《创新课堂》第四章 光3.光的干涉 高中物理选择性必修第一册（人教版）同步讲练测（教师版+学生版）

3.光的干涉 学习目标 1.通过观察演示实验，知道光的干涉现象及产生干涉现象的条件；知道双缝干涉条纹的特点，理解产生亮、暗条纹的条件及其应用。 2.知道条纹间距与波长的关系（即条纹间距公式）及其应用。 3.通过实例分析，理解薄膜干涉的特点及其应用。 知识点一　光的双缝干涉 情境：如图所示，某单色光源发出的光经挡板上的双缝后在屏上形成明暗相间的条纹。 问题：明暗相间的条纹是怎样形成的？ 提示：光通过两个狭缝后，两个狭缝相当于两个光源，它们发出的光在后面的空间叠加，发生干涉现象，形成明暗相间的条纹。 1.双缝干涉实验 （1）实验过程：让一束单色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　总是相同的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉现象。 （2）实验现象：在屏上得到　明暗相间　的条纹（如图所示）。 2.双缝干涉中亮、暗条纹的判断方法 （1）屏上某点到双缝（两个光源）的路程差（光程差）等于光的波长　整数　倍或半波长的　偶数　倍的位置出现亮条纹。 （2）屏上某点到双缝（两个光源）的路程差（光程差）等于光的半波长　奇数倍　的位置出现暗条纹。 提醒：上述结论成立的条件必须是频率相同、振动步调相同的两列光波叠加；而对于频率相同、振动步调相反的两列光波叠加时，产生亮、暗条纹的位置条件与上面的结论恰好相反。 3.杨氏双缝干涉实验 1801年，英国物理学家　托马斯·杨　成功地观察到了光的干涉现象，即　杨氏双缝干涉　实验，实验证明光是一种波。 【易错辨析】 1.发生干涉的两束光的频率必须相同。（　√　） 2.发生干涉的两束光的振幅必须相同。（　×　） 3.光屏上到两缝的路程差等于半波长的整数倍处一定出现暗条纹。（　×　） 1.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。 2.相干光源：发出的光能够发生光的干涉的两个光源。 3.频率相同、振动步调相同的两列光波产生亮、暗条纹的条件 （1）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或半波长的偶数倍。即：｜PS1－PS2｜＝kλ＝2k·（k＝0，1，2，3，…） 说明：k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于光屏上的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）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，…） 【例1】　（双缝干涉实验的理解）下列关于双缝干涉实验的说法正确的是（　　） 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完全相同的相干光源 C.光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹 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现象发生 解析：B　在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得线光源，使光有唯一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故A项错误，B项正确；在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗条纹，C项错误；两列光波相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收光的干涉图样，只是为了肉眼观察方便，故D项错误。 规律总结 双缝干涉实验中单缝、双缝的作用 （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：通过单缝S的光，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。 【例2】　（双缝干涉中亮、暗条纹的判断）在如图所示的双缝干涉实验中，使用波长λ为600 nm的橙色光照射，在光屏中心P0点呈现亮 ... ...