88教案网

你的位置: 教案 > 高中教案 > 导航 > 光的干涉

高中光的折射教案

发表时间:2020-11-02

光的干涉。

俗话说,磨刀不误砍柴工。作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助教师缓解教学的压力,提高教学质量。你知道怎么写具体的教案内容吗?下面是小编精心收集整理,为您带来的《光的干涉》,仅供参考,欢迎大家阅读。

13.2光的干涉
【教学目标】
(一)知识与技能
1.通过实验观察认识光的干涉现象,知道从光的干涉现象说明光是一种波。
2.掌握光的双缝干涉现象是如何产生的,何处出现亮条纹,何处出现暗条纹。
(二)过程与方法
1.通过杨氏双缝干涉实验,体会把一个点光源发出的一束光分成两束,得到相干光源的设计思想。
2.通过根据波动理论分析单色光双缝干涉,培养学生比较推理,探究知识的能力。
(三)情感、态度与价值观
通过对光的本性的初步认识,建立辩证唯物主义的世界观。
【教学重点】双缝干涉图象的形成实验及分析。
【教学难点】亮纹(或暗纹)位置的确定。
【教学方法】复习提问,实验探究,计算机辅助教学
【教学用具】JGQ型氦氖激光器一台,双缝干涉仪,多媒体电脑及投影装置,多媒体课件(相关静态图片及Flash动画)
【教学过程】
(一)引入新课
复习机械波的干涉
[复习提问,诱导猜想]
[多媒体投影静态图片]
师:大家对这幅图还有印象吗?
生:有,波的干涉示意图。
师:[投影问题]请大家回忆思考下面的问题:
图中,S1、S2是两个振动情况总是相同的波源,实线表示波峰,虚线表示波谷,a、b、c、d、e中哪些点振动加强?哪些点振动减弱?
学生回答结果不出所料,大部分同学能答出a、c两点振动加强,d、e两点振动减弱,而对于b点则出现了争议。一种认为b点是振动加强点,另一种则认为b点是由加强到减弱的过渡状态。
师:b点振动加强和减弱由什么来决定呢?只有弄清这一点才能解决两派同学的争端。
(有学生低语,“路程差”)
师:好!刚才这位同学说到了关键,那么就请你来分析一下b点与S1、S2两点的路程差。
生:由图可以看出OO′是S1、S2连线的中垂线,所以b到S1、S2的路程差为零。
师:那么b点应为振动——(学生一起回答):加强点。
(教师总结机械波干涉的规律,突出强调两列波的振动情况总是完全相同。)
师:光的波动理论认为,光具有波动性。那么如果两列振动情况总是相同的光叠加,也应该出现振动加强和振动减弱的区域,并且出现振动加强和振动减弱的区域互相间隔的现象。那么这种干涉是一个什么图样呢?大家猜猜。
生:应是明暗相间的图样。
师:猜想合理。那么有同学看到过这一现象吗?
(学生一片沉默,表示没有人看到过)
师:看来大家没有见过。是什么原因呢?
[生1]可能是日常生活中找不到两个振动情况总相同的光源。
[生2]可能是我们看见了但不知道是光的干涉现象。
师:两位同学分析得非常好,也许是没有干涉的条件,也许是相逢未必曾相识。大家看他们俩谁分析得对呢?
生:我觉得生1说的不成立,这样的光源很多,像我们教室里的日光灯,我觉得它们完全相同。
师:好。我们可以现场来试试。
(先打开一盏日光灯,再打开另一盏对称位置的日光灯)
师:请大家认真找一找,墙上、地上、天花板上,有没有出现明暗相间的干涉现象?
(大家积极寻找,没有发现,思维活跃,议论纷纷)
师:看来两个看似相同的日光灯或白炽灯光源并不是“振动情况总相同的光源”。
[投影图]
师:1801年,英国物理学家托马斯杨想出了一个巧妙的办法,把一个点光源分成两束,从而找到了“两个振动情况总是相同的光源”,成功地观察到了干涉条纹,为光的波动说提供了有力的证据,推动了人们对光的本性的认识。下面我们就来重做这一著名的双缝干涉实验。
(二)进行新课
1.杨氏干涉实验
[动手实验,观察描述]
介绍杨氏实验装置(如图)
师:用氦氖激光器演示双缝干涉实验。
用激光器发出的红色光(平行光)垂直照射双缝,将干涉图样投影到教室的墙上,引导学生注意观察现象。
现象:可以看到,墙壁上出现明暗相间的干涉条纹。
师:(介绍)狭缝S1和S2相距很近,双缝的作用是将同一束光波分成两束“振动情况总是相同的光束”。这样就得到了频率相同的两列光波,它们在屏上叠加,就会出现明暗相间的条纹”。
结论:杨氏实验证明,光的确是一种波。
2.亮(暗)条纹的位置
[比较推理,探究分析]
师:通过实验,我们现在知道,光具有波动性。现在我们是不是可以根据机械波的干涉理论来认真探究一下实验中的明暗条纹是如何形成的呢?
[投影图]
图中,P0点距S1、S2距离相等,路程差Δ=S1P0-S2P0=0应出现亮纹,(中央明纹)
[演示动画]图20—3中S1、S2发出的正弦波形在P点相遇叠加,P点振动加强(如图)
鉴于上述动画的表述角度和效果,教师在此基础上再播放动画,如下图所示振动情况示意图,使学生进一步明确.不管波处于哪种初态,P0点的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇,振幅A总为A1、A2之和,即P点总是振动加强点,应出现亮纹。
师:那么其他点情况如何呢?
[投影图]
P1点应出现什么样的条纹?
生:亮纹。
师:为什么?
生:因为路程差为λ,是半波长的2倍。
师:我们可以从图上动画看一下,[演示下图]
在这里大家看到,屏上P1点的上方还可以找到Δ2=|S1P2-S2P2|=2λ的P2点,Δ3=|S1P3-S2P3|=3λ的P3点,Δn=|S1Pn-S2Pn|=nλ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?
生:在P点下方,与P1、P2等关于P0对称的点也应是明条纹。
师:好。我们可以总结为:Δ=2n,n=0、1、2…时,出现明纹。
[投影下图]那么S1、S2发出的光在Q1点叠加又该如何呢?
[演示动画]我们先来看一下,动画显示,在Q1点振动减弱。
师:在Q1点是波峰与波峰相遇还是波峰与波谷相遇?两振动步调如何?
生:是波峰与波谷相遇,振动步调刚好相反。
(教师启发学生进一步分析这点合振幅情况,以及Q1点与P0、P1的相对位置。)
师:哪位同学能总结一下Q1点的特征?
生:Q1点位置在P0、P1间,它与两波源路程差|S1Q1-S2Q1|=。该点出现暗纹。
师:非常好!大家看像Q1这样的点还有吗?
生:有。
(全体学生此时已能一起总结出Q2、Q3…等的位置)
[教师总结]Δ=|S1Q2-S2Q2|=λ,λ…处,在P1P2、P2P3、…等明纹之间有第2条暗纹Q2、第3条暗纹Q3…
师:哪位同学能用上面的方法写个通式,归纳一下?
生:当Δ=(2n+1),n=0、1、2…时,出现暗纹。
[投影下图]
师:综合前面分析,我们可以画出上面图示的双缝干涉结果。
同时介绍一下相干光源,强调干涉条件。引导学生阅读教材57页上方的内容,进一步体会,杨氏实验中的双缝的作用就是得到一对相干光源。
(三)课堂总结、点评
今天我们学习了光的干涉,知道光的确是一种波。我们还确定了双缝干涉实验中,明暗条纹出现的位置:当屏上某点到两个狭缝的路程差Δ=2n,n=0、1、2…时,出现明纹;当Δ=(2n+1),n=0、1、2…时,出现暗纹。
两列波要产生干涉,它们的频率必须相同,且相位差恒定。能够产生干涉的光源叫做相干光源。杨氏实验中,双缝的作用就是得到一对相干光源。
(四)课余作业
完成P57“问题与练习”的题目。
附:课后训练
1.用波长为0.4μm的光做双缝干涉实验,A点到狭缝S1、S2的路程差为1.8×10-6m,则A点是出现明条纹还是暗条纹?
答案:暗条纹
2.关于杨氏实验,下列论述中正确的是()
A.实验证明,光的确是一种波。
B.双缝的作用是获得两个振动情况总是相同的相干光源
C.在光屏上距离两个小孔的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹
D.在光屏上距离两个小孔的路程差等于波长的整数倍处出现亮条纹
答案:AB
3.对于光波和声波,正确的说法是
A.它们都能在真空中传播B.它们都能产生反射和折射
C.它们都能产生干涉D.声波能产生干涉而光波不能
答案:BC
4.两个独立的点光源S1和S2都发出同频率的红色光,照亮一个原是白色的光屏,则光屏上呈现的情况是()
A.明暗相间的干涉条纹B.一片红光
C.仍是呈白色的D.黑色
解析:两个点光源发出的光虽然同频率,但“振动情况”并不总是完全相同,故不能产生干涉,屏上没有干涉条纹,只有红光。
答案:B
5.在真空中,黄光波长为6×10-7m,紫光波长为4×10-7m。现有一束频率为5×1014Hz的单色光,它在n=1.5的玻璃中的波长是多少?它在玻璃中是什么颜色?
解析:先根据0=c/f0计算出单色光在真空中的波长0,再根据光进入另一介质时频率不变,由n==,求出光在玻璃中的波长.
0=c/f0=m=6×10-7m,可见该单色光是黄光。
又由n=0/得=0/n=m=4×107m。由于光的颜色是由光的频率决定的,而在玻璃中光的频率未变化,故光的颜色依然是黄光。
答案:4×10-7m黄色

延伸阅读

用双缝干涉测量光的波长


一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,作为教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以更好的帮助学生们打好基础,帮助教师能够更轻松的上课教学。你知道怎么写具体的教案内容吗?小编经过搜集和处理,为您提供用双缝干涉测量光的波长,供您参考,希望能够帮助到大家。

选修3-4第十三章第3节用双缝干涉测量光的波长
一、教材分析
本节是利用光干涉的理论知识进行实验与应用,在实际生活应用中有重要意义,在考试中的地位也举足轻重。
二、教学目标
(1)认识光的干涉现象及产生干涉的条件;
(2)理解光的干涉条纹形成原理,认识干涉条纹的特征;
(3)用波动说说明明暗相间的干涉条纹,时间上是稳定的,空间上存在的。
三、教学重点难点

[重点难点:本节的重点是利用两相邻亮条纹中心间距的表达式测单色光的波长
四、学情分析(根据个人情况写)
五、教学方法
实验观察、理论分析、学案导学
六、课前准备
双缝干涉仪包括:光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头,另外还有学生电源、导线、刻度尺
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
(三)合作探究、精讲点拨。
1、实验目的:
(1)观测白光及单色光的双缝干涉图样
(2)测定单色光的波长
2、实验原理:
(1)光源发出的光经滤光片成为单色光,单色光通过单缝后相当于线光源,经双缝产生稳定的干涉图样,通过屏可以观察到干涉条纹;如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹。
(2)若双缝到屏的距离用l表示,双缝间的距离用d表示,相邻两条亮条纹间d的距离用Δx表示,则入射光的波长为。实验中d是已知的,测出l、Δx即可测出光的波长
3、实验器材:
双缝干涉仪包括:光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头,另外还有学生电源、导线、刻度尺
4、实验装置:
如教材上图所示,将直径约为10cm、长约为1m的遮光筒平放在光具座上,筒的一端有双缝,另一端装上毛玻璃做光屏,其上有刻度,先取下双缝,打开光源,调节光源高度,使他发出的一束光恰好沿遮光筒的轴线照亮光屏,然后放好单缝和双缝,两屏相距5cm-10cm,使缝互相平行,且位于轴线上,这时可看到彩色干涉条纹,若在单缝屏和光源之间放置一块滤光片,则可以观察到单色干涉条纹。
5、实验步骤:
(1)调节双缝干涉仪,观察光的双缝干涉现象
(2)用单色光入射得到干涉条纹,测出n条亮条纹的距离a,得相邻条纹间的距离
(3)利用已知的双缝间距d,用刻度尺测出双缝到屏的距离l,根据公式计算出波长
(4)换用不同颜色的滤光片,观察干涉条纹间的距离有什么变化,并求出相应的波长。

6、通过合作探究导出实验的注意事项
(1)调节双缝干涉仪时,要注意调节光源的高度,使它发出的一束光能沿着遮光筒的轴线把屏照亮
(2)放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上
(3)调节测量头时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心,记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心对齐另一条纹的中心,记下此时手轮上的读数,两次读数之差就表示这两条条纹间的距离
(4)不要直接测Δx,要测几个条纹的间距计算得到Δx,这样可减小误差
(5)白光的干涉观察到的是彩色条纹,其中白色在中央,红色在最外层。

课堂巩固训练

1题:(见导学案)在双缝干涉实验中保持狭缝间的距离和狭缝到屏的距离都不变,用不同的色光照射时,则下列叙述正确的是()
A.红光的干涉条纹间距最大B.紫光的干涉条纹间距最大
C.红光和紫光干涉条纹间距一样大D.用白光照射会出现白色干涉条纹
答案:A

(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。(课堂实录)
(五)发导学案、布置预习。
九、板书设计十、教学反思(根据实际情况写)

高考物理知识点速查复习光的干涉


老师会对课本中的主要教学内容整理到教案课件中,大家开始动笔写自己的教案课件了。是时候对自己教案课件工作做个新的规划了,这样接下来工作才会更上一层楼!你们了解多少教案课件范文呢?下面是小编精心收集整理,为您带来的《高考物理知识点速查复习光的干涉》,欢迎大家与身边的朋友分享吧!

光的干涉
考点1:双缝干涉原理
(1)产生稳定干涉的条件
只有两列光波的频率相同,位相差恒定,振动方向一致的相干光源,才能产生光的干涉。
由两个普通独立光源发出的光,不可能具有相同的频率,更不可能存在固定的相差,因此,不能产生干涉现象。
(2)条纹宽度(或条纹间距)相邻两条亮(暗)条纹的间距Δx为:
上式说明,两缝间距离越小、缝到屏的距离越大,光波的波长越大,条纹的宽度就越大。
当实验装置一定,红光的条纹间距最大,紫光的条纹间距最小。这表明不同色光的波长不同,红光最长,紫光最短。
(3)【讨论】
①教材中说:“杨氏又发现用狭缝代替小孔可以得到同样清晰但明亮得多的干涉图样”这“明亮得多”的原因是什么?
用狭缝代替小孔,狭缝成为线光源,而线光源可以认为由许多个发光点沿一条线排列组成的,每个点光源分别产生自己的干涉图样,在屏上的干涉条纹则是各个点光源的干涉图样的叠加。由于这些点光源与双缝的相对位置完全一样,产生的干涉图样完全相同。虽然不同的点光源的光互不相干,但它们叠加起来仍与点光源产生干涉图样相似,只是强度增大而由亮点变成明线,易于观察。
②在双缝干涉实验中,如果用红色滤光片遮住一个狭缝S1,再用绿滤光片遮住另一个狭缝S2,当用白光入射时,屏上是否会产生双缝干涉图样?
这时在屏上将会出现红光单缝衍射光矢量和绿光单缝衍射光矢量振动的叠加。由于红光和绿光的频率不同,因此它们在屏上叠加时不能产生干涉,此时屏上将出现混合色二单缝衍射图样。
③在双缝干涉实验中,如果遮闭其中一条缝,则在屏上出现的条纹有何变化?原来亮的地方会不会变暗?
如果遮住双缝其中的一条缝,在屏上将由双缝干涉条纹演变为单缝衍射条纹,与干涉条纹相比,这时单缝衍射条纹亮度要减弱,而且明纹的宽度要增大,但由于干涉是受衍射调制的,所以原来亮的地方不会变暗。
④双缝干涉的亮条纹或暗条纹是两列光波在光屏处叠加后加强或抵消而产生的,这是否违反了能量守恒定律?
暗条纹处的光能量几乎是零,表明两列光波叠加,彼此相互抵消,这是按照光的传播规律,暗条纹处是没有光能量传到该处的原因,不是光能量损耗了或转变成了其它形式的能量。同样,亮条纹处的光能量比较强,光能量增加,也不是光的干涉可以产生能量,而是按照波的传播规律到达该处的光能量比较集中。双缝干涉实验不违反能量守恒定律。
考点2:薄膜干涉及其应用
(1)原理
①干涉法检查精密部件的表面
取一个透明的标准样板,放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片,使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜,用单色光从上面照射,入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光,从反射光中就会看到干涉条纹,如图2-3甲所示。
如果被检表面是平的,那么空气层厚度相同的各点就位于一条直线上,产生的干涉条纹就是平行的(如图2-3乙);如果观察到的干涉条纹如图2-3丙所示,A、B处的凹凸情况可以这样分析:由丙图知,P、Q两点位于同一条亮纹上,故甲图中与P、Q对应的位置空气层厚度相同。由于Q位于P的右方(即远离楔尖),如果被检表面是平的,Q处厚度应该比P处大,所以,只有当A处凹陷时才能使P与Q处深度相同。同理可以判断与M对应的B处为凸起。
②增透膜
是在透镜、棱镜等光学元件表面涂的一层氟化镁薄膜。当薄膜的两个表面上反射光的路程差等于半个波长时,反射回来的光抵消。从而增强了透射光的强度。显然增透膜的厚度应该等于光在该介质中波长的1/4。
由能量守恒可知,入射光总强度=反射光总强度+透射光总强度。
光恰好实现波峰与波谷相叠加,实现干涉相消,使其合振幅接近于零,即反射光的总强度接近于零,从总效果上看,相当于光几乎不发生反射而透过薄膜,因而大大减少了光的反射损失,增强了透射光的强度。
增透膜只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光起增透作用。当白光照到(垂直)增透膜上,绿光产生相消干涉,反射光中绿光的强度几乎是零。这时其他波长的光(如红光和紫光)并没有被完全抵消。因此,增透膜呈绿光的互补色——淡紫色。

高三物理教案:《光的干涉》教学设计


俗话说,居安思危,思则有备,有备无患。高中教师要准备好教案,这是高中教师的任务之一。教案可以更好的帮助学生们打好基础,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。关于好的高中教案要怎么样去写呢?以下是小编收集整理的“高三物理教案:《光的干涉》教学设计”,仅供参考,大家一起来看看吧。

本文题目:高三物理教案:光的干涉

一、知识点梳理

1、光的干涉现象:

频率相同,振动方向一致,相差恒定(步调差恒定)的两束光, 在相遇的区域出现了稳定相间的加强区域和减弱区域的现象。

(1)产生干涉的条件:

①若S1、S2光振动情况完全相同,则符合 ,(n=0、1、2、3…)时,出现亮条纹;

②若符合 ,((n=0,1,2,3…)时, 出现暗条纹。相邻亮条纹(或相邻暗条纹)之间的中央间距为 。

(2)熟悉条纹特点

中央为明条纹,两边等间距对称分布明暗相间条纹。

2. 用双缝干涉测量光的波长

原理:两个相邻的亮纹或暗条纹的中心间距是Δx=lλ/d

测波长为:λ=d?Δx /l

(1)观察双缝干涉图样:

只改变缝宽,用不同的色光来做,改变屏与缝的间距看条纹间距的变化

单色光:形成明暗相间的条纹。

白光:中央亮条纹的边缘处出现了彩色条纹。这是因为白光是由不同颜色的单色光复合而成的,而不同色光的波长不同,在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离不变的条件下,光波的波长越长,各条纹之间的距离越大,条纹间距与光波的波长成正比。各色光在双缝的中垂线上均为亮条纹,故各色光重合为白色。

(2)测定单色光的波长:

双缝间距是已知的,测屏到双缝的距离 ,测相邻两条亮纹间的距离 ,测出 个亮纹间的距离 ,则两个相邻亮条纹间距:

3.光的色散:

不同的颜色的光,波长不同在双缝干涉实验中,各种颜色的光都会发生干涉现象,用不同色光做实验,条纹间距是不同的,说明:不同颜色的光,波长不同。

含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散。

各种色光按其波长的有序排列就是光谱。

从红光→紫光,光波的波长逐渐变小。

4.薄膜干涉中的色散现象

如图:把这层液膜当做一个平面镜,用它观察灯焰的像:是液膜前后两个反射的光形成的,与双缝干涉的情况相同,在膜上不同位置,来自前后两个面的反射光用图中实虚线来代表两列光,所走的路程差不同。

在某些位置叠加后加强,出现了亮纹,在另一些位置,叠加后相互削弱,于是出现了暗纹。

注意:

关于薄膜干涉要弄清的几个问题:

(1)是哪两列光波发生干涉;

(2)应该从哪个方向去观察干涉图样;

(3)条纹会向哪个方向侧移

5.应用

(1)照相机、望远镜的镜头表面的增透膜。

(2)检查工件表面是否平整。

6.光的衍射现象

光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象。

产生明显衍射的条件:障碍物或孔(缝)的尺寸与波长可比(相差不多)或更小。

单色光单缝衍射图象特点:中央条纹最宽最亮,两侧为不等间隔的明暗相间的条纹。

应用:用衍射光栅测定光波波长。

二、精选例题:

【例1】(1997年高考全国卷)在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时( C )

A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其它颜色的双缝干涉条纹消失

B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其它颜色的双缝干涉条纹依然存在

C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮

D.屏上无任何光亮

【例2】(如图所示).单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上,则可观察到的图象是(A)

【例3】如图(a)所示是利用双缝干涉测定单色光波长的实验装置,滤光片的作用是_____,单缝的作用是_______________,双缝的作用是______________,单缝和双缝之间的方向关系是_______________.某同学在做该实验时,第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图1),游标卡尺的示数如图3所示,第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图2),游标卡尺的示数如图4所示,已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m,则图3中游标卡尺的示数为__________mm.图4游标卡尺的示数为_______________mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是______________,所测单色光的波长为___________m.

答案:获得单色光,产生线光源,产生相干光源,平行,

11.5mm,16.7mm,减小实验误差,6.5×10-7.

【例4】劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图16-1-4所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气膜,当光垂直入射后,从上往下看的干涉条纹如图乙所示,干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度相等(2)任意相邻明纹或暗纹所对应的薄膜厚度恒定;现若在图甲装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹:( A)

A.变疏 B.变密 C.不变 D.消失

【例5】如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置,所用单色光是用普通光源加滤光片产生的。检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反向的光叠加而成的(  C )

A.a的上表面、b的下表面

B.a的上表面、b的上表面

C.a的下表面、b的上表面

D.a的下表面、b的下表面D.

【例6】现代光学装置中的透镜,棱镜的表面常涂上一层薄膜(一般用氟化镁),当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的1/4时,可以大大减少入射光的反射损失,从而增强透射光的强度,这种作用是应用了光的(C)

A.色散现象 B.全反射现象

C.干涉现象 D.衍射现象

( 举一反三)、登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz,那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少?

【例7】(2001年全国高考)在如图中所示,A、B两幅图是由单色光

分别入射到圆孔而成成的的图像,其中图A是光的 衍射

(填干涉或衍射)图像,由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径 小于 (填大于或小于)图B所对应的圆孔的孔径。

【例8】在双缝干涉实验中,如果将双缝中的一条挡住,其它都不改变,那么在光屏上观察到的现象将是 (答案C)

A.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹,只是亮纹的亮度变暗了

B.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹,只是由于挡住一条缝,所以光屏上只有一半区域内有干涉条纹,另一半区域内将没有干涉条纹

C.仍然有明暗相间的条纹,只是条纹的宽窄和亮度分布不再是均匀的了

D.由于只有单缝,不能形成相干光源,所以不会发生光的干涉现象,光屏上将没有任何条纹出现

【例9】.如右图所示,L为水平放置的点亮的8w日光灯,T为一藤椅的竖直靠背,横藤条与日光灯管平行,竖藤条相互垂交织,它们之间是透空方格,P是与藤条靠背平行的白屏。现将屏从紧贴椅背处慢慢向远处(图中右方)平移,从屏上将依次看到( 答案C   )

A.横藤条的影,横竖藤条的影?

B.竖藤条的影,横竖藤条的影?

C.横竖藤条的影,竖藤条的影,没有藤条的影?

D.横竖藤条的影,横藤条的影,没有藤条的影?

三、过关测试

1.如图所示是光的双缝干涉的示意图,下列说法中正确的是( )

①单缝S的作用是为了增加光的强度.

②双缝S1、S2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源.

③当S1、S2发出两列光波到P点的路程差为光的波长λ的1.5 倍时,产生第二条暗条纹。

④当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为长λ时,产生中央亮条纹.

A.①B.①② C.②④ D.②③

2.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差△x=0.6 ,若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝,则P点出现明、暗条纹的情况是( )

A.用频率为f1的单色光照射时,出现明条纹.

B.用频率为f2的单色光照射时,出现明条纹.

C.用频率为f1的单色光照射时,出现暗条纹.

D.用频率为f2的单色光照射时,出现暗条纹.

3.关于双缝干涉条纹的以下说法中正确的是( )

A.用同一种单色光做双缝干涉实验,能观察到明暗相间的单色条纹.

B.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差为该色光波长的整数倍.

C.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差一定为该色光波长的奇数倍.

D.用同种单色光经双缝后干涉的暗条纹到两缝的距离之差一定为该色光半波长的奇数倍.

4.在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时( )

A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其它颜色的双缝干涉条纹消失

B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其它颜色的双缝干涉条纹依然存在

C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮

D.屏上无任何光亮

D AD ABD C A C AC A BD AC B D B A

5.如图所示,一束白光从左侧射人肥皂薄膜,下列说法中正确的是 ( )

①人从右侧向左看,可看到彩色条纹

②人从左侧向右看,可看到彩色条纹

③彩色条纹水平排列

④彩色条纹竖直排列

A.②③ B.①②④ C.②④ D.①③

6.用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹,相邻两条绿条纹间的距离为Δx。下列说法中正确的有 ( )

A.如果增大单缝到双缝间的距离,Δx 将增大

B.如果增大双缝之间的距离,Δx 将增大

C.如果增大双缝到光屏之间的距离,Δx将增大

D.如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,Δx将增大

7.如图甲所示,在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是 ( )

A.干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的

B.干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的

C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的

D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的

8.在一发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏,在圆屏从较大调到完全闭合的过程中,在屏上看到的现象是:( )

A.先是圆形亮区,再是圆形亮环,最后完全黑暗

B.先是圆形亮区,最后完全黑暗

C.先是圆形亮环,最后完全黑暗

D.先是圆形亮环,再是圆形亮区,最后完全黑暗

9.关于光学装置上的增透膜,下列说法中错误的是:( )

A.照相机的镜头上涂增透膜后,可提高成像质量

B.光学镜头上涂增透膜,是为了使入射光的各种色光都不发生反射

C.增透膜的厚度应是入射光在介质中波长的四分之一

D.涂有增透膜的镜头,看上去呈淡紫色,说明增透膜增加了镜头对紫光的透射程度

10.在光的双缝干涉实验中,如果只改变一个条件,以下说法中正确的是:( )

A.使双缝间距变小,则条纹间距变宽

B.使屏与双缝距离变小,则条纹间距变宽

C.将入射光由绿光改为红光,则条纹间距变宽

D.将入射光由绿光改为紫光,则条纹间距变宽

11.如图所示的双缝干涉实验装置中,当使用波长为 的橙光做实验时,光屏中心点P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹;若换用波长为 的紫光重复上述实验,在P和P1点形成的亮、暗纹情况是( )

A.P和P1都是亮纹

B.P是亮纹,P1是暗纹

C.P是暗纹,P1是亮纹

D.P和P1都是暗纹

12.下面哪些属于光的干涉现象:( )

A.雨后美丽的彩虹

B.对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹

C.光通过三棱镜产生的彩色条纹

D.阳光下肥皂膜上的彩色条纹

13.关于光的衍射现象,以下说法中正确的是:( )

A.缝的宽度 越小,衍射图案越亮

B.缝的宽度 越小,衍射现象越明显

C.缝的宽度 越小,光的传播路线越接近直线

D.入射光的波长越短,衍射现象越明显

14.双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝S后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2与单缝的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距双缝S1和S2的距离相等,P点是距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的单色光换成红光或蓝光,讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是:①O点是红光的亮条纹;②红光的第一条亮条纹在P点的上方;③O点不是蓝光的亮条纹;④蓝光的第一条亮条纹在P点的上方。其中正确的是

A.只有①②正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有③④正确

15.在用双缝干涉测光的波长的实验中:⑴已知双缝到光屏之间的距离是600mm,双缝之间的距离是0.20mm,单缝到双缝之间的距离是100mm,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如左图所示。然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心,这时手轮上的示数如右图所示。这两次示数依次为_______mm和______mm。由此可以计算出本实验所用的单色光的波长为_______nm。

高三物理教案:《光的干涉教案》教学设计


俗话说,凡事预则立,不预则废。高中教师要准备好教案,这是高中教师需要精心准备的。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,帮助高中教师能够井然有序的进行教学。关于好的高中教案要怎么样去写呢?为了让您在使用时更加简单方便,下面是小编整理的“高三物理教案:《光的干涉教案》教学设计”,仅供参考,大家一起来看看吧。

本文题目:高三物理教案:光的干涉教案

光的干涉、用双缝干涉测波长、衍射现象

一、知识点梳理

1、光的干涉现象:

频率相同,振动方向一致,相差恒定(步调差恒定)的两束光, 在相遇的区域出现了稳定相间的加强区域和减弱区域的现象。

(1)产生干涉的条件:

①若S1、S2光振动情况完全相同,则符合 ,(n=0、1、2、3…)时,出现亮条纹;

②若符合 ,((n=0,1,2,3…)时, 出现暗条纹。相邻亮条纹(或相邻暗条纹)之间的中央间距为 。

(2)熟悉条纹特点

中央为明条纹,两边等间距对称分布明暗相间条纹。

2. 用双缝干涉测量光的波长

原理:两个相邻的亮纹或暗条纹的中心间距是Δx=lλ/d

测波长为:λ=d?Δx /l

(1)观察双缝干涉图样:

只改变缝宽,用不同的色光来做,改变屏与缝的间距看条纹间距的变化

单色光:形成明暗相间的条纹。

白光:中央亮条纹的边缘处出现了彩色条纹。这是因为白光是由不同颜色的单色光复合而成的,而不同色光的波长不同,在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离不变的条件下,光波的波长越长,各条纹之间的距离越大,条纹间距与光波的波长成正比。各色光在双缝的中垂线上均为亮条纹,故各色光重合为白色。

(2)测定单色光的波长:

双缝间距是已知的,测屏到双缝的距离 ,测相邻两条亮纹间的距离 ,测出 个亮纹间的距离 ,则两个相邻亮条纹间距:

3.光的色散:

不同的颜色的光,波长不同在双缝干涉实验中,各种颜色的光都会发生干涉现象,用不同色光做实验,条纹间距是不同的,说明:不同颜色的光,波长不同。

含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散。

各种色光按其波长的有序排列就是光谱。

从红光→紫光,光波的波长逐渐变小。

4.薄膜干涉中的色散现象

如图:把这层液膜当做一个平面镜,用它观察灯焰的像:是液膜前后两个反射的光形成的,与双缝干涉的情况相同,在膜上不同位置,来自前后两个面的反射光用图中实虚线来代表两列光,所走的路程差不同。

在某些位置叠加后加强,出现了亮纹,在另一些位置,叠加后相互削弱,于是出现了暗纹。

注意:

关于薄膜干涉要弄清的几个问题:

(1)是哪两列光波发生干涉;

(2)应该从哪个方向去观察干涉图样;

(3)条纹会向哪个方向侧移

5.应用

(1)照相机、望远镜的镜头表面的增透膜。

(2)检查工件表面是否平整。

6.光的衍射现象

光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象。

产生明显衍射的条件:障碍物或孔(缝)的尺寸与波长可比(相差不多)或更小。

单色光单缝衍射图象特点:中央条纹最宽最亮,两侧为不等间隔的明暗相间的条纹。

应用:用衍射光栅测定光波波长。

二、精选例题:

【例1】(1997年高考全国卷)在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时( C )

A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其它颜色的双缝干涉条纹消失

B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其它颜色的双缝干涉条纹依然存在

C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮

D.屏上无任何光亮

【例2】(如图所示).单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上,则可观察到的图象是(A)

【例3】如图(a)所示是利用双缝干涉测定单色光波长的实验装置,滤光片的作用是_____,单缝的作用是_______________,双缝的作用是______________,单缝和双缝之间的方向关系是_______________.某同学在做该实验时,第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图1),游标卡尺的示数如图3所示,第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图2),游标卡尺的示数如图4所示,已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m,则图3中游标卡尺的示数为__________mm.图4游标卡尺的示数为_______________mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是______________,所测单色光的波长为___________m.

答案:获得单色光,产生线光源,产生相干光源,平行,

11.5mm,16.7mm,减小实验误差,6.5×10-7.

【例4】劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图16-1-4所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气膜,当光垂直入射后,从上往下看的干涉条纹如图乙所示,干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度相等(2)任意相邻明纹或暗纹所对应的薄膜厚度恒定;现若在图甲装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹:( A)

A.变疏 B.变密 C.不变 D.消失

【例5】如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置,所用单色光是用普通光源加滤光片产生的。检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反向的光叠加而成的(  C )

A.a的上表面、b的下表面

B.a的上表面、b的上表面

C.a的下表面、b的上表面

D.a的下表面、b的下表面D.

【例6】现代光学装置中的透镜,棱镜的表面常涂上一层薄膜(一般用氟化镁),当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的1/4时,可以大大减少入射光的反射损失,从而增强透射光的强度,这种作用是应用了光的(C)

A.色散现象 B.全反射现象

C.干涉现象 D.衍射现象

( 举一反三)、登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz,那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少?

【例7】(2001年全国高考)在如图中所示,A、B两幅图是由单色光

分别入射到圆孔而成成的的图像,其中图A是光的 衍射

(填干涉或衍射)图像,由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径 小于 (填大于或小于)图B所对应的圆孔的孔径。

【例8】在双缝干涉实验中,如果将双缝中的一条挡住,其它都不改变,那么在光屏上观察到的现象将是 (答案C)

A.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹,只是亮纹的亮度变暗了

B.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹,只是由于挡住一条缝,所以光屏上只有一半区域内有干涉条纹,另一半区域内将没有干涉条纹

C.仍然有明暗相间的条纹,只是条纹的宽窄和亮度分布不再是均匀的了

D.由于只有单缝,不能形成相干光源,所以不会发生光的干涉现象,光屏上将没有任何条纹出现

【例9】.如右图所示,L为水平放置的点亮的8w日光灯,T为一藤椅的竖直靠背,横藤条与日光灯管平行,竖藤条相互垂交织,它们之间是透空方格,P是与藤条靠背平行的白屏。现将屏从紧贴椅背处慢慢向远处(图中右方)平移,从屏上将依次看到( 答案C   )

A.横藤条的影,横竖藤条的影?

B.竖藤条的影,横竖藤条的影?

C.横竖藤条的影,竖藤条的影,没有藤条的影?

D.横竖藤条的影,横藤条的影,没有藤条的影?

三、过关测试

1.如图所示是光的双缝干涉的示意图,下列说法中正确的是( )

①单缝S的作用是为了增加光的强度.

②双缝S1、S2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源.

③当S1、S2发出两列光波到P点的路程差为光的波长λ的1.5 倍时,产生第二条暗条纹。

④当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为长λ时,产生中央亮条纹.

A.①B.①② C.②④ D.②③

2.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差△x=0.6 ,若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝,则P点出现明、暗条纹的情况是( )

A.用频率为f1的单色光照射时,出现明条纹.

B.用频率为f2的单色光照射时,出现明条纹.

C.用频率为f1的单色光照射时,出现暗条纹.

D.用频率为f2的单色光照射时,出现暗条纹.

3.关于双缝干涉条纹的以下说法中正确的是( )

A.用同一种单色光做双缝干涉实验,能观察到明暗相间的单色条纹.

B.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差为该色光波长的整数倍.

C.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差一定为该色光波长的奇数倍.

D.用同种单色光经双缝后干涉的暗条纹到两缝的距离之差一定为该色光半波长的奇数倍.

4.在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时( )

A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其它颜色的双缝干涉条纹消失

B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其它颜色的双缝干涉条纹依然存在

C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮

D.屏上无任何光亮

D AD ABD C A C AC A BD AC B D B A

5.如图所示,一束白光从左侧射人肥皂薄膜,下列说法中正确的是 ( )

①人从右侧向左看,可看到彩色条纹

②人从左侧向右看,可看到彩色条纹

③彩色条纹水平排列

④彩色条纹竖直排列

A.②③ B.①②④ C.②④ D.①③

6.用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹,相邻两条绿条纹间的距离为Δx。下列说法中正确的有 ( )

A.如果增大单缝到双缝间的距离,Δx 将增大

B.如果增大双缝之间的距离,Δx 将增大

C.如果增大双缝到光屏之间的距离,Δx将增大

D.如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,Δx将增大

7.如图甲所示,在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是 ( )

A.干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的

B.干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的

C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的

D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的

8.在一发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏,在圆屏从较大调到完全闭合的过程中,在屏上看到的现象是:( )

A.先是圆形亮区,再是圆形亮环,最后完全黑暗

B.先是圆形亮区,最后完全黑暗

C.先是圆形亮环,最后完全黑暗

D.先是圆形亮环,再是圆形亮区,最后完全黑暗

9.关于光学装置上的增透膜,下列说法中错误的是:( )

A.照相机的镜头上涂增透膜后,可提高成像质量

B.光学镜头上涂增透膜,是为了使入射光的各种色光都不发生反射

C.增透膜的厚度应是入射光在介质中波长的四分之一

D.涂有增透膜的镜头,看上去呈淡紫色,说明增透膜增加了镜头对紫光的透射程度

10.在光的双缝干涉实验中,如果只改变一个条件,以下说法中正确的是:( )

A.使双缝间距变小,则条纹间距变宽

B.使屏与双缝距离变小,则条纹间距变宽

C.将入射光由绿光改为红光,则条纹间距变宽

D.将入射光由绿光改为紫光,则条纹间距变宽

11.如图所示的双缝干涉实验装置中,当使用波长为 的橙光做实验时,光屏中心点P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹;若换用波长为 的紫光重复上述实验,在P和P1点形成的亮、暗纹情况是( )

A.P和P1都是亮纹

B.P是亮纹,P1是暗纹

C.P是暗纹,P1是亮纹

D.P和P1都是暗纹

12.下面哪些属于光的干涉现象:( )

A.雨后美丽的彩虹

B.对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹

C.光通过三棱镜产生的彩色条纹

D.阳光下肥皂膜上的彩色条纹

13.关于光的衍射现象,以下说法中正确的是:( )

A.缝的宽度 越小,衍射图案越亮

B.缝的宽度 越小,衍射现象越明显

C.缝的宽度 越小,光的传播路线越接近直线

D.入射光的波长越短,衍射现象越明显

14.双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝S后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2与单缝的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距双缝S1和S2的距离相等,P点是距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的单色光换成红光或蓝光,讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是:①O点是红光的亮条纹;②红光的第一条亮条纹在P点的上方;③O点不是蓝光的亮条纹;④蓝光的第一条亮条纹在P点的上方。其中正确的是

A.只有①②正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有③④正确

15.在用双缝干涉测光的波长的实验中:⑴已知双缝到光屏之间的距离是600mm,双缝之间的距离是0.20mm,单缝到双缝之间的距离是100mm,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如左图所示。然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心,这时手轮上的示数如右图所示。这两次示数依次为_______mm和______mm。由此可以计算出本实验所用的单色光的波长为_______nm。

参考答案:

1.D

2.AD

3. ABD

4. C

5. A

6. C

7. AC

8.A

9. BD

10.AC

11. B

12. D

13. B

14.A

15.0.64110.296, 536