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1、光的干涉光的干涉本溪市高级中学物理组本溪市高级中学物理组康雁冰康雁冰高考说明高考说明光的干涉现象双缝干涉薄膜干涉（光的干涉现象双缝干涉薄膜干涉（）教材分析教材分析光的干涉属于近代物理知识，其中一些观点和方法是光的干涉属于近代物理知识，其中一些观点和方法是学生进一步探究光的本性的基础，是本章的重点内容学生进一步探究光的本性的基础，是本章的重点内容之一。光的干涉揭示了光的本性之一。光的干涉揭示了光的本性波动性，而双缝波动性，而双缝干涉实验原理和现象的分析是本节课的重点教学内容。干涉实验原理和现象的分析是本节课的重点教学内容。本节课的成功教学，可以使学生对光的本性有进一步本节课的成功教学，可以使学生
2、对光的本性有进一步认识，同时可以培养学生观察生活中的各种现象，寻认识，同时可以培养学生观察生活中的各种现象，寻找其中的物理规律的兴趣。找其中的物理规律的兴趣。学情分析学情分析学生在前面已经学习了机械波的干涉的相关知识和光学的学生在前面已经学习了机械波的干涉的相关知识和光学的一些基本知识，已经具备了一定的分析问题、解决问题的一些基本知识，已经具备了一定的分析问题、解决问题的能力，因此在本节中以引导学生从教材中发现问题，找出能力，因此在本节中以引导学生从教材中发现问题，找出其解决办法，就可以让学生理解杨氏双缝干涉实验原理，其解决办法，就可以让学生理解杨氏双缝干涉实验原理，通过对干涉图样的观察和分析
3、，学生也可以发现其中的一通过对干涉图样的观察和分析，学生也可以发现其中的一些内容：如条纹间距与些内容：如条纹间距与d、有关，各色光的波长不同，频有关，各色光的波长不同，频率不同，还可以进一步提高学生的观察能力和分析水平。率不同，还可以进一步提高学生的观察能力和分析水平。教学目标教学目标1.知识与技能知识与技能1）通过观察和描述光的双缝干涉现象，知道单色光双缝）通过观察和描述光的双缝干涉现象，知道单色光双缝干涉条纹的特征及明、暗条纹形成的原理。干涉条纹的特征及明、暗条纹形成的原理。2）知道产生光的干涉现象的条件。知道产生光的干涉现象的条件。3）知道光的波长的计算公式。知道光的波长的计算公式。2.
4、过程与方法过程与方法1）通过猜想、观察实验、分析推理、得出结论的探究过程，通过猜想、观察实验、分析推理、得出结论的探究过程，使学生体验从光是一种波的假说到得出理论的历史过程。使学生体验从光是一种波的假说到得出理论的历史过程。2）通过机械波的干涉向光的干涉迁移，经历知识同化、抽象通过机械波的干涉向光的干涉迁移，经历知识同化、抽象建模的物理思维过程。建模的物理思维过程。3.情感、态度与价值观情感、态度与价值观1）了解光的干涉现象的发现对推动光学发展的历史意义。了解光的干涉现象的发现对推动光学发展的历史意义。2）体验探究自然规律的艰辛与喜悦，欣赏光现象的美妙。体验探究自然规律的艰辛与喜悦，欣赏光现象
5、的美妙。教学目标教学目标重点、难点重点、难点重点：重点：1)干涉条纹的特点；干涉条纹的特点；2)明、暗条纹的成因；明、暗条纹的成因；难点：难点：波长计算公式的理解。波长计算公式的理解。教学主要环节详述教学主要环节详述知识准备知识准备1.产生干涉的一个必要条件？2.两列振动完全相同的波产生干涉现象时，加强区和减弱区各满足什么条件？频率相同（1）加强区：x=n(n=0、1、2)（2）减弱区：x=(2n+1)/2(n=0、1、2)光到底是什么？光到底是什么？光到底是什么？光到底是什么？17171717世纪明确形成世纪明确形成世纪明确形成世纪明确形成了两大对立学说了两大对立学说了两大对立学说了两大对立
6、学说牛牛牛牛顿顿顿顿惠惠惠惠更更更更斯斯斯斯微粒说微粒说微粒说微粒说波动说波动说波动说波动说19191919世纪初证明了世纪初证明了世纪初证明了世纪初证明了波动说的正确性波动说的正确性波动说的正确性波动说的正确性由于波动说没有由于波动说没有由于波动说没有由于波动说没有数学基础以及牛数学基础以及牛数学基础以及牛数学基础以及牛顿的威望使得微顿的威望使得微顿的威望使得微顿的威望使得微粒说一直占上风粒说一直占上风粒说一直占上风粒说一直占上风19191919世纪末光电效应现象使得世纪末光电效应现象使得世纪末光电效应现象使得世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在爱因斯坦在爱因斯坦在爱因斯坦在20202020世纪
7、初提出了世纪初提出了世纪初提出了世纪初提出了光子说：光具有粒子性光子说：光具有粒子性光子说：光具有粒子性光子说：光具有粒子性这里的光子完全不同于牛顿所说的这里的光子完全不同于牛顿所说的这里的光子完全不同于牛顿所说的这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒微粒微粒微粒”问题：光是一种波吗？如何证明？问题：光是一种波吗？如何证明？干涉、衍射是波特有的现象。干涉、衍射是波特有的现象。问题：若想观察到波的干涉现象，条件是什么？问题：若想观察到波的干涉现象，条件是什么？问题：怎样得到两个振动情况完全相同的光源？问题：怎样得到两个振动情况完全相同的光源？从从S S1 1 S S2 2出射的两列光出射的两列光振
8、动情况完全相同振动情况完全相同单单色色光光屏屏S1S2双缝双缝单缝单缝实验演示实验演示双缝干涉实验双缝干涉实验 托马斯托马斯杨杨（17731829）单单色色激激光光束束屏屏1.中央亮条纹中央亮条纹2.明暗相间明暗相间3.等间距等间距双缝干涉图样双缝干涉图样图样有何特征？图样有何特征？S1S2双缝双缝光屏上何处出现亮条纹？何处出现暗条纹？光屏上何处出现亮条纹？何处出现暗条纹？小组讨论：小组讨论：PrPS2PS1=r光程差光程差亮纹：屏上某些点到两狭缝的路程差等于波长的亮纹：屏上某些点到两狭缝的路程差等于波长的整数倍整数倍 r=n(n=0，1，2)暗纹：屏上某些点到两狭缝的路程差等于半波长的暗纹：
9、屏上某些点到两狭缝的路程差等于半波长的奇数倍奇数倍 r=（2n+1）/2(n=0，1，2)探究：影响探究：影响x的因素的因素探究探究1:d减小，其他条件不变减小，其他条件不变,X如何变化？如何变化？两缝间距越小，两缝间距越小，条纹间距越大条纹间距越大单单色色激激光光束束屏屏S1S2双缝双缝Xdld探究探究2：L增大，其他条件不变增大，其他条件不变,X如何变化？如何变化？屏BL2屏AL1两缝到屏的距离两缝到屏的距离L大，大，条纹间距越大。条纹间距越大。探究探究3：波长增大，其他条件不变：波长增大，其他条件不变,X如何变化？如何变化？亮亮亮亮亮亮亮亮LL光的波长越大，光的波长越大，条纹间距越大条纹
10、间距越大结论：结论：双缝的间距双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离越小，屏到挡板间的距离L越越大，光的波长大，光的波长越大则相邻两条亮条纹（或暗条纹）越大则相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距的间距x越大。越大。可以证明：可以证明：利用此式，若测出条纹间距离利用此式，若测出条纹间距离x，即可求光的波长。，即可求光的波长。白光的干涉图样是什么样的？白光的干涉图样是什么样的？明暗相间的彩色条纹；明暗相间的彩色条纹；中央为白色亮条纹；中央为白色亮条纹；干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内
11、侧。为什么会这样为什么会这样?【小结】【小结】1、介绍托马斯、介绍托马斯杨的双缝干涉杨的双缝干涉2、光的干涉、光的干涉（1）条件：频率相同振动情况一致）条件：频率相同振动情况一致（2）现象：单色光：亮、暗相间的等间距条纹）现象：单色光：亮、暗相间的等间距条纹 白光：中央为白纹的彩色光带白光：中央为白纹的彩色光带（3）条纹间距公式：）条纹间距公式：例例1在下列关于双缝干涉实验的说法中，正确的是在下列关于双缝干涉实验的说法中，正确的是:()A、将双缝间距变小，则干涉条纹宽度增大；、将双缝间距变小，则干涉条纹宽度增大；B、在相同条件下，紫光的干涉纹较红光干涉纹宽；、在相同条件下，紫光的干涉纹较红光干
12、涉纹宽；C、用遮光片遮住双缝中的一条狭缝，则光屏上仅出、用遮光片遮住双缝中的一条狭缝，则光屏上仅出现一条亮线；现一条亮线；D、将红色与兰色滤光片插入两条狭缝中，然后用白光照射、将红色与兰色滤光片插入两条狭缝中，然后用白光照射双缝，则屏上不会出现干涉条纹。双缝，则屏上不会出现干涉条纹。AD【课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习】例例2在杨氏双缝干涉实验中，如果所用单色光波长为在杨氏双缝干涉实验中，如果所用单色光波长为0.40m，屏上，屏上P点与双缝的距离差是点与双缝的距离差是1.80m，则，则P点处是点处是_条纹；若还用同一装置，而换成波长为条纹；若还用同一装置，而换成波长为0.60m单单色光，则色
13、光，则P点处是点处是_条纹。条纹。（填（填亮亮、暗暗）亮亮暗暗例例3在利用双缝装置观察单色光的干涉现象时，下列说法在利用双缝装置观察单色光的干涉现象时，下列说法正确的是正确的是（）A对于同一实验装置，红光产生的干涉条纹间距比紫光对于同一实验装置，红光产生的干涉条纹间距比紫光产生的条纹间距小产生的条纹间距小B在其它条件不变条件下，增加双缝间距离，干涉条纹在其它条件不变条件下，增加双缝间距离，干涉条纹变宽变宽C在其它条件不变条件下，增加双缝到屏的距离，干涉在其它条件不变条件下，增加双缝到屏的距离，干涉条纹变宽条纹变宽D由于不同颜色光的波长不同，位于中央的条纹可能是由于不同颜色光的波长不同，位于中央的条纹可能是明条纹，也可能是暗条纹明条纹，也可能是暗条纹C例例4、用白光做双缝干涉实验时，得到彩色的干涉条纹，下列正、用白光做双缝干涉实验时，得到彩色的干涉条纹，下列正确的说法是：（确的说法是：（）A、干涉图样的中央亮纹是白色的；、干涉图样的中央亮纹是白色的；B、在靠近中央亮纹两侧最先出现的是红色条纹；、在靠近中央亮纹两侧最先出现的是红色条纹；C、在靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹；、在靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹；D、在靠近中央亮纹两侧最先出现的彩色条纹的颜色与双缝间距、在靠近中央亮纹两侧最先出现的彩色条纹的颜色与双缝间距离有关离有关ACAC