遼寧省大連市高中物理 第十三章 光 13.2 光的干涉課件 新人教版選修3-4.ppt

在日常生活中，我們見到許多光學的現(xiàn)象.,光的直線傳播,彩虹,海市蜃樓,牛頓微粒說,惠更斯波動說,自然界中的光現(xiàn)象如此豐富多彩，人們不禁要問光的本質(zhì)到底是什么？,思考,假設光真的是一種波,我們必然能看到波特有的現(xiàn)象,1.波的兩個特有的現(xiàn)象是什么？,答：干涉和衍射.,2.什么叫波的干涉？,答：兩列頻率相同的波疊加，某些區(qū)域振動加強，某些區(qū)域振動減弱，加強區(qū)與減弱區(qū)相互間隔的現(xiàn)象叫波的干涉。,3.兩列機械波發(fā)生干涉的條件是什么？,（以水波為例）,頻率相同；振動方向一致；相位差恒定,4.兩列波干涉時，振動最強的點和振動最弱的點條件是什么？,第二節(jié)光的干涉,第十三章光,1.知識與能力在復習機械波干涉的基礎上使學生了解產(chǎn)生光的干涉的條件和楊氏實驗的設計原理.通過干涉實驗使學生認識光的干涉現(xiàn)象和干涉條紋的特征.使學生掌握在雙縫干涉實驗中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的原因及條件.,2.過程與方法在機械波產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的知識基礎上，學生通過自主實驗探究，小組合作學習探究掌握光的干涉條件，推理在雙縫干涉實驗中形成亮條紋和暗條紋的原因及產(chǎn)生亮暗條紋的條件.通過觀察實驗，培養(yǎng)學生對物理現(xiàn)象的觀察、表述、概括能力,3.情感態(tài)度與價值觀通過“楊氏雙縫干涉”實驗的學習，滲透科學家認識事物的物理思維方法培養(yǎng)學生循著科學家足跡自主探究科學知識的能力，從而真正實現(xiàn)使每個學生都得到發(fā)展的目標.,重點使學生知道雙縫干涉產(chǎn)生的條件，認識干涉圖樣的特征.理解雙縫干涉實驗中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的條件.難點對雙縫干涉圖樣中亮條紋和暗條紋產(chǎn)生原因的正確理解,如何用波動說來說明明暗相間的干涉條紋，在時間上是穩(wěn)定的，空間上存在著加強區(qū)和減弱區(qū)并且互相間隔，如何理解“加強”和“減弱”,一.楊氏干涉實驗二.決定條紋間距的條件三.白光的雙縫干涉,一.楊氏干涉實驗,獨立光源的兩束光或同一光源的不同部位所發(fā)出的光的位相差“瞬息萬變”,思考：有沒有什么方法可以獲得相干光呢？,小資料,天才的設想,托馬斯楊,楊氏雙縫實驗被評為十大最美麗實驗之一。,巧妙解決了相干光問題,英國醫(yī)生和物理學家。對物理學的貢獻，除了提出“能”的概念（1807年）和楊氏彈性系數(shù)之外，最大的成就就是1801提出光的干涉理論。,托馬斯楊,科學簡史,、實驗裝置,（1）形成明暗相間的條紋（2）條紋等寬、亮度相同（3）亮紋間等距、暗紋間等距（4）兩縫S1、S2中垂線與屏幕相交位置是亮條紋-中央亮紋,、實驗現(xiàn)象,明暗相間的條紋,思考：為什么有的地方亮一些有些地方暗一些？請用我們所學的波動知識來解釋.,疊加（振動）加強的地方出現(xiàn)亮條紋，振動減弱的地方出現(xiàn)暗條紋.,3、光具有波動性,=0,中央亮紋,由于從S1S2發(fā)出的光是振動情況完全相同，又經(jīng)過相同的路程到達P點，其中一條光傳來的是波峰，另一條傳來的也一定是波峰，其中一條光傳來的是波谷，另一條傳來的也一定是波谷，確信在P點激起的振動總是波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇，振幅AA1+A2為最大，P點總是振動加強的地方，故應出現(xiàn)亮紋，這一條亮紋叫中央亮紋。,第一亮紋,雙縫,S1,S2,屏幕,P2,第二亮紋,雙縫,S1,S2,屏幕,屏上P1點的上方還可以找到=S1S22的P2點出現(xiàn)第二條亮紋。,2,討論：亮紋和暗紋為什么相間（依次出現(xiàn)）呢？,P3,第三亮紋,雙縫,S1,S2,屏幕,屏上P1點的上方還可以找到=S1S24的P2點，=S1S25的P3點等處的第四條、第五條亮紋；在中央明紋P的下方可找到=S1S2的P1/點，=S1S22的P2/點，=S1S23的P3/點等處與中央明紋為對稱的第一、第二、第三，第n條亮紋.,3,雙縫,S1,S2,屏幕,Q1,第一暗紋,雙縫,S1,S2,屏幕,S1,S2,P1,取P點上方的點Q1，與兩個狹縫S1、S2路程差=S1S2/2，其中一條光傳來的是波峰，另一條傳來的就是波谷，其中一條光傳來的是波谷，另一條傳來的一定是波峰，Q1點激起的振動總是波峰與波谷相遇，振幅最小，Q1點總是振動減弱的地方，故應出現(xiàn)暗紋。,/2,/2,Q2,第二暗紋,雙縫,S1,S2,屏幕,屏上Q1點的上方還可以找到=S1S23/2的Q2點出現(xiàn)第二條暗紋。同樣可以找到第三條暗紋Q3，在中央明紋下方也可以找到對稱的Q1/、Q2/、Q3/等暗紋.,3/2,Q1,第一暗紋,雙縫,S1,S2,屏幕,（1）空間的某點距離光源S1和S2的路程差為0、1、2、3、等波長的整數(shù)倍（半波長的奇數(shù)倍）時，該點為振動加強點.,（2）空間的某點距離光源S1和S2的路程差為/2、3/2、5/2、等半波長的奇數(shù)倍時，該點為振動減弱點.,總結(jié)規(guī)律,4、干涉規(guī)律,二.決定條紋間距的條件,若用綠光在同樣的裝置中做雙縫干涉實驗，會得到什么圖樣呢？,思考,不同單色光的雙縫圖樣干涉比較,d=0.36mm,d=0.36mm,從兩張照片中可以看出：紅光的條紋間距（寬度）比藍光大，那么，不同單色光的干涉條紋的間距（寬度）與哪些因素有關(guān)?,提出問題：,觀察不同單色光的雙縫干涉條紋的情況，說說你的思考？,不同的色光在真空中的傳播速度相同.波長和頻率的乘積等于波速：v=f，波長越長頻率越小，波長越短頻率越大.,1nm=10-9m,七種單色光的綜合性質(zhì)對比一覽表,精確實驗表明相鄰亮（暗）條紋間的距離與波長成正比,三.白光的雙縫干涉,七種單色光在同一種裝置中的雙縫干涉條紋間距是從大到小的。但它們在雙縫正對的像屏的中央P處附近均為亮條紋還是暗條紋？,拓展1、若用白光在同樣的裝置中做雙縫干涉實驗，其干涉圖樣是什么條紋？,拓展2、分析說明用白光做楊氏雙縫實驗時，中央亮紋的邊緣是什么顏色？,拓展3、分析說明用白光做楊氏雙縫實驗時，離中央最近的一條亮紋是什么顏色？,紅,紫,思考,白光的雙縫干涉：,白光的薄膜干涉條紋彩色條紋,水面上的油膜呈彩色,一.楊氏干涉實驗,、實驗裝置,（1）形成明暗相間的條紋（2）條紋等寬、亮度相同（3）亮紋間等距、暗紋間等距（4）兩縫S1、S2中垂線與屏幕相交位置是亮條紋-中央亮紋,、實驗現(xiàn)象,3、光具有波動性,4、干涉規(guī)律,二.決定條紋間距的條件,1、精確實驗表明相鄰亮（暗）條紋間的距離與波長成正比,三.白光的雙縫干涉,1用兩個紅燈照射白墻，在墻上會看到（）A明暗相間的條紋B彩色條紋C一片紅光D晃動的條紋,C,2.如圖所示，用單色光做雙縫干涉實驗，P處為第二亮條紋，改用頻率較高的單色光重做實驗（其他條件不變）時，則第二亮條紋的位置：()A仍在P處B在P點的上方C在P點的下方D將不存在亮條紋,C,3.在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏上觀察到彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光用只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），這時()A、只有紅色和綠色的干涉條紋，其它顏色的雙縫干涉條紋消失B、紅色和綠色的干涉條紋消失，其它顏色的干涉條紋仍然存在C、任何顏色的干涉條紋都不存在，但屏上仍有亮光D、屏上無任何亮光,C,分析與解：在雙縫干涉實驗中，白光通過單縫成為線光源，從單縫時出的光通過雙縫分成兩束光，它們在光屏上形成彩色的干涉條紋，現(xiàn)在兩個縫前分別放上紅色和綠色濾光片，紅光和綠光的頻率不同，不是相干光，所以屏上沒有干涉條紋，只有亮光，選擇項C正確,