1、第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 第三节光第三节光 的的 干干 涉涉第十二第十二章章第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 课堂情景切入课堂情景切入第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 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。这就是描后的图象上看到一圈圈明暗相间的光环，如图
2、所示。这就是光的现象光的现象牛顿环。你知道牛顿环是怎样形成的吗？牛顿环。你知道牛顿环是怎样形成的吗？第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 知识自主梳理知识自主梳理第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 1史实史实1801年，英国物理学家年，英国物理学家_成功地观察到了光的成功地观察到了光的干涉现象。干涉现象。2实验示意图实验示意图如图所示如图所示杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 托马斯托马斯杨杨第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导
3、学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 3实验过程实验过程如图，让一束平行的如图，让一束平行的_投射到一个有两条狭缝投射到一个有两条狭缝S1和和S2的挡板上，狭缝的挡板上，狭缝S1和和S2相距相距_，两条狭缝就产生，两条狭缝就产生两个光源，它们的振动情况总是两个光源，它们的振动情况总是_，两光源发出的光，两光源发出的光在挡板后面的空间互相在挡板后面的空间互相_。4实验现象实验现象在屏上得到在屏上得到_的条纹。的条纹。5实验结论实验结论证明光是一种证明光是一种_。单色光单色光很近很近相同的相同的叠加叠加明暗相间明暗相间波波第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习
4、指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 6现象解释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当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的_时时(即恰好等于波长的即恰好等于波长的_时时)，两列光在这点相互加，两列光在这点相互加强，这里出现强，这里出现_；当两个光源与屏上某点的距离之差；当两个光源与屏上某点的距离之差等于等于_时，两列光在这一点时，两列光在这一点_，这，这里出现暗条纹。里出现暗条纹。偶数倍偶数倍整数倍整数倍亮条纹亮条纹半波长的奇数倍半波长的奇数倍相互削弱相互削弱第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4
5、1干涉条件干涉条件两列光的两列光的_相同、相同、_方向相同、方向相同、_差恒定。差恒定。2相干光源相干光源发出的光能够发生发出的光能够发生_的两个光源。的两个光源。光发生干涉的条件光发生干涉的条件 频率频率振动振动相位相位干涉干涉第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 重点难点突破重点难点突破第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 一、对杨氏双缝干涉实验的理解一、对杨氏双缝干涉实验的理解1双缝干涉的装置示意图双缝干涉的装置示意图实验装置如图所示，有光源、单
6、缝、双缝和光屏。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。获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 3双缝屏的作用双缝屏的作用平行光照射到单缝平行光照射到单缝S上，又照到双缝上，又照到双缝S1、S2上，这样一束上，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。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
7、叠加，如亮条纹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、暗条纹的条件同；暗条纹处振动步调总相反。具体产生亮、暗条纹的条件为：为：第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 如图所示，从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某如图所示，从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某
8、一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为()第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 A手电筒射出的光不是单色光手电筒射出的光不是单色光B干涉图样太细小看不清楚干涉图样太细小看不清楚C周围环境的光太强周围环境的光太强D这两束光为非相干光源这两束光为非相干光源答案：答案：D解析：解析：两束光为非相干光源，不满足干涉产生的条件。两束光为非相干光源，不满足干涉产生的条件。第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 二、双缝干涉图样的
9、特点二、双缝干涉图样的特点1单色光的干涉图样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，两相邻亮纹纹间距相等。中央为亮条纹，两相邻亮纹(或暗纹或暗纹)间距离与光间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大。的波长有关，波长越大，条纹间距越大。第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 2白光的干涉图样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。这是因为白色
10、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，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。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。纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人
11、教版人教版 物理物理 选修选修3-4 特别提醒：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。条纹内紫外红。第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 考点题型设计考点题型设计第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习
12、指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 在杨氏双缝干涉实验中，如果不用激光光源而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从双缝从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则的中央对称轴位置处稍微向上移动，则()对杨氏双缝干涉实验的理解对杨氏双缝干涉实验的理解第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 A不再产
13、生干涉条纹不再产生干涉条纹B仍可产生干涉条纹，且中央亮纹仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变的位置不变C仍可产生干涉条纹，中央亮纹仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置向上移的位置向上移D仍可产生干涉条纹，中央亮纹仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移的位置略向下移解析：解析：本实验中单缝本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源，的作用是形成频率一定的线光源，双缝双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动的作用是形成相干光源，稍微移动S后，没有改变后，没有改变传到双缝的光的频率，由传到双缝的光的频率，由S1、S2射出的仍是相干光，由单缝射出的仍是相干光，由单缝S发出的光到达屏幕上发出的
14、光到达屏幕上P点下方某点光程差为零，故中央亮纹下点下方某点光程差为零，故中央亮纹下移。移。答案：答案：D第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 如图所示，在双缝干涉实验中，若用如图所示，在双缝干涉实验中，若用15107m的光照射，屏上的光照射，屏上O点是中央亮条纹，屏上点是中央亮条纹，屏上A点为第二级亮条点为第二级亮条纹所在处。若换用纹所在处。若换用24107m的光照射时，屏上的光照射时，屏上O点处是什点处是什么情况，屏上么情况，屏上A点处又是什么情况？点处又是什么情况？出现明暗条纹的条件出现明暗条纹的条件第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 第十三章第十三章第三节第三节 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 选修选修3-4 点评：点评：本题主要考查双缝干涉原理，路程差与波长的数量本题主要考查双缝干涉原理，路程差与波长的数量关系。当路程差关系。当路程差d满足光波波长的整数倍时，该点为亮条纹，满足光波波长的整数倍时，该点为亮条纹，当路程差当路程差d为半波长的奇数倍时，该点为暗条纹。为半波长的奇数倍时，该点为暗条纹。
