資源簡(jiǎn)介

4.3光的干涉學(xué)案
一學(xué)科核心素養(yǎng)
1．通過實(shí)驗(yàn)觀察認(rèn)識(shí)光的干涉現(xiàn)象，知道從光的干涉現(xiàn)象說明光是一種波。
2．掌握光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的，何處出現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋。
3．通過楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，體會(huì)把一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的一束光分成兩束，得到相干光源的設(shè)計(jì)思想。
4．通過根據(jù)波動(dòng)理論分析單色光雙縫干涉，培養(yǎng)學(xué)生比較推理，探究知識(shí)的能力。
5．通過對(duì)光的本性的初步認(rèn)識(shí)，建立辯證唯物主義的世界觀。
二學(xué)習(xí)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】
雙縫干涉圖象的形成實(shí)驗(yàn)及分析。
【難點(diǎn)】
亮紋（或暗紋）位置的確定。
三課前預(yù)習(xí)
1．干涉條紋和光的波長(zhǎng)之間的關(guān)系：
（1）亮條紋的條件：屏上某點(diǎn)P到兩縫S1和S2的路程差正好是波長(zhǎng)的整數(shù)倍或半個(gè)波長(zhǎng)的______；
（2）暗條紋的條件：屏上某點(diǎn)P到兩縫S1和S2的路程差正好是半個(gè)波長(zhǎng)的______。
2．薄膜干涉
（1）薄膜干涉中的獲得光照射到薄膜上，在薄膜的前后兩個(gè)面______的光是由同一個(gè)光波分解而成的，它們具有相同的______、恒定的相位差及振動(dòng)方向；
（2）薄膜干涉的原理
光照在厚度不同的薄膜上時(shí)，在薄膜的不同位置，前后兩個(gè)面的反射光的______不同，在某些位置兩列波疊加后相互加強(qiáng)，于是出現(xiàn)______條紋；在另一些位置，兩列波疊加后相互削弱，于是出現(xiàn)______條紋。
3．英國(guó)物理學(xué)家__________首先在實(shí)驗(yàn)室觀察到光的干涉現(xiàn)象，做了著名的__________實(shí)驗(yàn)，同一裝置中紅光條紋比紫光__________．
4．干涉圖樣中條紋間距的計(jì)算：在雙縫間的距離d和雙縫到光屏間的距離l不變的條件下，單色光產(chǎn)生的干涉條紋間距Δx（相鄰兩條亮條紋中心或相鄰兩條暗條紋中心間的距離）跟光的波長(zhǎng)λ成______，即Δx=______。
5．如圖所示，將肥皂膜所附著的金屬橢圓形線圈豎直放置，用單色光照此肥皂膜時(shí)可以觀測(cè)到如圖所示條紋，這是光的_______（選填“干涉”或“衍射”）現(xiàn)象；用紫光照射產(chǎn)生的條紋比紅光照射時(shí)產(chǎn)生的條紋___________（選填“窄”或“寬”）；若用白光照射，可以觀測(cè)到________（選填“黑白”或“彩色”）條紋。
6．薄膜干涉
（1）薄膜干涉是液膜前后兩個(gè)面___________的光共同形成的。
（2）不同位置液膜前后兩個(gè)面的反射光的___________不同，某些位置兩列波疊加后相___________，出現(xiàn)亮條紋，另一些位置，兩列波相___________，出現(xiàn)了暗條紋。
（3）如圖所示，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，激光的波長(zhǎng)為5.30×10-7 m，屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差為7.95×10-7 m。則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是___________（填“亮條紋”或“暗條紋”）。
7．干涉條紋和光的波長(zhǎng)之間的關(guān)系
（1）若設(shè)雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為l，光的波長(zhǎng)為λ，則雙縫干涉中相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距為___________
（2）用不同顏色的光進(jìn)行干涉實(shí)驗(yàn)，條紋間距___________，紅光條紋間距最___________、黃光條紋間距比紅光___________，用藍(lán)光時(shí)更小
四自我檢測(cè)
1．如圖所示是楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)示意圖，其中S1、S2為雙縫，D為光屏，實(shí)驗(yàn)中觀察到屏上O點(diǎn)為中央亮條紋的中心，P1為第一級(jí)亮條紋的中心，若將雙縫間的距離變小，其他條件不變，則（　　）
A．屏上的干涉條紋的間距將變大
B．屏上的O點(diǎn)可能出現(xiàn)暗條紋
C．屏上P1位置仍然可能為亮條紋的中心
D．屏上P1位置不可能為暗條紋的中心
2．用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法中正確的是（　　）
A．入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，相鄰兩亮條紋中心的距離越小
B．入射光的頻率越高，相鄰兩亮條紋中心的距離越大
C．把入射光由綠光變成紫光，相鄰兩亮條紋中心的距離變小
D．把入射光由綠光變成紅光，相鄰兩亮條紋中心的距離變小
3．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是（　　）
A．改用藍(lán)色激光
B．增大雙縫間距
C．將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)
D．將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)
4．以下說法正確的是（　　）
A．單擺的周期公式是由伽利略研究并確定的
B．根據(jù)多普勒效應(yīng)可知：當(dāng)觀察者與波源相互靠近時(shí)，接收到頻率會(huì)變小
C．托馬斯·楊利用光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，有力的證明了光是一種波
D．物體做受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，物體振動(dòng)的頻率等于物體的固有頻率
5．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋。若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），已知紅光與綠光的頻率、波長(zhǎng)均不相等，這時(shí)（　　）
A．只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失
B．紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋仍然存在
C．任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在
D．至少有一種顏色的雙縫干涉條紋
6．如圖所示為用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置得到的甲、乙兩種單色光的干涉條紋，下列有關(guān)兩種單色光的說法正確的是（　　）
A．甲光的波長(zhǎng)小于乙光的波長(zhǎng)
B．甲光在真空中的傳播速率大于乙光在真空中的傳播速率
C．若甲光是黃光，乙光可能是紅光
D．若兩種單色光以相同的入射角由空氣進(jìn)入同種介質(zhì)，甲光的折射角較大
7．下列幾幅光圖像中，屬于雙縫干涉圖樣的是（　　）
A． B．
C． D．
8．鐵絲圈上附有肥皂沫，豎直放置時(shí)，可以觀察到上疏下密的彩色條紋，下列說法正確的是（　　）
A．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會(huì)發(fā)生變化
B．肥皂膜前后兩個(gè)面的側(cè)視形狀為上薄下厚的梯形
C．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋
D．將鐵絲圈右側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動(dòng)，條紋也會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng)
9．一束復(fù)色光沿半徑方向射向一半圓形玻璃磚，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，其傳播方向如圖所示．下列說法中正確的是（　　）
A．玻璃磚對(duì)a、b的折射率關(guān)系為
B．a(chǎn)、b在玻璃中的傳播速度關(guān)系為
C．單色光a從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光b從玻璃到空氣的全反射臨界角
D．由雙縫干涉條紋寬度公式：可知，用同一雙縫干涉裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)a光干涉條紋的間距比b光寬
10．下列說法錯(cuò)誤的是（　　）
A．海市蜃樓是由于光的折射和全反射而形成的
B．防藍(lán)光眼鏡是通過在鏡片表面鍍上一層光學(xué)薄膜，這層薄膜可以通過光的干涉作用，將有害藍(lán)光的波段進(jìn)行反射
C．光導(dǎo)纖維是利用了光的全反射原理，其內(nèi)芯采用的是光密介質(zhì)，外套采用光疏介質(zhì)
D．汽車在通過等距的減速帶時(shí)，車速越快越容易發(fā)生共振
參考答案：
三課前預(yù)習(xí)
1． 偶數(shù)倍 奇數(shù)倍
2． 反射 頻率 路程差 亮 暗
3． 托馬斯·楊 楊氏雙縫干涉 寬
4． 正比
5． 干涉 窄 彩色條紋
6． 反射 路程差 加強(qiáng) 削弱 暗條紋
7． 不等 大 小
四自我檢測(cè)
1．A
2．C
3．C
4．C
5．C
6．D
7．A
8．C
9．C
10．D

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