高二物理光的干涉[人教版]
人教版高二物理选择性必修一课件实验：用双缝干涉测量光的波长
人教版高二物理选择性必修一课件 4-4 实验：用双缝干涉测量光的波长
ΔX
ΔX
ΔX
人教版高二物理选择性必修一课件 4-4 实验：用双缝干涉测量光的波长
ΔX
ΔX
ΔX
人教版高二物理选择性必修一课件 4-4 实验：用双缝干涉测量光的波长
4．数据处理 (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a1；转动手 轮，使分划板中心刻线移动至另一条亮条纹 的中央，记下此时手轮上的读数a2；并记下 两次测量时移过的条纹数n，则相邻两亮条 纹间距Δx＝|a2－a1|/n－1。
x=±kLλ/d
r1
P1
x
S1 d
θ r2
P
S2 l
相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为
x l
d
已知两个狭缝之间的距离d，再测出双缝与 屏间的距离L和相邻两个明(或暗)条纹之间 的距离x就可以求出光波的波长λ ．
2．实验器材:
光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏 及光具座。
人教版高二物理选择性必修一课件 4-4 实验：用双缝干涉测量光的波长
4.4《实验：用双缝 干涉测量光的波长》
一.双缝干涉测量光的波长：
1.实验原理:如图所示的双缝实验中，与双缝间
距离d相比，每个狭缝的宽度可以忽略，双缝连线 的中垂线与屏的交点为P0,双缝到屏的距离OP0=L
当两列波到屏上某点P1的 路程差为波长的整数倍， 即dx/L=±kλ（k=0,1,2…)
时才会出现亮条纹，亮条 纹位置为：
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白光干涉
新教材高中物理第四章光第3节光的干涉课件新人教版选择性必修第一册
D. 单色光照射时出现暗条纹，单色光照射时出现亮条纹
[解析] 单色光的波长1 =
光的波长2 =
2
=
1
3×108
7.5×1014
=
3×108
5.0×1014
= 0.6 × 10−6 = 0.6，单色
= 0.4 × 10−6 = 0.4，因点到双缝的距
离 = 0.6 = 1 ，所以用单色光照射时点出现亮条纹。因 =
2.当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时（即恰好等于
波长的整数倍时），两列光在这点相互加强，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奇数倍时，两列光在这一点相互削弱，这里
出现暗条纹。
3.相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是 = ，已知双缝间距，再测
出双缝到屏的距离和条纹间距，就可以求得光波的波长。
要点二 干涉条纹和
光的波长之间的关系
=②
相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是__________ 。
要点三 薄膜干涉
通常而言，不同位置的液膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，来自前
后两个面的反射光的路程差不同。在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出
现了_________；在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了_________
0.6 =
3
，所以用单色光照射时点出现暗条纹，故C正确。
2 2
规律总结
明暗条纹的判断方法
判断屏上某点出现亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源（双缝）的
路程差与波长的比值。路程差等于波长的整数倍处出现亮条纹，等于半波长
的奇数倍处出现暗条纹。
光的双缝干涉 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
【提示】（1）双缝干涉图样的条纹关于中间条纹左右对称。（2）单色光的干涉图样：干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹。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。
[活动 ]双缝干涉图样明暗条纹的判断
例3 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上 点的距离之差为 ，若两次实验分别用频率 的单色光 和 的单色光 进行实验，则 点出现明、暗条纹的情况是( )。A.单色光 和 分别照射时，均出现明条纹B.单色光 和 分别照射时，均出现暗条纹C.单色光 照射时出现明条纹，单色光 照射时出现暗条纹D.单色光 照射时出现暗条纹，单色光 照射时出现明条纹
，出现亮纹； ，出现暗纹。
2.相邻两亮（暗）条纹间的距离： （等间距、等宽）。
应用探究
[活动 ]白光的双缝干涉现象
例2 在光的双缝干涉现象里，下列描述正确的是( )。A.用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹最远的是波长较长的红光B.用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹最远的是波长较短的紫光C.相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的D.在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽
A. B. C. D.
D
[解析] 出现第3条暗条纹，说明 、 到 点距离之差为 ，而 ，所以 ，D项正确。
4.（任务2）（多选）双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝 和 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 点到两缝的距离相等，距 点最近的第一条亮条纹在 点处。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，那么如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上 点及其上方的干涉条纹情况，下列叙述正确的是( )。
高中物理光的干涉教案大全
高中物理光的干涉教案大全物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。
作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。
接下来是小编为大家整理的高中物理光的干涉教案大全，希望大家喜欢!高中物理光的干涉教案大全一【教学目标】1、知识与技能：(1)在学生已有几何光学知识的基础上引导学生回顾人类对光的本性的认识发展过程(2)在复习机械波干涉的基础上使学生了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理。
(3)使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件，并了解其有关计算，明确可以利用双缝干涉的关系测定光波的波长。
(4)通过干涉实验使学生对光的干涉现象加深认识。
2、过程与方法在教学的主要设置了两个探究的问题(1)在机械波产生干涉现象的知识基础上，学生通过自主学习掌握光的干涉条件，在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。
(2)小组合作学习探究相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间距与什么因素有关。
3、情感态度价值观培养学生合作的精神、团队的意识和集体的观念，培养学生循着科学家足迹自主探究科学知识的能力，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标。
【教学重点】(1)使学生知道双缝干涉产生的条件，掌握干涉图样的特征。
(2)理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件(3)理解相邻的亮条纹(或暗条纹)的间距，并能应用这一规律解决实际问题【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)理解影响双缝干涉图样中相邻亮条纹(或暗条纹)间距的因素【教学方法】类比、实验、分组探究【教学工具】PPT课件、玩具激光光源、光栅(双缝)【教学过程】课题引入：问一：在日常生活中，我们见到许多光学的现象，这些自然现象是如何形成的?图片展示：如光的直线传播、彩虹、“海市蜃楼”引入：自然界中的光现象如此丰富多彩，人们不禁要问光的本质到底是什么?新课教学：一、两大学说之争：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”学生讨论：你赞同谁的观点?并说一说赞同的原因。
高中物理(新人教版)选择性必修一课后习题：光的干涉(课后习题)【含答案及解析】
光的干涉课后篇巩固提升必备知识基础练1.(多选)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.频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列单色光能够发生干涉现象D.照射单缝的单色光的波长越小,光屏上出现的条纹宽度越宽,单缝的作用是获得一个线光源,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源,故选项A错误,B正确;频率相同、相位差恒定的两列光可以发生干涉现象,选项C正确;由Δx=ldλ可知,波长越短,条纹间距越窄,选项D错误。
2.(2021河北博野中学高二开学考试)某一质检部门为检测一批矿泉水的质量,利用干涉原理测定矿泉水的折射率。
方法是将待测矿泉水填充到特制容器中,放置在双缝与光屏之间(可视为双缝与光屏之间全部为矿泉水),如图所示,特制容器未画出,通过比对填充后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率。
则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)()A.x2=x1B.x2>x1C.该矿泉水的折射率为x1x2D.该矿泉水的折射率为x2x1n=cv和v=fλ可知光在水中的波长小于在空气中的波长,根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=ldλ可知填充矿泉水后的干涉条纹间距x2小于填充前的干涉条纹间距x1,所以A、B错误;根据n=cv 和v=fλ可得n=λ1λ2,又由x1=ldλ1和x2=ldλ2得n=x1x2,故C正确,D错误。
3.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 点到双缝距离之差S 2P-S 1P 应为( )A.c 2fB.3c 2fC.3c fD.5c 2fλ=c f ,又P 点出现第3级暗条纹,即S 2P-S 1P=5×λ2=5c 2f ,选项D 正确。
4.某同学自己动手利用如图所示的器材,观察光的干涉现象,其中,A 为单缝屏,B 为双缝屏,C 为像屏。
物理高二光的干涉知识点
物理高二光的干涉知识点光的干涉是物理高二课程中的重要知识点之一。
干涉是指两束或多束光波相遇后，产生明暗相间的干涉条纹现象。
在干涉中，光的波动性起到了关键的作用。
本文将从光的波动性、干涉的条件、干涉模式以及干涉的应用等方面来介绍光的干涉知识点。
一、光的波动性光既可以被看作是一种电磁波，也可以被看作是由光子组成的粒子。
在干涉现象中，我们主要关注光的波动性。
光的波动性表现为光的传播具有波长、频率和振幅等特性。
光的波动性由麦克斯韦方程组以及光的波动模型来描述。
二、干涉的条件要产生干涉现象，我们需要满足以下两个基本条件：1.光源必须是相干光源，即光源发出的光波具有相同的频率、相位以及恒定的相对相位关系。
2.光波之间存在干涉的叠加，即光波在空间中有相互叠加并形成干涉现象。
三、干涉模式根据干涉条纹的形态和光源的性质，光的干涉可分为两种典型模式：分波前干涉和分波后干涉。
1.分波前干涉：分波前干涉是指在光源发出的光波通过干涉装置之前进行分波处理。
常见的分波前干涉有双缝干涉和光栅干涉等。
2.分波后干涉：分波后干涉是指光源发出的光波通过干涉装置后，再进行干涉现象的观察。
常见的分波后干涉有薄膜干涉和薄板干涉等。
四、干涉的应用光的干涉在实际生活和科学研究中有着广泛的应用。
以下是几个常见的干涉应用：1. Michelson 干涉仪：Michelson 干涉仪是一种重要的光学仪器，它可以用于测量光的波长、光速以及薄膜的厚度等。
2. 干涉消色差：利用干涉的原理，可以设计制造一些具有消色差效果的光学元件，例如消色差镜头、消色差光栅等。
3. 干涉显微镜：干涉显微镜是一种高分辨率的显微镜，它利用了干涉的原理来增强光学图像的清晰度和对比度。
4. 光的编码和解码：利用干涉的特性，可以将信息编码进光波中，通过解码方式获取信息，例如光栅码、二维码等。
综上所述，光的干涉是物理高二课程中的重要知识点，涉及到光的波动性、干涉的条件、干涉模式以及干涉的应用等方面。
光的干涉 课件-高二物理人教版(2019)选择性必修第一册
②中央为白色亮条纹； ③干涉条纹是以中央亮纹为对称
S1
点排列的；
④在每条彩色亮纹中红光总是在 外侧，紫光在内侧。
S2
为什么会这样?
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
4.干涉图样的特点总结:
①中央是亮条纹
②明暗相间、间距相等
③同一种装置，干涉所用光的波长 越大，干涉条纹越宽（间距越大）
双缝
S1 S2
屏幕 P3 第三亮纹
一个过渡，条纹间距实际上是最亮和
最亮或最暗和最暗之间的距离。
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
2、干涉条纹的间距(条纹宽度)与哪些因素有关?
①波长λ
②狭缝之间的距离 d
P1
s1
x
△x
③挡板与屏间的距离l
S1
s2
d
P0
x l
S2
l
d
挡板
屏
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
2、干涉条纹的间距(条纹宽度)与哪些因素有关?
一、光的双缝干涉
3、明暗条纹形成的原因
双缝
屏幕
取P点上方的点Q1，与两个狭缝S1、S2 路程差△S= S1－S2＝λ/2
S1 Q1第一暗纹
S2
当其中一条光传来的是波峰,另一条传来的就
是波谷,其中一条光传来的是波谷,另一条传来
λ/2
的一定是波峰,Q1点总是波峰与波谷相遇,振幅
最小,Q1点总是振动减弱的地方,故出现暗纹
第一暗条纹形成的原因
Q1
路程差δ= λ/2
一、光的双缝干涉
3、明暗条纹形成的原因
双缝
屏幕
S1
S2
3λ/2
Q2 第二暗纹 PQ中1第央一亮暗纹纹
高二物理光的干涉试题答案及解析
高二物理光的干涉试题答案及解析1.下列说法正确的是A．著名的泊松亮斑是光的干涉现象B．在光导纤维束内传送图象是利用光的衍射现象C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D．在太阳光照射下，水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象【答案】D【解析】著名的泊松亮斑是光的衍射现象，A错误；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，B错误；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，C错误；在太阳光照射下，水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象，D正确。
【考点】考查了光的干涉与衍射2.两个振动情况完全一样的波源S1和S2相距6m，它们在空间产生的干涉图样如图所示，图中实线表示振动加强的区域，虚线表示振动减弱的区域。
下列说法正确的是（）A．两波源的振动频率一定相同B．虚线一定是波谷与波谷相遇处C．两列波的波长都是2mD．两列波的波长都是1m【答案】AC【解析】据题意，如图所示是波的干涉图样，当频率相同的两列波相遇时会发生干涉现象，故选项A正确；虚线表示振动减弱区，这是两列波的波峰和波谷相遇所致，故选项B错误；据可知，当某点到两个波源的距离差为波长整数倍，该点振动加强，如果取该点在其中一个波源上，且从图可以看成有3个波长，则有，故选项C正确而选项D错误。
【考点】本题考查波的干涉。
3.两列频率相同的波发生干涉时，若两列波的波峰在某质点P位置相遇，则有 ( )A．质点P的振动始终加强，P点振幅最大B．质点P的振动始终加强，P点位移始终最大c．质点P的振动有时加强，有时减弱，振幅随时间周期性变化D．质点P的振动有时加强，有时减弱，因为P点的位移随时间作周期性变化【答案】A【解析】两列频率相同的波发生干涉时，会形成稳定的干涉图样，若两列波的波峰在某质点P位置相遇，则在P点两列波的振动情况相同，即同一时刻向相同方向振动，即振动始终加强，所以振幅为两列波的振幅之和，故选项A正确选项CD错误；两列波的位移随时间周期性变化，也有为负值的时候和为零的时候，故选项B错误．【考点】波的干涉．4.如图所示，用单色光A做双缝干涉实验时，P处为第二条暗纹的中点，改用频率较低的单色光B重做实验，若其他条件不变，则()．A．第二条暗纹中点仍在P点B．第二条暗纹中点在P点上方C．中央亮纹的宽度变小，亮纹中点仍在O点D．中央亮纹的宽度变大，亮纹中点在O点上方【答案】B【解析】由λ＝和Δx＝λ可知B正确．不论波长如何变化，中央亮纹的中点仍在O点．5.利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：其中正确的是()．A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个双缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距离变窄【答案】ABD【解析】由条纹间距公式Δx＝λ，d指双缝间距离，l是双缝到屏的距离，可知：A项中l减小，Δx变小；B项中λ变大，Δx变大；D项中d变大，Δx变小．故A、B、D正确．6.在双缝干涉实验中，中间零级明条纹到双缝的距离相等，那么从第四级明条纹到双缝的距离差是()．A．2λB．2.5λC．3λD．4λ【答案】D【解析】由路程差Δs＝nλ可知，第四级明条纹到两缝的距离之差为4λ，故选项D正确．7.如图所示，在双缝干涉实验中，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，其中央亮条纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向下移【答案】D【解析】本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动S后，没有改变传到双缝的光的频率，由S1、S2射出的仍是相干光，由单缝S发出的光到达屏上P点下方某点的光程差为零，故中央亮纹下移．8.在杨氏双缝干涉实验装置中，用红光做实验，在屏上呈现明暗相间、间隔距离相等的红色干涉条纹．若将若将其中一条缝挡住其中一条缝挡住，另一条缝仍然可以通过红光，那么在屏上将看到A．形状与原来一样的明暗相间、间距相等的红色条纹B．形状与原来相似的明暗相间、间距相等的红色条纹，只是间距变窄了C．形状与原来不同的明暗相间、间距不等的红色条纹D．没有条纹，只是一片红光【答案】C【解析】双逢干涉的条纹是明暗相间间距相等的红色条纹，挡住其中一条缝，双缝变单逢，出现的是单逢衍射的图样，单逢衍射的图样为明暗相间的条纹，但是中间的宽而且亮，往两边变得暗而且窄。
光的干涉 课件 人教版(2019)高中物理选择性必修第一册
例2.两种单色光束a、b分别照射在同一套双缝干涉演示实验装置时，
得到的干涉图样如图(a)、（b）所示，则 （ A ）
A．a光的波长大于b光的波长
B．a光的频率大于b光的频率
C．a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度 （a）
（b）
D．同一种介质对a光的折射率大于对b光的折射率
例3. 双缝干涉实验装置如图所示,当使用波长为6×10-7 m的橙光做实验
１、解释干涉现象 2、产生干涉的条件 3、重叠区内一质点振动是加强还是减弱，取决于什么？
光的本性学说的发展史 牛顿 微粒说
惠更斯 波动说
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
思考1：光要发生干涉现象需要满足什么条件？
相干光源（频率和振动情况一致）
思考2：有没有什么方法可以获得相干光—频率相同的光呢？
S22λ
屏幕
P2 第二亮纹
屏上P1点的上方还可以找到δ= S1－S2＝2λ 的P2点出现第次出现）呢？
双缝 S1
S2 3λ
屏幕 P3 第三亮纹
屏上P1点的上方还可以找到δ= S1－ S2＝4λ的P2点，δ= S1－S2＝5λ的P3点…… 等处的第四条、第五条……亮纹；在中央明 纹P的下方可找到δ= S1－S2＝λ的P1/点， δ= S1－S2＝2λ的P2/点，δ= S1－S2＝3λ 的P3/点等处与中央明纹为对称的第一、第二、 第三…，第n条亮纹。
第四章 光 人教版（2019）高中物理选择性必修第一册
目录
01 光 的 双 缝 干 涉
02
干涉条纹和波长 之间的关系
03
薄膜干涉
04
典型例题
CONTENT S
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。
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（1）装置：双缝、激光器、光屏（2）现象：屏上形成亮暗相间的条纹；条纹之间的距离相等，亮度相同（实际上由于衍射而不同）。
这就是光的干涉现象，今天我们来学习第一节：光的干涉。
第1课时：双缝干涉新课教学：一、双缝干涉1.什么是双缝干涉：平行的单色光照射到相距很近的双狭缝上，在狭缝后的光屏上出现亮暗相间条纹的现象叫做双缝干涉现象。
高中人教物理选择性必修二专题15 物理光学——学生版
专题15 物理光学（学生版）一、目标要求目标要求重、难点光的双缝干涉重难点实验：光的双缝干涉实验重点光的薄膜干涉重点光的衍射重点光的偏振激光二、知识点解析1．光的干涉现象(1)光的波动说：牛顿在研究光的传播时认为光是由粒子组成的，他利用碰撞的原理解释了光的反射等现象；而同时期的惠更斯则认为光是类似于声音的纵波．但由于牛顿在当时学术界的地位，微粒说取得了当时的统治地位，直到英国物理学家托马斯·杨发现了光的干涉现象，才将光的波动说推上历史舞台．(2)双缝干涉实验：①研究历程：如图1所示，若光是一种波，则会在S1和S2两个相隔很近的狭缝上形成两个频率、相位和振动方向相同的波源，这两个波源发出的光会在挡板后的空间形成干涉现象，某些位置振动加强，某些位置振动减弱，在光屏上形成明暗相间的条纹．事实上，托马斯·杨确实观测到了这种现象．图1②亮条纹和暗条纹位置关系：如图2所示，若屏幕上的P 点到两个波源的路程差|S 1P －S 2P |等于半波长的偶数倍（包括0），则P 点位置出现亮条纹，若|S 1P －S 2P |是半波长的奇数倍，则P 点位置出现暗条纹．亮条纹位置：222S P S P n λ-=⋅1，n=0、1、2…… 暗条纹位置：2(21)2S P S P n λ-=⋅+1，n=0、1、2……(3)干涉条纹间距与波长的关系：如图3所示，两狭缝之间的距离为d （非狭缝宽度），狭缝到光屏的距离为L ，相邻亮条纹中心或相邻暗条纹中心为条纹间距Δx （如图4），则条纹间距与光的波长关系为：L x dλ∆=(4)应用—薄膜干涉：①肥皂泡在阳光照射下呈现出彩色波纹，如图5所示，液膜前表面和后表面反射的光为相干光； ②将曲面镜放置于玻璃桌面上，白光垂直入射（如图6所示），在曲面镜的截面上看到不等间距的彩色圆环，如图7所示，这种现象称为牛顿环；图2图3图4图5图6图7③利用薄膜干涉检测光学元件平面平整度，如图8所示．图8图9④其他：照相机镜头前的增透膜利用光的干涉现象减弱反射光；大楼的玻璃墙和汽车窗户采用反射膜，利用光的干涉现象增强反射光．2．光的衍射现象光是一种波，既能发生干涉现象，也能发生衍射现象．(1)光的衍射：光在传播过程中，通过细小的小孔或障碍物时，绕过小孔或障碍物继续传播的过程称为光的衍射；当小孔或障碍物的尺寸小于或等于光的波长时，衍射现象最为明显．(2)应用：①单缝衍射和单孔衍射：如图10是单色光分别通过单缝和单孔时的衍射图样，与光的干涉类似，光的波长越大，形成的中心条纹就越宽，用白光做衍射实验时，观测到中心亮条纹为白色，边缘呈现彩色；②泊松亮斑：当光照射一个不透明的小圆板时，由于光的衍射，会在圆板阴影中心出现一个与边缘亮度相同的亮斑，称为泊松亮斑，如图11；图10图11③不同形状的障碍物都会造成光的衍射，使得影像边缘模糊不清，如两支铅笔横向对叠，透过中间的缝隙观测灯光，会观测到缝隙边缘呈现模糊的红色和紫色．3．光的偏振现象(1)偏振现象：当狭缝的方向与波的振动方向相同时，波可以通过狭缝；当狭缝的方向与波的振动方向垂直时，波不能通过狭缝，如图12所示．这种现象称为波的偏振现象．图12只有横波才能发生偏振现象，偏振现象可以检验一列波是横波还是纵波；光是横波，会发生偏振现象．(2)偏振片：偏振片是由特定材料制成的，具有一个特殊的方向叫透光方向，只有光波的振动方向与透光方向平行时，光才能透过偏振片．(3)偏振光与自然光：一束光的振动方向若限于某一平面内，则称该束光为偏振光；大量振动方向不相同且不相干的偏振光组成的光叫做自然光，如太阳光和白炽灯发出的光线都是自然光．(4)应用：①照相机偏振镜头：拍摄透明物体时能有效减小反射光的影响；②液晶显示屏：手机或电脑屏幕加入液晶显示屏，强光照射下依然能显示屏幕内容；③立体电影．4．激光激光的特点激光的应用相干性好传导信息、全息照相等平行度高激光测距、刻录光盘、读取光盘信息等能量高激光加工硬质材料、激光手术等三、考查方向题型1：对光的双缝干涉的理解典例一：（2012•上海）如图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则()A．甲为紫光的干涉图样B．乙为紫光的干涉图样C．丙为红光的干涉图样D．丁为红光的干涉图样题型2：生活中的干涉典例二：（2020•北京）以下现象不属于干涉的是()图13A．白光经过杨氏双缝得到彩色图样B．白光照射肥皂膜呈现彩色图样C．白光经过三棱镜得到彩色图样D．白光照射水面油膜呈现彩色图样题型3：实验：双缝干涉实验典例三：用双缝干涉测光的波长，已知双缝与屏的距离L=0.700 m，双缝间距d=0.200 mm．用测量头来测量亮纹中心的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图甲所示)，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数．(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第6条亮纹的中心时，手轮上的读数如图乙所示，则对准第1条时读数x1=__________mm、对准第6条时读数x2=_______mm(2)写出计算波长λ的表达式，λ=__________m．(3)在屏上观察到了干涉条纹．如果将双缝到屏距离增大，则屏上的干涉条纹的间距将_______(变大、不变或变小)题型4：光的薄膜干涉典例四：劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，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．现若在图甲装置中再增加一张纸片，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条纹( )A．变疏B．变密C．不变D．消失题型5：光的衍射典例五：单缝衍射实验中所产生图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系，和双缝干涉实验中所产生图样的相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系相同．利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数，线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量．下图是实验的示意图，挡光片A固定，挡光片B放置在待测金属捧上端，A、B间形成平直的狭缝，激光通过狭缝，在光屏上形成衍射图样，温度升高，金属棒膨胀使得狭缝宽度发生变化，衍射图样也随之发生变化．在激光波长已知的情况下，通过测量缝屏距离和中央亮条纹宽度，可算出狭缝宽度及变化，进而计算出金属的线膨胀系数．下列说法正确的是( )A．使用激光波长越短，其它实验条件不变，中央亮条纹宽度越宽B．相同实验条件下，金属的膨胀量越大，中央亮条纹宽度越窄C．相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明金属膨胀量越大D．狭缝到光屏距离越大，其它实验条件相同，测得金属的线膨胀系数越大四、模拟训练一、基础练习1.下列属于光的干涉现象的是( )A．沙漠蜃景B．雨后彩虹C．多彩肥皂泡D．立体电影2.（多选）如图所示明暗相间的条纹是红色、蓝色单色光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，下列说法正确的是( )A．a光是红光B．在同一种玻璃中a的速度小于b的速度C．a和b经相同单缝衍射装置后在光屏上产生衍射图样，则仍然是b光的中心条纹更宽D．当a和b以相同入射角从玻璃射入空气时，若a刚好能发生全反射，则b也一定能发生全反射3.如图所示的现象中，属于光的干涉现象的是( )A．红光通过很窄的单缝呈现明暗相间的条纹B．阳光通过三棱镜形成彩色光带C．肥皂泡在阳光照射下呈现彩色条纹D．下雨过后天空出现的彩虹4.把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图所示，这时可以看到明暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是()A．干涉条纹的产生是由于光在空气薄膜上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果，条纹间距都相等B．干涉条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．将薄片增厚，条纹变疏D．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应从入射光的另一侧5.把一个上为平面、下为球面的凸透镜平放在平行玻璃板上，如图，现用单色光垂直于平面照射，在装置的上方向下观察，可以看到一系列的同心圆，下列说法正确的是( )A．这是光的干涉现象，同心圆间隔均匀B．这是光的干涉现象，同心圆间隔不均匀，中间密，边缘稀疏C．这是光的干涉现象，同心圆间隔不均匀，中间稀疏，边缘密D．这是光的衍射现象，同心圆间隔不均匀，中间稀疏，边缘密6.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。
物理人教版高二选修互动课堂第十三章实验：用双缝干涉测量光的波长含解析
互动课堂疏导引导1.实验目的和原理(1)实验目的:通过本实验,我们可以了解光波产生稳定的干涉现象的条件,观察白光及单色光的双缝干涉图样,并测定单色光的波长.(2)实验原理图13-3-2如图13-3-2所示,屏上与P 0相距x 的P 1点与双缝距离分别P 1S 1=r 1,P 1S 2=r 2.在P 1S 2上作P 1M=P 1S 1,则S 2M=r 2-r 1.由于双缝间距远小于缝到屏的距离,所以可认为△S 1S 2M 是直角三角形.则有r 1-r 2=dsinθ x=ltanθ≈lsinθ所以r 2-r 1=l x d 当lx d =±kλ(k=0,1,2,…)时出现亮条纹,即亮纹中心的位置为 λdl k x ±= 相邻亮纹或暗纹的中心间距是Δx=λdl 根据公式Δx=λdl 可计算波长.双缝间的距离d 是已知的,双缝到屏的距离l 可以用米尺测出,相邻两条亮(暗)纹间的距离Δx 用测量头(图13-3-3)测出.图13-3-3 2.实验步骤(1)观察双缝干涉图样①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上.如图13-3-4所示.②接好光源,打开开关,使灯丝正常发光.③调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏.④安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与单缝的缝平行,二者间距为5 cm —10 cm,这时,可观察白光的干涉条纹.图13-3-4⑤在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹.(2)测定单色光的波长①安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹.②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央,记下手轮上的读数a 1;转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一条亮纹的中央,记下此时手轮上的读数a 2,并记下两次测量时移过的条纹数n;则相邻两亮条纹间距Δx=｜112--n a a ｜. ③用刻度尺测量双缝到光屏间距离l(d 是已知的).④重复测量、计算,求出波长的平均值.⑤换用不同滤光片,重复实验,可测量对应单色光的波长.(3)结论①单色光的干涉图样:宽度均匀,明暗相间的条纹.②白色的干涉图样:中央为白色亮条纹,两侧为明暗相间的彩色条纹.③光波的波长一般为10-7 m 数量级.93.注意事项及误差分析(1)注意事项①放置单缝和双缝时,必须使缝平行.②要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上.③测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)纹的中心.④先测出n 条亮(或暗)纹中心间的距离a,则相邻亮条纹间的距离Δx=a/(n -1).(2)误差分析光波的波长很小,Δx 、l 的测量对波长λ的影响很大,l 用毫米刻度尺测量,Δx 利用测量头上的游标尺测量.可利用“累积法”测n 条亮纹间距,再求1-=∆n a x ,并且采用多次测量求λ的平均值的方法来进一步减小误差. 活学巧用1.如图13-3-5所示,在用单色光做双缝干涉实验时,若单缝S 从双缝S 1、S 2的中央对称轴位置处稍微向上移动,则( )图13-3-5 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 的位置略向上移D.仍可产生干涉条纹,中央亮纹P 的位置略向下移思路解析：本实验中单缝S 的作用是形成频率一定的线光源,又缝S 1、S 2的作用是形成相干光源,稍微移动S 后,没有改变传到双缝的光的频率,由S 1、S 2射出的仍是相干光,由双缝发出的光到达屏上P 点的光程差仍为零,故中央亮纹不变.答案：B2.用氦氖激光器发出的波长为0.633 μm 的激光做双缝干涉实验,双缝间的距离是0.45 mm,在光屏上得到了干涉条纹.若测得相邻两条明条纹中心间的距离是1.5 cm,求光屏与双缝间的距离.思路解析：光的干涉形成的相邻的明(暗)条纹间距Δx 与光的波长的关系λd l x =∆,不仅可以通过测量l 、d 、Δx 来计算光的波长,还可以在已知其他量的前提下,验证某一量. 依据λd l x =∆,知λd l =Δx,代入数值可求出l=10.7 m. 答案：10.7 m3.用双缝干涉测光的波长,实验中采用双缝干涉仪,它包括以下元件:A.白炽灯B.单缝片C.光屏D.双缝片E.滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)(1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:_____________.(2)正确调节后,在屏上观察到红色的干涉条纹,用测量头测出10条红亮纹间的距离为a;改用绿色滤光片,其他条件不变,用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b,则一定有a__________b(填“大于”“等于”或“小于”）. 思路解析：(1)根据光的干涉条纹的形成原理,可知光具座上仪器摆放顺序为A 、E 、B 、D 、C.(2)根据条纹宽度Δx 与波长λ关系,有λdl x =∆,则在装置不变即l 、d 不变时,Δx 与λ成正比,因绿光波长在同一介质中比红光波长短,故绿光相邻的两亮(或暗)条纹的间距比红光小,即a ＞b.答案：(1)A 、E 、B 、D 、C (2)大于4.用单色光做双缝干涉实验,已知屏上一点P 到双缝的路程差r=1.5×10-6 m,当单色光波长λ1=0.5 μm ，P 点将形成亮纹还是暗纹？当单色光波长λ2=0.6 μm 时,在中央亮纹和P 点之间有几条暗纹?思路解析：在双缝干涉实验中,当双缝到屏上任一点的路程差等于波长的整数倍时,出现亮条纹,路程差等于半波长的奇数倍时出现暗条纹,即S 2P-S 1P=⎪⎩⎪⎨⎧±±=+±±= ,2,1,02)12(,2,1,0k k k k 暗条纹明条纹λλ ①当单色光波长λ1=0.5 μm 时,光程差r=1.5×10-6 m=3λ1,即P 点出现亮纹;②当单色光波长λ2=0.6 μm 时,光程差r=1.5×10-6 m=2.5λ2,即P 点出现暗纹.由于当r=21λ时,屏上出现第一级暗纹,故r=2.5λ2时,P 点与中央亮纹之间有两条暗纹.答案：亮纹 两条5.在杨氏干涉实验中,若已知两狭缝间距为1 mm,双缝到屏的距离为200 cm,屏上得到的干涉图样如图13-3-6所示,请根据图中的测量数据,求出该单色光的波长和频率.图13-3-6思路解析：由图知:Δx=0.1 cm,由λdl x =∆得:λ=5×10-7 m,由c=λf 得f=6×1014 Hz. 答案：5×10-7 m 6×1014 Hz。
4.3光的干涉教学设计-2024-2025学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
- 干涉现象的数学解释：理解干涉现象背后的数学原理，掌握干涉条纹间距、半径与波长之间的关系，能够运用数学方法进行计算和分析。
- 实验操作技巧：掌握牛顿环实验、薄膜干涉实验等基本操作技巧，能够准确观察和记录干涉现象。
- 干涉现象的实际应用：理解干涉现象在实际问题中的应用，能够将理论知识与实际问题相结合，提高解决实际问题的能力。
4. 应用题：请举例说明干涉现象在实际生活中的应用。
答案：干涉现象在实际生活中有很多应用，例如：防反射膜、彩虹膜、激光器、光纤通信等。
5. 综合题：请设计一个简单的实验，观察和记录气体干涉现象。
答案：可以利用两个平行的玻璃板之间的空气层作为干涉介质，将激光器发出的激光垂直照射在玻璃板上，观察和记录干涉条纹的分布和变化。
2. 请学生们思考并探究以下问题：
- 干涉现象在现代科学技术中的应用，如光学仪器、光纤通信等。
- 干涉现象在其他领域的应用，如声学、地震学等。
- 干涉现象与其他物理现象的联系和区别，如衍射、折射等。
3. 组织学生进行小组讨论或研究报告，鼓励他们分享自己的学习和探究成果，促进学生之间的交流与合作。
4. 鼓励学生参与实验探究，设计自己的实验方案，观察和记录干涉现象，培养学生的实验操作能力和科学探究精神。
在整个教学过程中，我会鼓励学生积极参与讨论和实验操作，培养他们的科学探究能力和科学思维。同时，我会关注学生的理解情况，及时解答他们的疑问，确保他们能够深入理解和掌握光的干涉现象及其应用。
拓展与延伸
1. 鼓励学生进行课后自主学习和探究，深入了解光的干涉现象及相关应用。可以引导学生查阅相关书籍、学术文章，以便对干涉现象有更深入的理解。
首先，我觉得在教学内容的引入方面，我通过复习光的传播、反射和折射等基本概念，为学生理解光的干涉现象打下了良好的基础。但同时，我也注意到，部分学生在复习阶段对之前学过的内容掌握得并不扎实，这也在一定程度上影响了他们对干涉现象的理解。因此，我计划在未来的教学中，加强对学生已有知识掌握情况的了解，针对性地进行复习和巩固。
人教版高中物理选择性必修第1册 第3节 《 光的干涉》
以此类推
当光程差δ=(2n+1)λ /2 ，即半波长奇数倍 时，出现暗纹。
双缝
屏幕 Q3 第三暗纹 δ=5λ/2
Q2 第二暗纹 δ=3λ/2
S1
Q1 第一暗纹 δ=λ/2
S2
Q1/ 第一暗纹 δ=λ/2
Q2/ 第二暗纹 δ=3λ/2
Q3 / 第三暗纹 δ=5λ/2
3.总结规律
（1）空间的某点距离光源S1和S2的光程差 为0、λ、2λ、3λ等波长的整数倍（半波长
第一条亮纹的形成原因分析
双缝
屏幕
S1
S2
λ
第 P1 一
亮 纹
光程差δ=S2P1－S1P1=λ
取P0点上方的点P1，若从S1S2发出的光到P1点的光程差，正好等于一个波长δ = S1P1 －S2P2=λ，则当其中一条光线传来的是波峰时，另一条传来的也一定是波峰，其中一条 光传来的是波谷时，另一条传来的也一定是波谷，在P1点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，P1点总是振动加强的地方，故出现亮纹。
明的薄膜，即增透膜，如氟化镁薄膜。
增透膜两个表面的反射光所通过的光 程差等于半个波长，这样反射回来的 光会因产生干涉而相互抵消，增加了 透射光的能量。
4.练习与应用
劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示。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，当光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点： （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。
由于S1S2到中央亮纹的距离是相等的, 又由于从S1S2发出的光是振动情况完 全相同，那么，当其中一条光线传来