高中物理选修3-4光的干涉ppt课件

10×10－7m＝(2k＋1)4×210－7m，即k＝2 当k＝0时为第一暗条纹，所以当k＝2时应为第三暗条纹。
点评：本题主要考查双缝干涉原理，路程差与波长的数量 关系。当路程差d满足光波波长的整数倍时，该点为亮条纹， 当路程差d为半波长的奇数倍时，该点为暗条纹。
如图所示，用频率为f的单色光垂直
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。
3．双缝屏的作用 平行光照射到单缝S上，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相反。具体产生亮、暗条纹的条件 为：
5．实验结论 证明光是一种____波______。
6．现象解释 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。
课堂情景切入
很多摄影爱好者在扫描贴在玻璃板表面的底片时常会在扫 描后的图象上看到一圈圈明暗相间的光环，如图所示。这就是 光的现象——牛顿环。你知道牛顿环是怎样形成的吗？
知识自主梳理
杨氏双缝干涉实验
1．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。 2．实验示意图 如图所示
成才之路 ·物理
人教版 ·选修3-4பைடு நூலகம்
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第十三章 机械波
第十二章 第三节 光 的 干 涉
1 学习目标定位 2 课堂情景切入 3 知识自主梳理
4 重点难点突破 5 考点题型设计 6 课时作业
学习目标定位
※ 了解杨氏双缝干涉实验装置、现象、干涉 ※ 条件
※ 了解相干光源的概念
如图所示，从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某 一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为( )
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源 答案：D 解析：两束光为非相干光源，不满足干涉产生的条件。
二、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，两相邻亮纹(或暗纹)间距离与光 的波长有关，波长越大，条纹间距越大。
光发生干涉的条件
1．干涉条件 两 列 光 的 __频__率______ 相 同 、 __振__动______ 方 向 相 同 、 ___相__位_____差恒定。 2．相干光源 发出的光能够发生___干___涉____的两个光源。
重点难点突破
一、对杨氏双缝干涉实验的理解 1．双缝干涉的装置示意图 实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。
①亮条纹的条件： 屏上某点P到两缝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·2λ(k＝0,1,2,3…) k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于屏上的中心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)2λ(k＝0,1,2,3…)
特别提醒： 用白光做干涉实验，从红光到紫光其波长由大到小，它们 的干涉条纹间距也是从大到小，屏中央各色光都得到加强，混 合成白色，但两侧因条纹间距不同而分开成彩色，而且同一级 条纹内紫外红。
考点题型设计
对杨氏双缝干涉实验的理解
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( )
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( ) A．2cf
B．32cf
C．3fc
D．52cf
答案：D
解析：在某点产生暗条纹的条件是：光程差r2－r1为半波 长的奇数倍。已知P点出现第3条暗条纹，说明r2－r1＝52λ， 由 c＝λf得：λ＝cf，则r2－r1＝52cf。
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)，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，但屏上仍有光亮 D．屏上无任何光亮 答案：C 解析：红光和绿光的频率不同，不能产生干涉现象，故不 能产生干涉条纹。
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，即红光的亮纹间 宽度最大。紫光亮纹间宽度最小，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。
从双缝到屏上 A 点的路程差 d＝S2A－S1A，用 λ1 光入射时 为第二亮条纹，即 d＝2λ1
代入数据 d＝10×10－7m，这个路程差 10×10－7m 对于 λ2 的光波来说140××1100－－77mm＝2.5
即为半径长的奇数倍，A 处为暗条纹 d＝(2k＋1)2λ(k＝0，±1，±2，…)
出现明暗条纹的条件
如图所示，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＝4×10－7m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？
解析：从双缝到屏上 O 点的距离之差，无论用何种频率的 光入射，路程差总是零。所以 O 点仍然是亮条纹。
3．实验过程 如图，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_____，两条狭缝就产生 两个光源，它们的振动情况总是__相__同__的____，两光源发出的光 在挡板后面的空间互相____叠__加____。
4．实验现象 在屏上得到_明__暗___相__间__的条纹。
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 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 发出的光到达屏幕上P点下方某点光程差为零，故中央亮纹下 移。 答案：D