物理：13.2《光的干涉》PPT课件(新人教版 选修3-4)

思考4 ：七种单色光在同一种装置中的双 缝干涉条纹间距是从大到小的。但它们在 双缝正对的像屏的中央P处附近均为亮条纹 还是暗条纹？ 拓展1、若用白光在同样的装置中做双缝 干涉实验，其干涉图样是什么条纹？ 拓展2、分析说明用白光做杨氏双缝实验 时，中央亮纹的边缘是什么颜色？ 红 拓展3、分析说明用白光做杨氏双缝实验 时，离中央最近的一条亮纹是什么颜色？ 紫
复习回顾： 1、两列机械波（如声波、水波）发 生干涉的条件是什么？ 2、如何获得两列相干的机械波？ （以水波为例） 3、两列波干涉时，振动最强的点和 振动最弱的点条件是什么？
＝r2 r1＝ k，k 0,1,2, ＝r2 r1＝ 2k＋1 ，k 0,1, 2,
2
光到底是什么？……………
微粒说
17世纪明确形成 了两大对立学说 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 19世纪初证明了 波动说的正确性
波动说 惠
牛
顿
更
斯
爱因斯坦在20世纪 初提出了光子说
光的波粒二象性
麦克斯韦 电磁说
第二节 光的干涉
分波面法小结
杨氏双缝干涉 二、杨氏双缝实验
思考1：下图中P点为明条纹还是暗条纹？ 思考2：设单色光的波长为λ，若P1为靠近 中央最近的明条纹，则：P1S2－P1S1=？ 思考3：若Q1为PP1的中点，则Q1是明条纹 还是暗条纹？ Q1S2－Q1S1=？
Q2 P1 Q1 P
S*
S1 * S2 *
由于l远远大于d， l远远大于x，
r2 r1
S*
S1 *
S2 * 双 缝 屏
像 屏
观察 实验， 概括实 现象， 并说明 出这种 现象的 原因？
三、单色光的双缝干涉的实验现象：
1、等宽度、等间距的明暗条纹。 2、波峰与波峰、波谷与波谷叠加 的区域振动最强，即出现明条纹。 波峰与波谷叠加的区域振动最弱， 即出现暗条纹。 ＝r2 r1＝ k，k 0,1,2,,明条纹
高中物理新人教版 选修３- 4系列课件
13.2《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.
条纹中心的位置：
x (2k 1)
L x k d L
明纹
2、单色光的相干的特征：等宽度等间 L 距的明暗条纹 x
（指相邻明纹与明纹之间或暗纹与暗纹之间）
2d

k 0,1,2,
d
暗纹
观察不同单 色光的双缝干 涉条纹的情况， 说说你的思考？
五、光的波长的测定： 各色光在真空中的波长
（03全国）一束单色光从空气射入玻璃中， 则其 A．频率不变，波长变长 B 频率变大， 彼长不变 C 频率不变，波长变短 D 频率变小，波 长不变
（04全国春季）对于单色光，玻璃的折射 率比水大，则此光在玻璃中传播时（ ） A、其速度比在水中的大，其波长比在水中 的长 B、其速度比在水中的大，其波长比在水中 的短 C、其速度比在水中的小，其波长比在水中 的短 D、其速度比在水中的小，其波长比在水中 的长
思考７：那么，怎样来确定增透膜的厚度？
照相机和望远镜
因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以增透膜的 厚度为绿光在增透膜中波长的1/4。以增大绿光的 透射强度。 因为红光与紫光反射强度大，所以照相机的镜头
常呈淡紫色或蓝色
牛 顿 环
干涉图样：中央疏 边沿密的同源自文库圆环
光的色散
色散——白光透过棱镜以后被分解为红、橙、黄、 绿、蓝、靛、紫气种颜色的光 （1）光的颜色由频率来决定。红光频率最小， 紫光频率最大；在不同的介质中，光的频率不变 （2）不同频率的光在真空中的传播速度相同， 但在介质中不同 （3）同一介质对不同光的折射率不同，一般 有“频率越高，折射率越大” （4）光在介质中传播时光速发生变化，波长 也发生变化：同一色光在不同介质中，折射率大的 光速小，波长短；不同色光在同一介质中，频率高 的折射率大，光速小，波长短
＝r2 r1＝ 2k＋1 ，k 0,1, 2,, 暗条纹
2

思考：若用绿光在同样的装 置中做双缝干涉实验，会得 到什么图样呢？
不同单色光的双缝图样干涉比较
红光 蓝光
提出问题：
从两张照片中可以看出：红光的 条纹间距（宽度）比绿光大，那么， 不同单色光的干涉条纹的间距（宽 度）与哪些因素有关?
紫光由折射率为n的棱镜进入空气，则下列 说法中正确的是( B ) A.频率为原来的n倍，波长为原来的1/n
B.波长为原来的n倍，波速为原来的n倍 C.频率为原来的n倍，波长为原来的n倍 D.频率为原来的1/n，波长为原来的n倍
一束白光从顶角为的三棱镜的一侧，以较大 的入射角射入棱镜后，经棱镜折射在光屏P上 可得到彩色光带，如图所示，当入射角逐渐 减小到0的过程中，假如屏上的彩色光带先后 消失，则( B ) A.红光最先消失，紫光最后消失 B.紫光最先消失， 红光最后消失 C.红光最先消失， 黄光最后消失 D.紫光最先消失， 黄光最后消失
薄膜干涉的应用
a.干涉法检查平面
原理：在被检平面与透明样板间垫一个薄片，使其间 形成一个楔形的空气薄层．当用单色光从上面照射时， 入射光从空气层的上、下表面反射出两列光波，于是 从反射光中看到干涉条纹．
b.增透膜
原理：当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长 的１∕４时，在薄膜的两个面上的反射光，光 程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到 减小反射光，增大透射光的作用 思考６：增透膜能否将所有反射光都抵消
红光
蓝光
白光
六、白光的双缝干涉：
单色光的合成
中央明条纹
思考５：肥皂泡看起来常常是彩色的，雨后公路 积水上面漂浮的油膜，看起来也是彩色的。这些 现象是这样形成的？
七、薄膜干涉
1）现象：水平 明暗相间条纹 ２）相干光的来源：
肥皂薄膜 前表面反射光波 与后表面反射 光波相互 叠加产生干涉
在薄膜的厚度为d处，前后表面反射光 的光程差为２d，则
光的 颜色 红 波长 nm 770－620 光的 颜色 绿 波长 nm 580－490
橙
黄
620－600
600－580
蓝－ 靛 紫
490－450
450－400
d 红光波长最大， x 紫光波长最小 L
五、进一步研究：
不同的色光在真空中的传播速度相同。 波长和频率的乘积等于波速：v=λf，波长 越长频率越小，波长越短频率越大。 1nm=10-9m
⑴当
2d k ⑵当 2d 2k 1
时，出现亮条纹
时，出现暗条纹
2
⑶如果薄膜厚度均匀变化，用单色光照射 条 纹间距相等 用白光照射 在同一厚度某一波长的光反射后 增强，另一波长的光反射后减弱，所以出现彩 色条纹
例1、如图4-4所示，竖直的肥皂液膜的横截面， 右侧受到一束平行光的照射，关于肥皂液膜产 生干涉条纹的说法正确的是( ) A.在右侧观察到的干涉条纹是由光线在肥皂液 薄膜左右两个表面反射的两列波迭加生成的 B.在左侧也能观察到类似的条纹 C.观察到的条纹可能是黑白相间的也可能是色 彩相间的 D.观察到的条纹可能是水平的也可能是竖直的
光的 颜色 波长λ(nm) 频率 f (1014Hz) 光的 颜色 波长λ(nm) 频率 f (1014Hz)
红
770～620
3.9～4.8
绿
580～490
5.2～6.1
橙
620～600
4.8～5.0
蓝－靛
490～450
6.1～6.7
黄
600～580
5.0～5.2
紫
450～400
6.7～7.5
七种单色光的综合性质对比一览表 特征量 干涉条纹间 距（Δx） 真空中的波 长（ λ） 频率（ν） 红光→紫光 由大到小 由大到小 由小到大
• 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.
d x 2 d L
条纹中心的位置：
x (2k 1)
L x k d L
明纹
2d

k 0,1,2,
暗纹
四、单色光的双缝间距或宽度与波长的关系： 1、条纹间距的含义：相邻的亮纹或暗纹 之间的距离总是相等的，相邻的亮纹和亮 纹之间的距离或暗纹和暗纹之间的距离叫 做条纹间距。