第4节：光的干涉
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. 让学生了解光的干涉现象，理解干涉条纹的形成原理。
2. 掌握双缝干涉实验和单缝衍射实验的原理及操作方法。
3. 能够运用干涉原理解决实际问题，提高学生的科学素养。
二、教学重点与难点：1. 教学重点：光的干涉现象，干涉条纹的形成原理，双缝干涉实验和单缝衍射实验的操作方法。
2. 教学难点：对干涉条纹间距、光强分布的理解和计算。
三、教学准备：1. 实验器材：激光器、分束器、反射镜、光屏、滑动变阻器、单缝、双缝等。
2. 教学工具：PPT、黑板、粉笔等。
四、教学过程：1. 导入：通过复习光的波动性，引导学生思考光的干涉现象。
2. 理论讲解：讲解光的干涉现象、干涉条纹的形成原理，介绍双缝干涉实验和单缝衍射实验的原理。
3. 实验演示：进行双缝干涉实验和单缝衍射实验，让学生观察干涉条纹的形成过程。
4. 课堂讨论：引导学生探讨干涉条纹间距、光强分布的特点及影响因素。
5. 课后作业：布置有关干涉现象的练习题，巩固所学知识。
五、教学反思：本节课通过讲解和实验相结合的方式，使学生掌握了光的干涉现象及干涉条纹的形成原理。
在实验过程中，要注意引导学生观察干涉条纹的变化，培养学生的观察能力和动手能力。
通过课堂讨论，让学生运用所学知识分析实际问题，提高学生的科学思维能力。
在课后作业的布置上，要注重难点的巩固，提高学生的解题能力。
六、教学内容：1. 光的干涉现象：杨氏实验2. 干涉条纹的特性：等距、对称、亮度3. 干涉条纹间距的计算：Δx = λ(L/d)4. 光的衍射现象：单缝衍射、双缝衍射5. 衍射条纹的特性：同心圆、不等距、亮度变化七、教学过程：1. 复习光的干涉现象，引导学生思考杨氏实验。
2. 讲解杨氏实验的原理，演示实验过程，让学生观察干涉条纹的形成。
3. 分析干涉条纹的特性，引导学生通过实验观察干涉条纹的等距、对称、亮度特点。
4. 讲解干涉条纹间距的计算公式，让学生理解干涉条纹间距与波长、间距、透镜焦距的关系。
《光的干涉》教案新人教选修
一、教学目标1. 让学生了解光的干涉现象，理解干涉条纹的形成原理。
2. 让学生掌握双缝干涉实验和单缝衍射实验的操作方法和观察现象。
3. 培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力。
二、教学重点与难点1. 教学重点：（1）光的干涉现象及干涉条纹的形成原理。
（2）双缝干涉实验和单缝衍射实验的操作方法和观察现象。
2. 教学难点：（1）干涉条纹间距与波长的关系。
（2）衍射现象与干涉现象的区别。
三、教学准备1. 实验器材：双缝干涉实验装置、单缝衍射实验装置、激光器、光屏、刻度尺等。
2. 教学软件：相关教学PPT、视频等。
四、教学过程1. 导入：通过展示干涉现象的图片，引导学生思考干涉现象的产生原因。
2. 理论讲解：介绍光的干涉现象、干涉条纹的形成原理，解释干涉条纹间距与波长的关系。
3. 实验演示：进行双缝干涉实验和单缝衍射实验，让学生观察干涉条纹和衍射现象。
4. 学生操作：分组进行双缝干涉实验和单缝衍射实验，记录实验数据，分析实验结果。
5. 讨论与总结：引导学生分析实验现象，总结干涉现象和衍射现象的特点及区别。
6. 拓展与应用：举例说明干涉现象在实际生活中的应用，如干涉眼镜、干涉式红外探测器等。
五、课后作业2. 预习下一节课的内容，了解迈克尔逊干涉仪的原理及应用。
3. 思考题：请举例说明干涉现象在科学研究和生产中的应用。
六、教学内容6. 迈克尔逊干涉仪的原理及应用6.1 迈克尔逊干涉仪的构造和工作原理6.2 迈克尔逊干涉仪的干涉条纹及特点6.3 迈克尔逊干涉仪在科学研究中的应用七、教学重点与难点7. 教学重点：（1）迈克尔逊干涉仪的构造和工作原理。
（2）迈克尔逊干涉仪的干涉条纹及特点。
8. 教学难点：（1）迈克尔逊干涉仪在科学研究中的应用。
八、教学准备7. 实验器材：迈克尔逊干涉仪、激光器、光屏、刻度尺等。
九、教学过程7. 导入：通过展示迈克尔逊干涉仪的图片，引导学生思考干涉仪的作用和应用。
8. 理论讲解：介绍迈克尔逊干涉仪的构造和工作原理，解释干涉仪的干涉条纹及特点。
光的干涉-精品文档
02
光的干涉条件
相干光条件
同一波源
01
干涉光必须来自同一波源，这样波源的相干性会影响干涉条纹
的质量。
频率相同
02
来自同一波源的光线必须具有相同的频率，否则它们将无法产
生干涉。
相位差恒定
03
来自同一波源的光线必须具有恒定的相位差，这意味着它们的
振动方向必须相同。
干涉条纹条件
稳定的干涉条纹
为了获得清晰的干涉条纹，需要 确保光线经过的路程差是恒定的 ，这意味着需要使用稳定的实验 装置和精确的控制光源。
相间的干涉条纹。
应用
分振幅干涉在光学实验、光学测 量等领域也有着广泛的应用，如 测量光学表面的形状、光学元件
的精度等。
迈克尔逊干涉仪
01
定义
迈克尔逊干涉仪是一种利用分振幅干涉原理测量光学表面形状和光学元
件精度的干涉仪。
02 03
原理
迈克尔逊干涉仪通过将一束光波分成两束相干光波，分别经过反射镜后 再次相遇，形成明暗相间的干涉条纹。通过测量干涉条纹的变化，可以 推算出光学表面的形状和光学元件的精度。
光线的平行性
为了使干涉条纹更加明显，需要确 保光线具有平行性，这可以通过使 用聚焦透镜或高亮度的光源来实现 。
03
光的干涉类型
分波面干涉
定义
应用
分波面干涉是指两束或多束相干光波 在空间某一点叠加时，形成明暗相间 的干涉条纹的现象。
分波面干涉在光学实验、光学测量等 领域有着广泛的应用，如测量光学表 面的形状、光学元件的精度等。
全息干涉实验
实验原理
全息干涉实验是一种利用全息技术实现的干涉实验，通过 将一束光分成两束相干光波，然后在全息底片上记录它们 之间的干涉图样。
光的干涉
n
d
透镜的等光程性
屏 a .d . e . .g
b. c
.
.h
F
adeg 与bh 几何路程不等，但光程是相等的。 abc 三点在同一波面上，相位相等。 到达F 点形成亮点，说明abc三条光线到达F点无相 位差。
所以透镜的引入不会引起附加的光程差。
倾斜入射时： a . b .
c .
屏
F
abc 三点在同一波阵面上，相位相等，到达
事实上频率取某一确定值的光波是不 存在的。通常情况下认为频率的取值 范围很小就是单色光。 ③ 波长常用单位：m nm A 换算关系为： 1m =10-6m 1nm =10-9m
o
o
1A=10-10m
④ 光强：光波在传播中也伴随着能量 的传播，因为光波中引起各种光学效应 的是电振动，所以光强正比于E2（波的 能量正比于振幅的平方），通常情况下， 为了计算的方便，我们认为： I=E2
屏 A
M1 C
a
M2
B
点光源
s
*
1 2
C
屏 A
s1 s2
* *
M1
a
M2
1
2
B
三、劳埃(H.Lloyd)镜实验 A´ s1 s 2*
M
A 屏
.P
B´ B
问题：
当屏移到 A ´ B ´ 位置时，在屏上的P 点应该
出现暗条纹还是明纹？
四、劳埃(H.Lloyd)镜实验 A´
A 屏
s1 s 2*
M
.P
=0
p (r2 e ne) r1 0
S1
r2 r1 e ne 0
r1 O P
S2
高中物理选择性必修一-第四章-第四节-光的干涉
总结提升
1.由于薄膜干涉是经薄膜前、后表面反射的两束光叠加而形成的，所以 观察时眼睛与光源应在膜的同一侧. 2.在光的薄膜干涉中，前、后表面反射光的光程差由膜的厚度决定，所 以薄膜干涉中同一亮条纹或同一暗条纹应出现在厚度相同的地方，因此 又叫等厚干涉，每一条纹都是水平的. 3.用单色光照射得到明暗相间的条纹，用白光照射得到彩色条纹.
例4 用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条 纹为
√
解析 由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时通过 的光程差，则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度.因肥皂液薄膜在 重力作用下形成了一个上薄下厚的楔形膜，厚度相等的位置在同一条水 平线上，故同一条干涉条纹必然是水平的，由此可知只有选项B正确.
一、光的双缝干涉 导学探究
1.双缝干涉的装置示意图 实验装置如图2所示，有光源、单缝、双缝和光屏.
图2
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(托马斯·杨当时没有激光). 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 率相同且振动情况完全一致的相干光.
图3
解析 P点与两缝的距离之差为Δr＝2.1×10－6 m 所以有 N1＝Δλ1r＝26.1××1100－－76mm＝3.5 由此可知，P点与S1、S2的距离差是半波长的奇数倍， 所以用A光在空气中做双缝干涉实验，P点是暗条纹.
(2)已知B光在某种介质中的波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向 空气时，临界角为37°(sin 37°＝0.6).
a光频率较小，同一介质对a光的折射率较小，故D错误.
三、薄膜干涉 1.薄膜干涉中相干光的获得 光照射到薄膜上，在薄膜的前、后两个面反射的光是由同一个实际的光 源分解而成的，它们具有相同的频率，恒定的相位差. 2.薄膜干涉的原理 光照在厚度不同的薄膜上时，前、后两个面的反射光的光程差等于相应 位置膜厚度的2倍，在某些位置，两列波叠加后相互加强，于是出现亮条 纹；在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现暗条纹.
光的干涉.ppt
2.光的偏振
偏振现象
只有沿偏振片的“透振”方向“振动的光波才能通过偏振片”
结论
偏振现象表明,光是一种横波
偏振光的形成
(1)自然光通过偏振片后,得到偏振光 (2)自然光在介质表面反射时,反射光和折射光都是偏振光
偏振现象 的应用
(1)照相机镜头前装一片偏振滤光片 (2)电子表的液晶显示
检
检
如图甲所示,用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的 平滑情况,观察到的图像如图乙所示的条纹中的P和Q的情况,这说
要求： ①明确光的干涉的条件，明暗条纹的判断方法 ②明确△x=lλ/d物理量含义，并应用其求解物理量 ③区分干涉和衍射图样 ④了解薄膜干涉的应用
议
①上图为蓝光和红光分别通过双缝和单缝形成的图样，其中 蓝光经过双缝形成的图样是？
②右图两衍射图样分 别对应什么衍射？
③用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm ，在距离双缝为1.2 m处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5 mm （1）求这种单色光的波长。 （2）若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折 射率为1.3，则增透膜的厚度应取多少?
展
半径为R的圆形偏振片P的透振方向为竖直方向,一束横截面半径 略小于R的平行自然光正对着偏振片P照射后射到屏上,现以光的 传播方向为轴将偏振片P旋转,则在偏振片P旋转的过程中( ) 屏上出现圆形亮斑,亮度不变
偏振片是让特定方向的光透过只是相 对于光源亮度减弱； 偏振方向不是狭缝!
展
用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离d， 双缝到屏的距离l，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是△x，氦 氖激光器发出的红光的波长λ 是多少？假如把整个装置放入折 射率是4/3的水中，这时屏上的条纹间距是多少？
《光的干涉》课件人教版
5．图 1 是用单色光照射透明标准板，来检查 b 的上表面的平直情 况，观察到的现象如图 2 所示，则以下说法正确的是( D )
A．图 2 的图样是由于光从 a 的上表面和 b 的下表面反射后干涉的结果 B．图 2 的图样是由于光从 a 的上表面和 b 的上表面反射后干涉的结果 C．图 2 的图样说明 b 的上表面某处向上凸起 D．图 2 的图样说明 b 的上表面某处向下凹陷
课时训练
一、选择题 1．下列关于双缝干涉实验的说法正确的是( B ) 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 根据薄膜干涉产生的原理可知，图 2 的图样是由于光 从 a 的下表面和 b 的上表面反射后干涉的结果，故 A、B 两项错 误．薄膜干涉是等厚干涉，即亮条纹处空气膜的厚度相同；现在 向左弯曲，说明提前出现条纹，则说明 b 的表面某处向下凹陷， 故 C 项错误，D 项正确．
6．如图为单色光双缝干涉实验某一时刻的 波形，S1、S2 为双缝，实线和虚线分别表示各 缝发出的光的波峰和波谷．在此时刻，介质 中 A 点为波峰相叠加点，B 点为波谷相叠加 点，A、B 连线上的 C 点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别 放在 A、B、C 三个位置，那么( A )
3．光的干涉条件 两列光的频率相同、振动方向相同、相位差恒定． 4．干涉条纹间距：相邻两条亮条纹或暗条纹间的距离Δx＝ dl λ. 二、光的薄膜干涉及其应用 1．薄膜干涉：光照到薄膜上，从膜的前表面和后表面反射 回来的光再次相遇而产生的干涉现象．
2．常见的薄膜干涉现象：白光照射肥皂液膜出现彩色条纹、 蚌壳内表面透明薄膜上呈现各种色彩、有透明薄膜保护层的激光 唱片呈现彩色等．
光的干涉》教案新人教选修
光的干涉》教案-新人教选修第一章：光的干涉现象一、教学目标：1. 让学生了解干涉现象的定义和特点。
2. 让学生掌握双缝干涉和单缝衍射的原理。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
二、教学内容：1. 干涉现象的定义和特点。
2. 双缝干涉的原理和公式。
3. 单缝衍射的原理和公式。
4. 干涉现象在现实生活中的应用。
三、教学重点：1. 双缝干涉和单缝衍射的原理。
2. 干涉现象的应用。
四、教学难点：1. 双缝干涉和单缝衍射的公式的推导。
五、教学方法：1. 讲授法：讲解干涉现象的定义、特点和原理。
2. 实验法：观察双缝干涉和单缝衍射的实验现象。
3. 讨论法：分析干涉现象在现实生活中的应用。
六、教学步骤：1. 引入：通过展示干涉现象的图片，引导学生思考干涉现象的定义和特点。
2. 讲解：详细讲解双缝干涉和单缝衍射的原理和公式。
3. 实验：安排学生进行双缝干涉和单缝衍射的实验操作，观察实验现象。
4. 应用：分析干涉现象在现实生活中的应用，如光学滤波器、干涉仪等。
5. 总结：归纳本节课的主要内容和知识点。
第二章：双缝干涉一、教学目标：1. 让学生掌握双缝干涉的原理和公式。
2. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
3. 培养学生的分析问题和解决问题的能力。
二、教学内容：1. 双缝干涉的原理。
2. 双缝干涉的公式的推导和解释。
3. 双缝干涉实验的操作步骤和注意事项。
4. 双缝干涉现象在现实生活中的应用。
三、教学重点：1. 双缝干涉的原理和公式。
2. 双缝干涉实验的操作步骤和注意事项。
四、教学难点：1. 双缝干涉公式的推导和解释。
五、教学方法：1. 讲授法：讲解双缝干涉的原理和公式。
2. 实验法：进行双缝干涉实验，观察实验现象。
3. 讨论法：分析双缝干涉现象在现实生活中的应用。
六、教学步骤：1. 引入：通过展示双缝干涉的图片，引导学生思考双缝干涉的原理。
2. 讲解：详细讲解双缝干涉的原理和公式。
3. 实验：安排学生进行双缝干涉实验操作，观察实验现象。
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3、相邻两亮纹（或暗纹）间的距离
x L
d
x
xk 1
xk
(k
1) L k
d
L
d
L
d
4、光的干涉图样的特点
1、明暗条纹间距相同；
2、红光条纹间距最大,紫 光条纹间距最小；
3、白光干涉条纹为彩色 条纹。
可由 x L 定量说明
d
在阳光下,为什么肥皂薄膜上会形成彩色图样?
注意： 干涉条纹在前表面附近形成的
燃起一盏酒精灯，在酒精灯火焰里洒上一些氯 化钠，使火焰发出黄光。把酒精灯放在金属丝圈上 的肥皂液薄膜前，仔细观察，就可在薄膜上看到火 焰的反射像，像上出现了什么
出现明暗相间 的横向黄色条 纹
三、薄膜干涉
——光照射到薄膜上时,从膜的前表面和后表面分别 反射出来,形成两列相干光，产生了干涉现象。
2、出现亮、暗条纹的条件和位置：
条件：r k （k＝0、1、2…）
出现亮纹的
位置： x k L
d
（k＝0、1、2…）
出现暗纹的
条件：r (2k 1) （k＝0、1、2…）
2
位置：x (2k 1) L （k＝0、1、2…）
d2
光的干涉图样的特点和规律
1、双缝干涉中条纹的位置x与光程差Δr的关系：r d x l
光的干涉现象在技术中有重要应用。
干涉法检 测表面平 整度
如果被测表面是平的，那么产生的干涉条纹就 是平行的；如果被测表面某些地方不平，产生的干涉 条纹就要发生弯曲：还可以了解被测表面的不平情况。 这种测量的精度可达10-6cm。
S1 d
S2 Δr
双 缝
r1 2
L
L d , L x r1 r2 2L
2、波的干涉条件
频率相同 相差恒定 振动方向相同
相干波： （即能发生干涉的波）
——频率相同，相差恒定的两列波称为相干波。
3、波的干涉图样
——波的干涉会形成一种加强和减弱相间的 图样，这样的图样叫做干涉图样。
4、对干涉图样的规律 （1）振动加强点：
振动加强点的条件：两波源到振动加强点的 距离之差（波程差） 为波长的整数倍：
x k 2k
2
(k 0,1,2)
（2）振动减弱点：
振动减弱点的条件：两波源到振动减弱点的 距离之差（波程差）为半波长的奇数倍：
x (2k 1)
2
(k 0,1,2)
光有干涉现象吗?
——干涉现象是波的主要特征之一。光 如果是一种波，我们应该会观察到光的 干涉现象。
生活中可以观察到那些光的干涉现象？
第一单元（一、二、三）——几何光学 第二单元（四、五、六）——波动光学
第四节
光的干涉
回顾：
1、什么叫波的干涉？ 2、波的干涉发生的条件是什么？ 3、波的干涉图样有何特点或规律？
波的干涉
1、什么是“波的干涉”？
——频率相同的两列波叠加，使得合成波场中会出 现某些点的振动始终加强，另一些点的振动始终减 弱，这种现象称为波的干涉。
2、条件
两列光的频率相同 相差恒定 振动方向相同
相干光源：能发生干涉的两列波称为相干
波，两个光源称为相干光源。
二、杨氏双缝干涉实验
最先（1801年）在实验室里观察到光的干 涉现象的科学家是英国物理学家托马斯·杨
杨氏实验的设计思路：
——让一束光通过小孔射到第二个屏的两个小孔 上，两孔间距较短，且与前一个小孔的距离相 等。如果光是传播某种振动的波，这两个小孔 就成了两个振动情况完全相同的波源，它们发 出的波在屏上叠加，就会出现干涉现象。（很 好的解决了相干光源的问题）
如何在实验室中观察到光的干涉现象？
生活中光的干涉现象
如图所示是一只 美丽的蜂鸟，它颈 部羽毛上那漂亮的 彩色光泽是如何产 生的呢?
如图所示是一个在 阳光照耀下的肥皂泡， 它那漂亮的彩色光泽 是如何产生的呢?
自己吹个肥皂泡观察
一、光的干涉
1、定义
——由两束振动情况完全相同的光在空间相 互叠加，在一些地方相互加强，在另一些地 方相互削弱的现象，叫做光的干涉。
r22 r12 2dx
P
r12
L2
(x
d )2 2
x
r22
L2
(x
d )2 2
o
光 r22 r12 2dx
屏
r
r2
r1
d L
x
条纹特点
*横向彩色条纹 *条纹间距上宽下 窄
光从薄膜前表面和后表面分 别反射出来，形成两列振动情况完 全相同的（相干）光波。 当该两 列波恰是波峰（波谷）和波峰（波 谷）相遇，使光波的振动加强，形 成亮条纹；当两列波的波峰和波谷 相遇，使光波的振动互相抵消，形 成暗条纹。如果用白光照射肥皂液 薄膜，在薄膜上就出现了不同颜色 的彩色条纹。
实验观察： （演示）
屏上有明暗相 间的条纹
光的干涉图样的特点和规律
光程： ——光传播的几何路程r与传播介质折射率n的乘积
光程差（Δr）：两列相干光传播的光程之差 1、双缝干涉中条纹的位置x与光程差Δr的关系：
请你推导： r d x l
光的干涉图样的特点和规律
1、双缝干涉中条纹的位置x与光程差Δr的关系：r d x l