实验装置：由光源、单缝、双缝和光屏组成。

2、实验原理：光通过单缝后形成线光源，再通过双缝后，在光屏上形成明暗相间的干涉条纹。

3、干涉条纹的特点条纹是等间距的。

相邻亮条纹（或暗条纹）的间距与光的波长、双缝间距和双缝到光屏的距离有关。

（三）光程差1、定义：两列光波到达某点的路程差。

2、与明暗条纹的关系当光程差为波长的整数倍时，出现亮条纹。

当光程差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹。

（四）薄膜干涉1、现象：肥皂泡、水面上的油膜等在阳光照射下呈现彩色条纹。

2、原理：由于薄膜的前后两个表面反射的光波相互叠加而产生干涉。

3、应用：增透膜、检查平面的平整度等。

三、重点难点解析（一）杨氏双缝干涉实验中条纹间距的计算条纹间距公式：＄＼Delta x ＝＼frac{L\lambda}｛d}＄其中，＄＼Delta x$为相邻亮条纹（或暗条纹）的间距，＄L$为双缝到光屏的距离，＄＼lambda$为光的波长，＄d$为双缝间距。

（二）光的干涉现象的理解1、只有频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列光波才能发生干涉。

2、干涉条纹的亮度取决于两列光波的振幅。

3、干涉条纹的间距与光的波长成正比，与双缝间距成反比，与双缝到光屏的距离成正比。

（三）薄膜干涉中的半波损失当光从光疏介质射向光密介质时，在反射光中会出现半波损失，即反射光的相位与入射光相比会突然改变$＼pi$。

四、典型例题例 1：在杨氏双缝干涉实验中，已知双缝间距为 03mm，双缝到光屏的距离为 12m，所用光波的波长为 600nm，求相邻亮条纹的间距。

江苏省桃州中学 13.3光的干涉导学案新人教版选修3-4

第十三章光13．3光的干涉【教学目标】1．观察光的干涉现象2．知道光的干涉现象，并知道从光的干涉现象说明光是一种波。

3．理解双缝干涉现象是如何产生的，并能判断出何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。

4．知道什么是相干光源。

重点：光的干涉条件及相干光源的获得。

难点：知道决定干涉条纹间距的条件，认识出现亮条纹和暗条纹的位置特点【自主预习】（认真阅读教材p50-p52，独立完成下列问题）1.1801年，英国物理学家________成功地观察到了光的干涉现象。

杨氏实验证明，光的确是________。

2．双缝干涉实验：让一束________光投射到一个有两条狭缝的挡板上，狭缝相距很近，这时在挡板后面的屏上就可以观察到________的条纹。

3．当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的________时(即恰好等于波长的________时)，两列光在这点相互________，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________时，两列光在这点相互________，这里出现暗条纹。

总结：明条纹（n=0、1、2、3……）暗条纹（n=0、1、2、3......）4．两束光相遇时要产生稳定干涉的条件是两束光的____________相等。

5．产生相干光源的方法是：将一束________________的单色光（如红色激光束）投射到两条相距很近的平行狭缝，再由这两个狭缝组成了两个振动情况________________的光源，这样的光源就是相干光源。

6．用单色光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹。

如果将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将____________；如果增大双缝与屏之间的距离，则屏上的干涉条纹的间距将____________；如果将红光改为紫光做双缝干涉实验；则屏上的干涉条纹的间距将____________。

（填“变大”“变小”或“不变”）7.杨氏干涉实验如图所示，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，狭缝S1和S2相距很近。

人教版选修3-4 133 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。