教学设计 完整版：光的干涉

光的干涉教学设计一、教学目标知识与技能1.知道光的干涉现象和干涉条件，并能从光的干涉现象中说明光是一种波。2．理解杨氏双缝干涉实验中亮暗条纹产生的原因。3．理解薄膜干涉的原理并能解释一些干涉现象。4．了解相干光源，掌握干涉条件。过程与方法(1)通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力。(2)通过观察实验培养学生观察、表述物理现象，概括其规律特征的能力，学生亲自做实验培养学生动手的实践能力。二、教学重点与难点分析1.杨氏双缝干涉实验是重点，亮暗条纹产生的原因是难点。2.理解薄膜干涉的原理并能解释一些干涉现象。三、教学过程【新知初探】老师要求同学阅读课本，了解基本知识。（一）杨氏双缝干涉实验1.史实1801年，英国物理学家_____________做了著名的光的____________实验，成功地观察到了光的干涉现象。2.实验过程及现象如图所示，用_______光照射双缝干涉仪上的________S1和S2，通过测微目镜可以观察到两束光在屏上形成的一系列____________的条纹。3.实验结论：证明光具有波动性。4.现象解释当两个光源与屏上某点的距离之差等于半个波长的_________时，两列光在这里相互_______，出现亮条纹．当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的________时，两列光在这里相互________，出现暗条纹。5.干涉条件两列光的_________相同，__________相同且相位差恒定，能发生干涉的两个光源叫做_______光源。（二）奇妙的薄膜干涉1.观察薄膜干涉：如图所示，把这层液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰的像时会发现水平方向的_______________的条纹。2.相干光源：薄膜__________面反射的光波。3.形成明暗相间条纹的原因：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。路程差是光在介质中波长的_______倍的这些位置上，叠加后加强，出现了亮纹；路程差是光在介质中半波长的_________倍的这些位置上，叠加后相互削弱，于是出现了暗纹。【要点探究】（一）双缝干涉出现明暗条纹的条件1.干涉条件两列光的频率相同，振动情况相同且相位差恒定．能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列而获得，称为分光法。2.双缝干涉的分析如图所示，S为单缝，S1、S2为双缝(间距为d)，双缝到屏的距离为L，O为S1S2垂直平分线与屏的交点，S1、S2到屏上P点的路程分别为L1、L2，两列光波传到P的光程差ΔL＝|L1－L2|，设光波波长为λ。(1)当ΔL＝nλ(n＝0，1，2…)，两列波传到P点同相，互相加强，出现明纹。(2)若ΔL＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2…)，两列波传到P点反相，互相减弱，出现暗纹。(3)相邻明纹或相邻暗纹之间的距离相等，且Δx＝eq\f(L,d)λ。当L、d一定时，条纹宽度与波长成正比。3.一般情况下很难观察到光的干涉现象的原因由于不同光源发出的光频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相位差，在一般情况下，很难找到那么小的缝和那些特殊的装置。故一般情况下不易观察到光的干涉现象。4.双缝干涉图样的特点(1)单色光的干涉图样若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等。中央为亮条纹，两相邻亮纹(或暗纹)间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大。(2)白光的干涉图样若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。这是因为：①从双缝射出的两列光波中，各种色光都形成明暗相间的条纹，各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。②两侧条纹间距与各色光的波长成正比，即红光的亮纹间距宽度最大，紫光亮纹间距宽度最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。（二）对薄膜干涉现象的理解1.薄膜干涉现象的产生薄膜可以是透明固体、液体或由两块玻璃所夹的气体薄层，入射光经薄膜上表面反射后得第一束光，折射光经薄膜下表面反射，又经上表面折射后得第二束光，这两束光在薄膜的同侧，由同一入射光分出，是相干光。2.薄膜干涉的应用由薄膜上、下表面反射(或折射)光束相遇而产生的干涉．薄膜通常由厚度很小的透明介质形成。如肥皂膜、水面上的油膜、两片玻璃间所夹的空气膜、照相机镜头上所镀的介质膜等。利用薄膜干涉还可以制造增透膜。在照相机、放映机的透镜表面上涂上一层透明薄膜，能够减少光的反射，增加光的透射，这种薄膜叫做增透膜。平常在照相机镜头上有一层呈蓝紫色的反射膜就是增透膜。3.条纹特点(1)用单色光照射薄膜时，两个表面反射的光是相干光，形成明暗