2022年光的干涉教案

1、光的干涉【教学目标】（一）学问与技能1通过试验观看熟悉光的干涉现象,知道从光的干涉现象说明光是一种波；2把握光的双缝干涉现象是如何产生的,何处显现亮条纹,何处显现暗条纹；（二）过程与方法1通过杨氏双缝干涉试验,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通过依据波动理论分析单色光双缝干涉,培育同学比较推理,探究学问的才能；（三）情感、态度与价值观 通过对光的本性的初步熟悉,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试验及分析；【教学难点】 亮纹（或暗纹）位置的确定；【教学方法】 复习提问,试验探究,运算机帮助教学【教学用具】 JGQ型氦氖激光器一台, 双缝

2、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：大家对这幅图仍有印象吗 生：有,波的干涉示意图；师：投影问题请大家回忆摸索下面的问题：图中, S1、S2 是两个振动情形总是相同的波源,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 同学回答结果不出所料,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 点就显现了争议；一种认为 b 点是振动加强点,另一种就认为 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

3、什么来打算呢只有弄清这一点才能解决两派同学的争端；（有同学低语,“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 （同学一起回答） ：加强点；（老师总结机械波干涉的规律,突出强调两列波的振动情形总是完全相同；）师：光的波动理论认为,光具有波动性； 那么假如两列振动情形总是相同的光叠加,也 应当显现振动加强和振动减弱的区域,并且显现振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现 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

4、的图样；师：猜想合理；那么有同学看到过这一现象吗（同学一片缄默,表示没有人看到过）师：看来大家没有见过；是什么缘由呢生 1可能是日常生活中找不到两个振动情形总相同的光源；生 2可能是我们观察了但不知道是光的干涉现象；师：两位同学分析得特别好,或许是没有干涉的条件,或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, 这样的光源许多,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：请大家仔细找一找,墙上、地上、天花板上,有没有显现明暗相间的干涉现象（大家积极查找,没有发觉,思维活跃,众说纷纭）师

5、：看来两个看似相同的日光灯或白 炽灯光源并不是“ 振动情形总相同的光 源” ；投影图师：1801 年,英国物理学家托马斯杨想出了一个奇妙的方法,把一个点光源分 成两束,从而找到了 “两个振动情形总是相 同的光源 ”,胜利地观看到了干涉条纹,为光的波动说供应了有 力的证据,推动了人们对光的本性的熟悉；下面我们就来重做 这一着名的双缝干涉试验；（二）进行新课1杨氏干涉试验动手试验,观看描述介绍杨氏试验装置（如图）师：用氦氖激光器演示双缝干涉试验；用激光器发出的红色光（平行光）垂直照耀双缝,将干涉图样投影到教室的墙上,引导同学留意观看现象；现象：可以看到,墙壁上显现明暗相间的干涉条纹；师：（介绍）狭

6、缝S1 和 S2 相距很近,双缝的作用是将同一束光波分成两束“ 振动情形总是相同的光束 ”；这样就得到了频率相同的两列光波,它们在屏上叠加,就会显现明暗相间 的条纹 ”；结论：杨氏试验证明,光的确是一种波；2亮（暗）条纹的位置比较推理,探究分析师：通过试验,我们现在知道,光具有波动性；现 在我们是不是可以依据机械波的干涉理论来仔细探究一 下试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 =S1 P0-S2 P0=0 应显现亮纹, （中心明纹）演示动画 图 203 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

7、和成效,老师在此基础上再播放动画,如下图所示振动情形示意图,使同学进一步明确 .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,应显现亮纹；师：那么其他点情形如何呢投影图P1 点应显现什么样的条纹生：亮纹；师：为什么生：由于路程差为,是半波长的2 倍；的P2 点 ,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 仍 可 以 找 到 2=| S1P2-S2P2|=2 3=| S1P3-S2P3|=3 的 P3 点, n=| S1Pn-S2Pn|= n 的 Pn 点

8、,它们对应产生第 2、3、4条明条纹,仍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： =2n, n=0、1、2时,显现明纹；2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仍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；（老师启示同学进一步分析这点合振幅情形,以及 师：哪位同学能总结一下 Q1 点的特点Q1 点与 P0、P1 的相对位置； ）生： Q1 点位置在 P0、P1间,它与两波源路程差| S1Q

9、1-S2Q1|=2；该点显现暗纹；师：特别好！大家看像Q1 这样的点仍有吗生：有；（全体同学此时已能一起总结出Q2、Q3等的位置）2 条暗纹老师总结 =|S1Q2-S2Q2|=3 ,25 处,在 P1P2、P2P3、等明纹之间有第 2Q2、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 =（2n+1）2,n=0、1、2时,显现暗纹；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；引导同学阅读教材 体会,杨氏试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57 页上方的内容,进一步今日我们学习了光的干涉,知道光

10、的确是一种波；我们仍确定了双缝干涉试验中,明暗条纹显现的位置：当屏上某点到两个狭缝的路程差 =2n,n=0、1、2时,显现明纹；当2 =（ 2n+1）,n=0、1、2时,显现暗纹；2两列波要产生干涉,它们的频率必需相同,且相位差恒定； 能够产生干涉的光源叫做相干光源；杨氏试验中,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 m的光做双缝干涉试验,A 点到狭缝 S1、S2 的路程差为 10-6 m,就 A 点是显现明条纹仍是暗条纹 答案：暗条纹2关于杨氏试验,以下论述中正确选项（）A试验证明,光的确是一种波；B双缝的作用是获得两个振动

11、情形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显现暗条纹D在光屏上距离两个小孔的路程差等于波长的整数倍处显现亮条纹 答案： AB3对于光波和声波,正确的说法是A它们都能在真空中传播 C它们都能产生干涉 答案： BCB它们都能产生反射和折射 D声波能产生干涉而光波不能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,就光屏上出现的情形是（）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 干涉,屏上没有干涉条纹,只有红光；答案： B“ 振动情形 ” 并不总是完全相同,故不能产生5在真空中,黄光波长为 6 10-7 m,紫光波长为 4 10-7 m ；现有一束频率为 5 10 14 Hz的单色光,它在 n=的玻璃中的波长是多少它在玻璃中是什么颜色解析：先依据 0=c/f0 运算出单色光在真空中的波长 0,