資源簡介

5.1光的干涉
【學習目標】
1.觀察光的干涉現象，能說出光的干涉條紋的特點．
2．能說出干涉現象產生的原因以及出現明條紋或暗條紋應滿足的條件．
3．明確相干光源的概念，熟記產生穩定干涉現象的條件．
【課上探究】
知識點1：光的雙縫干涉及其產生條件
思考與交流
1.回顧，機械波的干涉現象是怎樣的？
2.機械波的干涉條件是什么？
3.機械波干涉圖樣中，什么地方出現亮條紋？什么地方出現暗條紋？如何判斷？
4.如何獲得光的相干光源？
5.類似于機械波的干涉，你能得出光的干涉條紋中，哪些地方出現明條紋？哪些地方出現暗條紋？
總結與提升
1.單縫屏的作用：獲得一個線光源，使光源有唯一的頻率和振動情況，
2.雙縫屏的作用：平行光照射到單縫S上，又照射到雙縫S1、S2上，這樣一束光被分成兩束頻率相同和振動情況完全一致的相干光．
3.明暗條紋條件：兩束頻率相同和振動情況完全一致的相干光，當兩個光源與屏上某點的距離之差等于波長λ的整數倍時，兩列光波在這點相互加強，出現 當兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長λ2的奇數倍時，兩列光波在這點相互減弱，出現
練習與拓展
例1. (多選)以下光源不可作為相干光源的是(　　)
A．兩個相同亮度的燭焰
B．兩個相同規格的燈泡
C．雙絲燈泡
D．出自一個光源的兩束光
變式訓練1．從兩只相同的手電筒射出的光，當它們在某一區域疊加后，看不到干涉圖樣，這是為什么？
知識點2：光的雙縫干涉公式
思考與交流
1.光的雙縫干涉條紋特征，如條紋寬度、間距等，與光的波長或頻率有關嗎？
2．不同顏色的單色光產生的干涉條紋會有什么不同？
3.條紋寬度與哪些因素有關？試推導。
總結與提升
1.單色光的干涉圖樣特點
(1)中央出現的總為亮紋，兩邊則為明暗相間的條紋．
(2)兩相鄰亮紋(或暗紋)間的距離相等，且波長越長，這個間距越大．因此，比較相鄰亮(暗)紋的間距，紅光的最大，紫光的最小．
2.條紋間距：Δx＝λ.
練習與拓展
例2.關于光的干涉，下列說法中正確的是(　　)
A．在雙縫干涉現象里，相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是相等的
B．在雙縫干涉現象里，入射光波長變短，相鄰兩個明條紋間距將變窄
C．只有頻率相同的兩列光波才能產生干涉
D．頻率不同的兩列光波也能產生干涉現象，只是不穩定
變式訓練2. 如圖所示，在楊氏雙縫干涉實驗中，激光的波長為7.30×10－7 m，屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為7.30×10－7 m．則在這里出現的應是________(選填“明條紋”或“暗條紋”)．
知識點3：薄膜干涉及其應用
思考與交流
劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖2甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜．當光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點：
圖2
(1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置有什么規律？
(2)任意相鄰亮條紋和暗條紋所對應的薄膜厚度差相等嗎？
（3）現若在圖甲的裝置中增加一張紙片，則當光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋(　　)
A．變疏 B．變密 C．不變 D．消失
練習與拓展
例3．(多選)利用薄膜干涉可檢查工件表面的平整度，如圖2(a)所示，現使透明標準板M和待檢工件N間形成一楔形空氣薄層，并用單色光照射，可觀察到如圖(b)所示的干涉條紋，條紋的彎曲處P和Q對應于A和B處，下列判斷中正確的是(　　)
A．N的上表面A處向上凸起
B．N的上表面B處向上凸起
C．條紋的c、d點對應處的薄膜厚度相同
D．條紋的d、e點對應處的薄膜厚度相同
【課后鞏固】
1．煤礦中的瓦斯危害極大，某同學查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率，于是他根據雙縫干涉現象設計了一個監測儀，其原理如圖13 3 6所示：在雙縫前面放置兩個完全相同的透明容器A、B，容器A與干凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監測瓦斯濃度．如果屏的正中央O點變為暗紋，說明B中氣體一定__________瓦斯．
2．（多選）下列說法正確的是（ ）
A．直接用強光照射雙縫，發生干涉．
B．兩只手電筒射出的光束在空間相遇，能觀察到光的干涉現象．
C．用單色光作光源，干涉條紋是明暗相間的條紋．
D．用白光做光的干涉實驗時，偏離中央明條紋較遠的是紅光
3．如圖所示，用頻率為 的單色光垂直照射雙縫，在光屏上P點出現第2條暗條紋，已知光速為c，則P點到雙縫的距離之差（r2-r1）應為（ ）
A．c/2 B．3c/2
C．2c/3 D．5c/2
4．如圖所示，在用單色光做雙縫干涉實驗時，若單縫S從雙縫S1、S2的中央對稱軸位置處稍微向左移動，則（ ）
A．不再產生干涉條紋
B．仍可產生干涉條紋，且中央亮紋P的位置不變
C．仍可產生干涉條紋，中央亮紋P的位置略向上移
D．仍可產生干涉條紋，中央亮紋P的位置略向下移
5.用如圖9所示的實驗裝置觀察光的薄膜干涉現象．圖(a)是點燃的酒精燈(在燈芯上撒些食鹽)，圖(b)是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈．將金屬絲圈在其所在的豎直平面內緩慢旋轉900，觀察到的現象是(　　)
A．當金屬絲圈旋轉時，干涉條紋同方向旋轉
B．當金屬絲圈旋轉時，干涉條紋反方向旋轉
C．當金屬絲圈旋轉90時，干涉條紋同方向旋轉90°
D．干涉條紋保持原來狀態不變
參考答案
例1　ABC
變式1它們發出的光相位差不恒定，不是相干光源
例2　ABC
變式2明條紋
例3 BC
課后鞏固：
1.含
2. CD
3. B
4. B
5. D

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