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1、 1/4 3 光的干涉 第 1 课时 教学目标(1)了解相干光源，知道光的干涉条件，知道杨氏干涉实验的设计原理。(2)通过光的双缝干涉实验，认识双缝干涉图样的特征。(3)知道光的路程差的概念，知道产生明暗条纹的条件和相邻两个亮(暗)条纹中心间距与波长的关系。教学重难点 教学重点(1)使学生知道双缝干涉产生的条件，认识干涉图样的特征。(2)理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件。(3)知道光的路程差的概念，知道产生明暗条纹的条件和相邻两个亮(暗)条纹中心间距与波长的关系。教学难点 对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解，如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，在时间上是稳定的，空间上
2、存在着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”。教学方法 类比法、实验法、分组探究法 教学准备 PPT 课件、激光光源、双缝、滤色片；激光干涉演示仪。教学过程 温故知新(多媒体辅助)教师引导学生回顾机械波的干涉现象，边展示多媒体课件边引导学生讨论回答。最后教师提出问题“光也是一种波，那么光会不会也产生干涉现象呢？”学生讨论。2/4 教师总结得出光也会产生干涉现象，并引出新课实验演示光的双缝干涉。新课教学 一 光的双缝干涉 教师课堂演示光的双缝干涉实验，并让学生观察实验现象，若没条件做实验的学校也可利用多媒体辅助直接展示实验现象。注意教师在做实验时要向学生说明要看到干涉现象，除了频
3、率相同外，还要满足振动情况相同等条件。同时还可以在距离光源不同的位置用白纸作为接收屏，让学生观察到屏与光源的距离增大时条纹所发生的变化。教师要求学生分组讨论：为什么有的地方出现亮条纹，有的地方出现暗条纹。教师可以提示学生与波的干涉做类比。教师选择一两个小组代表发言后，借助多媒体课件带领学生共同分析并总结得出：当两列波的路程差为半波长的偶数倍(波长整数倍)光振动在该点加强，形成亮条纹；当两列波的路程差为半波长的奇数倍时，光振动在该点减弱，形成暗条纹。分析过程：S1与 S2发出的两列波到达 P0点的路程一样，所以这两列波的波峰或波谷同时到达 P0点。这两列波总是波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加，它们
4、在 P0点相互加强，因此在 P0这里出现了一个亮条纹。同样，两列波到达 P1的路程差为，所以这两列波的波峰或波谷同时到达 P1点，它们在 P1点相互加强，因此在 P1点出现了一个亮条纹。在 P1点的上方还可以找到路程差为 2的 P2点，路程差为 3 的 P3点，路程差为 n 的 Pn点，它们对应产生第 2、3、4条明条纹，还有明条纹的地方吗？在 P0下方，与 P1、P2等关于 P0对称的点也应是明条纹。在 Q1点两列波的波程差是/2，是波峰与波谷相遇，振动步调刚好相反，所以是暗条纹。总结规律：凡光程差等于波长整数倍的位置，产生亮条纹；凡光程差等于半波长奇数倍的位置，产生暗条纹，即产生亮暗条纹条
5、件表达式：亮纹：光程差=k(k=0，1，2)暗纹：光程差(21)(1,2,3,4)2kk 3/4 二 干涉条纹和光的波长之间的关系 教师：我们知道了明暗条纹出现的位置规律，那么条纹间距与波长之间有没有关系呢？下面我们就来推导一下。由于 d l，运用几何知识，得，解得。而形成亮纹的条件：；则亮纹到中心的距离：；则相邻两个亮条纹间距为：典题剖析 例 1 在如图所示是光的双缝干涉的示意图，下列说法中正确的是()单缝 S 的作用是为了增加光的强度 双缝 S1、S2 的作用是为了产生两个频率相同的线状光源 当 S1、S2发出两列光波到 P 点的路程差为光的波长 的 1.5 倍时，产生第二条暗条纹 当 S
6、1、S2 发出的两列光波到 P 点的路程差为长 时，产生中央亮条纹 A.B.C.D.4/4 答案：D 解析：单缝的作用是形成线光源，所以错误；双缝屏的作用是形成相干光源，所以正确；当 S1、S2发出两列光波到 P 点的路程差为光的波长 的 0.5 倍时产生第一条暗条纹，当 S1、S2 发出两列光波到 P 点的路程差为光的波长 的 1.5 倍时，产生第二条暗条纹，所以正确；当 S1、S2发出的两列光波到 P 点的路程差为 0 时，产生中央亮条纹，所以错误。例 2 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到题(甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如题(乙)图所示。他改变的实验条件可能是()A减小光源到单缝的距离 B减小双缝之间的距离 C减小双缝到光屏之间的距离 D换用频率更高的单色光源 答案：D 解析：乙图中条纹的间距比甲图大，根据双缝干涉的条纹间距公式知，乙图中可能是光的波长 较长，即频率较低，也可能缝与屏间距 l 增大，也可能双缝间距 d 减小。课堂小结