3．光的干涉 [学习目标] 1．知道光的干涉现象，认识光干涉条纹的特征。2．了解薄膜干涉，了解其应用。3．知道形成干涉的过程，体会干涉的条件，能判断条纹间距的变化。4．经历光的双缝干涉的实验过程，体会科学探究的意义。5．通过对干涉图样及干涉现象的应用，体会物理知识之美。 光的双缝干涉 1．物理史实 1801年，英国物理学家_____成功地观察到了光的干涉现象，开始让人们认识到光的波动性。 2．双缝干涉实验 (1)实验过程：让一束平行的____光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是____的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生____现象。 (2)实验现象：在屏上得到_____的条纹。 (3)实验结论：光是一种__。 3．决定条纹明暗的条件 (1)当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长λ的____倍时，两列光波在这点相互加强，出现_____。 (2)当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的____倍时，两列光波在这点相互减弱，出现_____。 【思考讨论】 问题1 托马斯·杨做实验时没有激光。他用强光照亮一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝，发生干涉。单缝、双缝分别起什么作用？ _____ _____ 问题2 频率相同、振动步调相反的两列波到屏上某点的路程差为Δr＝kλ(k＝0，1，2，…)时，此点出现什么条纹？ _____ _____ 【知识归纳】 1．双缝干涉的实验装置 如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。 (1)单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。 (2)双缝的作用：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和振动情况完全一致的相干光。 2．屏上某处出现亮、暗条纹的条件 频率相同、振动步调相同的两列光叠加时： (1)产生亮条纹的条件：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，即|PS1－PS2|＝kλ(k＝0，1，2，…)，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。 (2)产生暗条纹的条件：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。 注意：频率相同、振动步调相反的两列光叠加时，产生亮、暗条纹的条件与上面的条件相反。 【典例1】 (双缝干涉实验)某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏。当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是( ) A．单缝S太窄 B．单缝S太宽 C．S到S1和S2距离不相等 D．阳光不能作为光源 [听课记录] _____ _____ _____ 【典例2】 (产生亮、暗条纹的条件)如图所示，这是杨氏双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，屏上O点到两缝S1和S2的距离相等。用波长为λ的激光照射双缝，屏上有明暗相间的干涉条纹，把O处的亮条纹记作0号亮纹，由O处条纹向上数分别为1，2，3，…号亮纹，8号亮纹恰好在P处，则S2P－S1P为( ) A．4λ B．5λ C．8λ D．10λ [听课记录] _____ _____ _____ 干涉条纹和光的波长之间的关系 1．相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx＝λ，即条纹间距公式。 其中：d表示____的距离；l表示_____的距离；λ表示__的波长。 2．用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距____。红光条纹间距____，黄光条纹间距比红光__，用蓝光时更__。 【思考讨论】 如图所示是几种单色光的双缝干涉图样。 问题1 单色光干涉时相邻两亮条纹的间距和相邻两暗条纹的间距相等吗？ _____ _____ 问题2 用不同颜色的光做干涉实验时干涉图样完全一样吗？ _____ _____ 【知识归纳】 ... ...
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