高中物理《光的干涉》名师优质课获奖市赛课一等奖课件

光波动性第一节：光干涉第1页第一个问题光到底是什么？17世纪形成了两种学说：*微粒说------认为光是从光源发出一个物质微粒，在均匀介质中以一定速度传输。代表人物：牛顿（英国）能解释-----光直进现象、光反射；不能解释-----同时发生反射和折射、几束光相遇而互不干扰。波动说------认为光是在空间传输某种波。代表人物：惠更斯（荷兰）能解释-----同时发生反射和折射、几束光相遇而互不干扰；不能解释-----光直进现象。因为早期波动说不能用数学作严格表示和分析、牛顿在物理界威望，微粒说一直占上风。第2页

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19世纪初，在试验中观察到光干涉和衍射现象，不能用微粒说解释，因而证实了波动说正确性。是什么波？19世纪60年代性，麦克斯韦预言电磁波存在，光也是一个电磁波，赫兹试验证实这种学说。波动说得到了公认。*19世纪末，发觉了新现象----光电效应，用波动说无法解释。爱因斯坦于20世纪初提出光子说，认为光含有粒子性，从而解释了光电效应。这儿粒子不同于牛顿所说微粒。光到底是什么？*现在人们认识到：光既含有波动性，又含有粒子性。本章介绍光波动性，下章要介绍光量子性。干涉、衍射是波特有现象！第3页第一节光干涉

一、双缝干涉试验装置第4页第一节光干涉1、装置特点：双缝S1、S2距离很近，缝很窄2、①用单色激光②双缝作用：相当于两个振动情况完全相同光源，双孔作用是取得相干光源试验介绍：一、双缝干涉试验双缝屏S1S2激光第5页相干光无干涉现象s12s不是相干光源第6页2.产生干涉条件：由振动情况完全相同光源发出光相互叠加，才能干涉现象。双缝干涉试验中，狭缝S1、S2相当于两个振动情况总是相同波源。两个独立光源发出光，不可能是相干波源。必须是同一点光源（或线光源）发出一束光分成两束，才能得到相干光。第7页第一节光干涉1、装置特点：（1）双缝很近0.1mm（2）双缝S1、S2与单缝S距离相等2、①滤色片作用：取得单色光②单缝作用：是取得线光源③双缝作用：相当于两个振动情况完全相同光源，双孔作用是取得相干光源试验介绍：一、杨氏双缝干涉试验杨氏双缝干涉分波面法取得相干光源单缝双缝红滤色片S1SS2屏幕普通光源第8页分波面法在点光源发出光某一波面上，取两个子波源，他们发出光可产生干涉现象，此法称为分波面法。如杨氏双缝干涉试验。pS

*第9页第三个问题：双缝干涉（红光）试验现象分析：见书本P彩页结论：光是一个波!第10页单色光双缝干涉图样条纹特点：（1）明暗相间（2）条纹等宽等距（3）条纹亮度相同（4）两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹---中央亮纹问题：（1）为何会出现这么图象？（2）怎样用波动理论进行解释？第11页S1S2Pδ=0因为从S1S2发出光是振动情况完全相同，又经过相同旅程抵达P点，其中一条光传来是波峰，另一条传来也一定是波峰，其中一条光传来是波谷，另一条传来也一定是波谷，确信在P点激起振动，振幅A＝A1+A2为最大，P点总是振动加强地方，故应出现亮纹，这一条亮纹叫中央亮纹。（又叫零级亮纹）P中央亮纹双缝S1S2屏幕P点在S、S2垂直平分线上注意：直线只表示光源到P距离，没有箭头，因为在波动说中没有光线概念。在波动说中有“波长”概念。第12页P1

第一亮纹双缝S1S2屏幕S1S2P1

λλδ=λ第13页双缝S1S2屏幕P1第一亮纹δ=λP

中央亮纹δ=0P2第二亮纹δ=2λP3/

第三亮纹δ=3λP3第三亮纹δ=3λP3/

第二亮纹δ=2λP3/

第一亮纹δ=λQ2第二暗纹Q

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第一暗纹Q3第三暗纹Q3/

第三暗纹Q2/

第二暗纹Q1/

第一暗纹δ=5λ/2δ=λ/2δ=3λ/2δ=5λ/2δ=3λ/2δ=λ/2第14页总结规律2.出现加强、减弱点条件：旅程差δ=（k=1,2,3,…）旅程差δ=kλ（k=1,2,…）0,亮纹暗纹1.旅程差3.干涉条纹间距：∆x=dLλ第15页三、干涉条纹间距与哪些原因相关?1、什么是干涉条纹间距?双缝S1S2屏幕△x△x

★条纹间距含义：亮纹或暗纹之间距离总是相等，亮纹和亮纹之间距离或暗纹和暗纹之间距离叫做条纹间距。

★我们所说亮纹是指最亮地方，暗纹是最暗地方，从最亮到最暗有一个过渡，条纹间距实际上是最亮和最亮或最暗和最暗之间距离。

第16页试验：在两缝间距离d以及档板和屏距离L一定情况下，用不一样单色光做双缝干涉试验。结果如右：四、波长和频率

见书本彩页想一想：红、蓝、紫光波长大小是什么关系？1.红光波长最长，紫光波长最短。

白光干涉图样是什么样？白光干涉图样是彩色零级亮纹中央是白色。见书本彩页。第17页2、波长越长频率越小，波长越短频率越大。波长和频率乘积等于波速：v=λf

不一样色光在真空中传输速度相同。所以：波长越长频率越小，波长越短频率越大。光

颜色波长λ(nm)频率f

(1014Hz)光

颜色波长λ(nm)频率f

(1014Hz)红770～6203.9～4.8绿580～4905.2～6.1橙620～6004.8～5.0蓝－靛490～4506.1～6.7黄600～5805.0～5.2紫450～4006.7～7.51nm=10-9m第18页1、在真空中波长为6×10-7

m是黄光，波长为4×10-7m是紫光，现有一束频率为5×1014HZ单色光，它在折射率n=1.5无色透明玻璃中波长是多少？它在玻璃中呈什么颜色？解：该色光在真空中波长

是黄光该色光在真空中为黄光，进入玻璃后频率不变，因而仍为黄光。[例题]×10-10m

可得在玻璃中波长为=4000

×10-10m由lllloo===ffvcn第19页解：2.在杨氏干涉试验中，若已知两狭缝间距为1mm，双缝到屏距离为20cm，屏上得到干涉图样如图，请依据图中测量数据。求出该单色光波长和频率。

由ldlx=Dcmcmx==D1.055.0∴=5×10-7mf第20页[练习]1、关于光干涉，以下说法中正确是A、两列不一样颜色光不可能发生干涉B、两列强度不一样光不可能发生干涉C、两列强度不一样光可能发生干涉D、两列颜色相同光不可能发生干涉（）AC2、用白光做双缝干涉试验时，观察到干涉图样中央为白色明纹，两侧出现彩色条纹。这是因为：（）A、各种色光波长不一样B、各种色光传输速度不一样C、各种色光色散不一样D、各种色光温度不一样A第21页3、在双缝干涉试验中，要增大相邻两条明纹间距，需要：

A、增大入射光频率B、增大入射光强度C、减小入射光频率D、减小入射光强度（）CC4、在双缝干涉试验中，当用波长为λ1单色光照射时，观察到屏上P点处恰为从光屏中心O点数起第三条亮纹，当换用波长为