鲁科版选修34 光的干涉 第1课时 教案.docx

光的干涉一、教学目标1认识光的干涉现象及产生光干涉的条件2理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征3通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力4通过“扬氏双缝干涉”实验的学习，渗透科学家认识事物科学的物理思维方法二、重点、难点分析1波的干涉条件，相干光源2如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上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”3培养学生观察、表述、分析能力三、教具1演示水波干涉现象：频率可调的两个波源，发波水槽，投影幻灯，屏幕2演示光的干涉现象：直丝白炽灯泡；单缝；双缝；红、绿、蓝、紫滤色片；光的干涉演示仪；激光干涉演示仪3干涉图样示意挂图，为分析干涉所做的幻灯片；或电脑及干涉现象示意的动画软件四、教学过程(一)引入由机械波的干涉现象引入：首先演示“水波干涉现象”，并向学生提出问题(1)这是什么现象？(2)是否任何两列波在传播空间相遇都会产生这样的现象？让学生回答，让学生描述稳定干涉现象的特征，指出干涉现象是两列波在空间相遇叠加的一种情景；一切波都能发生干涉现象，干涉现象是波特有的现象要得到稳定干涉现象需是相干波源(二)教学过程设计新课教学：双缝干涉1.什么是双缝干涉：平行的单色光照射到相距很近的双狭缝上，在狭缝后的光屏上出现亮暗相间条纹的现象叫做双缝干涉现象。问题：在什么样的条件下才能在屏幕上形成亮暗相间的条纹呢？根据波的叠加原理，可知：在同一种介质中传播的两列波，当两个波源的频率相同，振动状态完全相同或有恒定的相位差时，就会出现干涉现象。2.形成光波干涉的条件（1）两个光源的频率相同；（2）两个光源的振动状态完全相同或有恒定的相位差。如图所示的双缝干涉装置中，满足上述条件吗？为什么？分析：一束激光被分成两束相当于两个波源，激光束的颜色没有发生变化，说明两个波源的频率一定相同；两条狭缝距离光源的距离相等，所以两个狭缝处波的振动状态相同。由此可见，通过双缝形成的两个波源就是相干光源。问题：为什么在光屏上会形成亮暗相间的条纹呢？如图，根据机械波的干涉理论可知，亮条纹出现的位置一定是波峰与波峰，或者波谷与波谷相遇的位置。我们可以肯定的说，p点就是亮条纹出现的位置，图中p点距s1、s2距离相等，路程差：r=s1p-s2p=0应出现亮纹，中央亮条纹。不管波处于哪种初态，p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。如果p1点也出现亮条纹，那么p1点距s1、s2距离应满足什么条件呢？r1=|s1p1-s2p1|=2r2=|s1p2-s2p2|=2r3=|s1p3-s2p3|=3rn=|s1pn-s2pn|=n它们对应产生第2、3、4条明条纹，还有明条纹的地方吗？在p点下方，与p1、p2等关于p对称的点也应是明条纹。（1）形成亮条纹的条件：r=2n n=0，1，2时，出现亮条纹。暗条纹出现的位置：根据波的叠加原理：在q1点是波峰与波谷相遇，振动步调刚好相反。q1点位置与两波源路程差：r =|s1q1-s2q1|=r=|s1q2-s2q2|=,处，在p1p2、p2p3、等明纹之间有第2条暗纹q2、第3条暗纹q3，哪位同学能用上面的方法写个通式，归纳一下。（2）形成暗条纹的条件：r=(2n+1) ,n=0、1、2时，出现暗纹。例1(多选)下列属于光的干涉现象的是()解析图a属于单缝衍射，图b属于薄膜干涉，图c属于薄膜干涉，图d属于白光的色散，故属于光的干涉现象的是b、c。答案bc例2图2为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则()图2a甲为紫光的干涉图样 b乙为紫光的干涉图样c丙为红光的干涉图样 d丁为红光的干涉图样解析干涉图样的条纹间距是均匀的，且干涉条纹间距x， 而红光的波长较长，所以甲为红光的干涉图样，乙为紫光的干涉图样；而衍射图样是不均匀的，中央亮纹的宽度与波长成正比，所以丙为红光的衍射图样，丁为紫光的衍射图样，只有选项b正确。答案b【变式训练】1一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色亮纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是()a各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同b各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同c各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同d上述说法都不正确解析白光包含各种颜色的光，它们的波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹。答案a2(多选)如图3所示，偏振片p的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向。下列四种入射光束中，能在p的另一侧观察到透射光的是()图3a太阳光b沿竖直方向振动的光c沿水平方向振动的光d沿与竖直方向成45角方向振动的光解析偏振片只让沿某一方向振动的光通过，当偏振片的透振方向与光的振动方向不同时，透射光的强度不同，它们平行时最强，而垂直时最弱。太阳光是自然光，光波可沿任何方向振动，所以在p的另一侧能观察到透射光；沿竖直方向振动的光，振动方向与偏振片的透振方向相同，当然可以看到透射光；沿水平方向振动的光，其振动方向与透振方向垂直，所以看不到透射光；沿与竖直方向成45角方向振动的光，其振动方向与透振方向不垂直，仍可看到透射光。答案abd3.在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm的光，在距双缝1.00 m的屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为0.3