第5章 光的干涉、衍射和偏振 第1节 光的干涉(强基课———逐点理清物理观念) 课标要求 学习目标 1.观察光的干涉现象。 2.了解干涉现象产生的条件。 3.知道光的干涉在生产生活中的应用。 1.通过实验观察,认识光的干涉现象。理解光是一种波,干涉是波特有的性质。 2.掌握双缝干涉条纹间距公式。 3.理解干涉的原理、干涉条纹形成的原因及特点,能够利用亮暗条纹产生的条件解决相应的问题。 4.理解薄膜干涉的实验原理、现象及应用。 逐点清(一) 光的干涉及其产生条件 [多维度理解] 1.双缝干涉 将一束激光照射到 上, 光通过双缝后照射到光屏上,可观察到屏上出现 。 2.干涉条件 要使两列光波相遇时产生干涉现象,两列光波必须具有相同的 和 。 3.本质特性 光的干涉和机械波干涉的本质都是波的叠加,干涉是波特有的一种现象,光的干涉说明光具有 的特性。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)直接用强光照射双缝一定发生干涉。 ( ) (2)两只手电筒射出的光束在空间相遇,能观察到光的干涉现象。 ( ) (3)用单色光作光源时,干涉条纹是明暗相间的条纹。 ( ) (4)频率不同的两列光波相遇时也能产生干涉现象,只是干涉图样不稳定。 ( ) 2.用单色光完成“杨氏双缝干涉实验”,光屏上形成的图样是 ( ) 3.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),已知红光与绿光的频率、波长均不相等,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,其他颜色的双缝干涉条纹仍然存在 C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在 D.至少有一种颜色的双缝干涉条纹 逐点清(二) 光的双缝干涉公式 [多维度理解] 1.亮暗条纹的产生条件 如图所示,如果从缝S1和缝S2发出的振动情况相同的两列光波到达某点时,路程差为波长的 倍,在那里就出现亮条纹;如果两列光波到达某点时,路程差为半波长的 倍,在那里就出现暗条纹。 2.条纹间的距离 (1)在双缝干涉实验中,相邻两条亮条纹或暗条纹中心间距Δy=λ。 (2)根据条纹间距公式Δy=λ,改变光的波长、双缝的间距、双缝到光屏的距离三个因素,可以改变条纹间距的大小。 3.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,两相邻亮条纹(或暗条纹)中心间距与光的波长有关,波长越大,条纹中心间距越大。 4.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,各种色光都能形成明暗相间的条纹,各种色光都在中央条纹外形成亮条纹,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,即红光的亮条纹间距宽度最大,紫光的亮条纹间距宽度最小,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。 [微点拨] 屏上某处出现亮、暗条纹的判断 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。具体判断亮、暗条纹的条件为: 亮条 纹的 判断 屏上某点P到两条缝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·(k=0,1,2,3,…), k=0时,PS1=PS2,此时P点位于屏上的O处,为亮条纹,此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹。k为亮条纹的级次。 暗条 纹的 判断 屏上某点P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)·(k=1,2,3,…) k为暗条纹的级次,从第1级暗条纹开始向两侧展开。 [典例] (2025·福建晋江阶段检测)如图所示,在杨氏双缝干涉实 ... ...
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