第一篇：高中物理第十三章光3光的干涉課堂互動學(xué)案選修3-4教案

光的干涉

課堂互動

三點(diǎn)剖析 1.光的干涉

光的干涉：在兩列光波的疊加區(qū)域，某些區(qū)域相互加強(qiáng)，出現(xiàn)亮紋，某些區(qū)域相互減弱，出現(xiàn)暗紋，且加強(qiáng)和減弱的區(qū)域相間，即亮紋和暗紋相間的現(xiàn)象。

(1)光的干涉必須具備的條件：頻率相同，振動情況總是相同。能發(fā)生干涉的兩列波稱為相干波，兩個光源稱為相干光源，相干光源可用一束光分成兩列而獲得。(2)相鄰兩亮條紋間的間距公式：Δx=

l?，其中λ為光波波長，l為縫到屏的距離，d為d雙縫間距。

2.薄膜干涉以及增透膜

薄膜干涉：光照射在薄膜上，在前表面和后表面兩個界面上均會發(fā)生反射，由于薄膜的厚度不均勻，不同位置的反射光傳播的路程差不同，形成明暗相間的條紋，根據(jù)條紋的情況可以判斷薄膜的厚度。

增透膜是利用在薄膜兩表面的反射光形成干涉相互抵消的特點(diǎn)，在入射光強(qiáng)度一定的情況下，兩列反射光疊加形成暗紋，相互抵消使反射光的強(qiáng)度減弱，從而使透射光強(qiáng)度加強(qiáng)。3.相干光源

如果兩個光源發(fā)出的光能夠產(chǎn)生干涉，這樣的兩個光源叫做相干光源。相干光源可用同一束光分成兩束而獲得。要求是相同頻率，振動情況相同且相差恒定。各個擊破

【例1】 兩個普通白熾燈發(fā)出的光相遇時，我們觀察不到干涉條紋，這是因?yàn)?)A.兩個燈亮度不同 B.燈光的波長太短 C.兩燈光的振動情況不同 D.電燈發(fā)出的光不穩(wěn)定 解析：一般情況下，兩個不同的光源發(fā)出的光或同一個光源的不同部分發(fā)出的光振動情況往往是不同的，由點(diǎn)光源發(fā)出的光或同一列光分出的兩列光其振動情況是相同的，故選C。答案：C 類題演練1 用包括有紅光、綠光、紫光三種色光的復(fù)合光做光的干涉實(shí)驗(yàn)，所產(chǎn)生的干涉條紋中，離中央亮紋最近的干涉條紋是()A.紫色條紋 B.綠色條紋 C.紅色條紋 D.都一樣近解析：本題考查干涉條紋與入射光波長之間的關(guān)系，由相鄰兩亮條紋間的間距Δx=

lλ可d知：條紋間的間距與波長成正比，故A項(xiàng)正確。答案：A 【例2】 如圖13-2-1所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面是否平整的裝置，所用單色光為普通光加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的條紋是由下列哪兩個表面反射的光線疊加而成的()

圖13-2-1 A.a的上表面和b的下表面B.a的上表面和b的上表面 C.a的下表面和b的上表面D.a的下表面和b的下表面 解析：關(guān)鍵是找到使光線發(fā)生干涉的薄膜，本題中a是樣本，b是被檢查的平面，而形成干涉的兩束反射光是a、b間的空氣薄層，所以選C。答案：C 類題演練2 市場上有一種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物體時能使被照物體處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處。這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消除玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線，以λ表示此紅外線在薄膜中的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為()A.λ/8 B.λ/4 C.λ/2 D.λ 解析：要消除經(jīng)外線的反射，必須使紅外線在薄膜的兩個面上反射光的路程差正好等于紅外線半個波長λ/2的奇數(shù)倍，即Δs=(2k+1)λ/2，其中Δs為光在薄膜兩個面上反射的路程

差，即Δs=2d,Δs的最小值為λ/2,所以2d=λ/2，即薄膜的最小厚度d為λ/4，答案B是正確的。答案：B 【例3】 一般情況下很難觀察到光的干涉現(xiàn)象的原因是什么？

解答：由于不同光源發(fā)出的光頻率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位發(fā)出的光也不一定相同或相差恒定，故一般情況下看不到光的干涉現(xiàn)象。

類題演練3 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，這時()A.只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失 B.紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋依然存在 C.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮 D.屏上無任何光亮 答案：C 2

第二篇：光的干涉教案

光的干涉

【教學(xué)目標(biāo)】

1、知識與技能：

（1）在學(xué)生已有幾何光學(xué)知識的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生回顧人類對光的本性的認(rèn)識發(fā)展過程（2）在復(fù)習(xí)機(jī)械波干涉的基礎(chǔ)上使學(xué)生了解產(chǎn)生光的干涉的條件和楊氏實(shí)驗(yàn)的設(shè)計原理。

（3）使學(xué)生掌握在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的原因及條件，并了解其有關(guān)計算，明確可以利用雙縫干涉的關(guān)系測定光波的波長。

（4）通過干涉實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對光的干涉現(xiàn)象加深認(rèn)識。

2、過程與方法

在教學(xué)的主要設(shè)置了兩個探究的問題

（1）在機(jī)械波產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的知識基礎(chǔ)上，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)掌握光的干涉條件，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的原因及條件。

（2）小組合作學(xué)習(xí)探究相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）的間距與什么因素有關(guān)。

3、情感態(tài)度價值觀

培養(yǎng)學(xué)生合作的精神、團(tuán)隊(duì)的意識和集體的觀念，培養(yǎng)學(xué)生循著科學(xué)家足跡自主探究科學(xué)知識的能力，從而真正實(shí)現(xiàn)使每個學(xué)生都得到發(fā)展的目標(biāo)。

【教學(xué)重點(diǎn)】

（1）使學(xué)生知道雙縫干涉產(chǎn)生的條件，掌握干涉圖樣的特征。（2）理解雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的條件

（3）理解相鄰的亮條紋（或暗條紋）的間距，并能應(yīng)用這一規(guī)律解決實(shí)際問題 【教學(xué)難點(diǎn)】

(1)對雙縫干涉圖樣中亮條紋和暗條紋產(chǎn)生原因的正確理解(2)理解影響雙縫干涉圖樣中相鄰亮條紋(或暗條紋)間距的因素 【教學(xué)方法】 類比、實(shí)驗(yàn)、分組探究 【教學(xué)工具】

PPT課件、玩具激光光源、光柵（雙縫）【教學(xué)過程】 課題引入：

問一：在日常生活中，我們見到許多光學(xué)的現(xiàn)象，這些自然現(xiàn)象是如何形成的？ 圖片展示：如光的直線傳播、彩虹、“海市蜃樓”

引入：自然界中的光現(xiàn)象如此豐富多彩，人們不禁要問光的本質(zhì)到底是什么？ 新課教學(xué)：

一、兩大學(xué)說之爭：

在17世紀(jì)以牛頓為代表的一派認(rèn)為：“光是一種物質(zhì)微粒，在均勻的介質(zhì)中以一定的速度傳播”

以惠更斯為代表的一派認(rèn)為：“光是在空間傳播的某種波” 學(xué)生討論：你贊同誰的觀點(diǎn)？并說一說贊同的原因。

二、光的干涉：

（一）假設(shè)：光是一種波，則必然會觀察到波的特有現(xiàn)象。學(xué)生回顧：機(jī)械波的特有現(xiàn)象——干涉

引導(dǎo)：只要能看到光的干涉現(xiàn)象，就能說明光具有波性

（二）實(shí)驗(yàn)探究：

1、我們怎樣才能使兩列光相遇時發(fā)生干涉現(xiàn)象？ 演示：兩個單獨(dú)的激光光源相遇

設(shè)問：為什么看不到干涉現(xiàn)象？產(chǎn)生干涉現(xiàn)象必須有什么條件？

學(xué)史介紹：實(shí)際上很難找到兩個能相互干涉的光源，一直到1801年英國物理學(xué)家托馬斯·楊在實(shí)驗(yàn)室里成功的觀察到了光的干涉。

2、托馬斯·楊雙縫干涉實(shí)驗(yàn)介紹：

介紹實(shí)驗(yàn)裝置，在擋板上開兩條很窄的狹縫，當(dāng)一束單色光投射到擋板時，兩條狹縫相當(dāng)于兩個完全相同的光源——相干光源。

光的干涉條件：相干光源

3、演示實(shí)驗(yàn)：雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

思考：光通過雙縫后墻上出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？這又說明了什么？ 師生小結(jié)：光具有波動性

引導(dǎo)學(xué)生參閱課本彩圖中的雙縫干涉圖樣 小組討論：光的干涉圖樣有什么特征？

得出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：中央亮條紋、明暗相間、間距相等的條紋 設(shè)問(現(xiàn)象解釋)：你該如何解釋光屏上出現(xiàn)的亮條紋（暗條紋）？

光屏上何處出現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋？即產(chǎn)生的條件是什么？ 小組討論：形成共識，派代表闡述原因。光屏上出現(xiàn)亮條紋（或暗條紋）的條件： 亮條紋：?s?2n??2?暗條紋：?s??2n?1??（n=0、1、2、3…）（n=0、1、2、3…）

引導(dǎo)學(xué)生參閱課本彩圖，比較三種干涉圖樣相鄰亮條紋（或暗條紋）間距有什么區(qū)別。過渡：干涉圖樣相鄰亮條紋（或暗條紋）間距Δx到底與哪些因素有關(guān)？

4、分組探究：

猜想：影響干涉圖樣相鄰亮條紋（或暗條紋）間距Δx的因素 探究方法：控制變量法、歸納法

（1）利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資料探究：其他條件不變，雙縫間距d減小，Δx如何改變。學(xué)生參閱課本彩圖，通過對比分析得出結(jié)論。

（2）實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)學(xué)方法：其他條件不變，雙縫與屏的距離L增大，△X如何變化？ 實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生觀察現(xiàn)象。

多媒體輔助演示：用干涉圖樣從幾何角度可以定性說明L與△X的關(guān)系（3）學(xué)生自主探究：其他條件不變，波長λ增大，△X如何變化？ 探究工具：幾張干涉圖樣、直尺、兩種顏色的記號筆。

小組探究的結(jié)果：雙縫的間距d越小，屏到擋板間的距離L越大，光的波長λ越大

則相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）的間距Δx越大。（4）理論證明： ?x?

（三）規(guī)律應(yīng)用： 1測光的波長（1）小組討論：

你能否根據(jù)所學(xué)的知識，設(shè)計一測量某種可見光波長的方案？

（2）學(xué)生代表小結(jié)： 由?x?L? d雙縫的間距d，屏到擋板間的距離L，相鄰兩條亮條紋（或明條紋）的間距Δx。就能知道這種可見光的波長

（3）實(shí)例：雙縫的間距d=0.18mm，光屏到檔板的距離L=90cm，相鄰兩條亮條紋的間距Δx =3.50mm，則此單色光的波長為多少？

（4）各種色光的波長測定及介紹：（光的波長單位往往用納米）學(xué)生閱讀課本表格

小結(jié)：紅光波長最大，紫光波長最小。因此紅光的干涉條紋間距最大，紫光最小。Ld?可知：???x，只要測出： dL2、白光的干涉現(xiàn)象：

如果用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 媒體展示 【復(fù)習(xí)鞏固】 師生回顧本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容 【課后反思】

1、中央亮條紋為什么是白的來兩側(cè)的為彩色條紋？

2、兩側(cè)彩色條紋的分布有沒有規(guī)律？紅色在外還是紫色在外側(cè)？ 【板書設(shè)計】

光的干涉

1、干涉條件：相干光源

2、干涉圖樣：中央亮條紋、明暗相間、間距相等的條紋

3、圖樣分析：

（1）光屏上出現(xiàn)亮條紋（或暗條紋）的條件： 亮條紋：?s?2n? ?2?暗條紋：?s??2n?1??（n=0、1、2、3…）

2（2）相鄰的亮條紋（或暗條紋）的間距：?x?

4、應(yīng)用：（1）測波長：??【教學(xué)反思】

本節(jié)課是一堂典型的探究式課堂教學(xué)，教學(xué)中體現(xiàn)了新課程學(xué)習(xí)的理念。教學(xué)中設(shè)置兩個探究點(diǎn)，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)，合作學(xué)習(xí)，探究學(xué)習(xí)的過程中不僅掌握了知識，更重要的是學(xué)會了研究問題的方法。在學(xué)習(xí)的過程中興趣盎然，積極主動地參與到教學(xué)中，從而培養(yǎng)了學(xué)習(xí)物理的興趣。

不足是：由于上課時間和器材的限制，實(shí)驗(yàn)探究未能讓學(xué)生主自主研究，而是通過演示替代，另外在學(xué)生觀察了光的干涉實(shí)驗(yàn)后，未能進(jìn)一步追問這一現(xiàn)象說明了什么？基礎(chǔ)差點(diǎn)的同學(xué)可能還不能自主地把現(xiàn)象和波動性聯(lián)系上。今后的教學(xué)中就進(jìn)一步注意細(xì)節(jié)的把握，努力體現(xiàn)新課改理念，最大限度地增加課堂效益。（n=0、1、2、3…）

L? d（2）白光的雙縫干涉圖樣分析：明暗相間的彩色條紋 d?x L 4

第三篇：高中物理 《光學(xué)光的干涉》教案 滬科版選修3-4

光學(xué)·光的干涉·教案

一、教學(xué)目標(biāo)

1．認(rèn)識光的干涉現(xiàn)象及產(chǎn)生光干涉的條件．

2．理解光的干涉條紋形成原理，認(rèn)識干涉條紋的特征．

3．通過觀察實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對物理現(xiàn)象的觀察、表述、概括能力．

4．通過“揚(yáng)氏雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，滲透科學(xué)家認(rèn)識事物科學(xué)的物理思維方法．

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．波的干涉條件，相干光源．

2．如何用波動說來說明明暗相間的干涉條紋，怎么會出現(xiàn)時間上是穩(wěn)定的，空間上存在著加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)并且互相間隔，如何理解“加強(qiáng)”和“減弱”．

3．培養(yǎng)學(xué)生觀察、表述、分析能力．

三、教具

1．演示水波干涉現(xiàn)象：頻率可調(diào)的兩個波源，發(fā)波水槽，投影幻燈，屏幕．

2．演示光的干涉現(xiàn)象：直絲白熾燈泡；單縫；雙縫；紅、綠、藍(lán)、紫濾色片；光的干涉演示儀；激光干涉演示儀．

3．干涉圖樣示意掛圖.四、主要教學(xué)過程(一)引入

由機(jī)械波的干涉現(xiàn)象引入：首先演示“水波干涉現(xiàn)象”，并向?qū)W生提出問題．(1)這是什么現(xiàn)象？

(2)是否任何兩列波在傳播空間相遇都會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象？

讓學(xué)生回答，讓學(xué)生描述穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的特征，指出干涉現(xiàn)象是兩列波在空間相遇疊加的一種情景；一切波都能發(fā)生干涉現(xiàn)象，干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象．要得到穩(wěn)定干涉現(xiàn)象需是相干波源．

(二)教學(xué)過程設(shè)計

1．光的干涉現(xiàn)象——揚(yáng)氏干涉實(shí)驗(yàn)．

(1)提出問題：光是否具有波動性？如果有則會有光的干涉現(xiàn)象，觀察光的干涉現(xiàn)象可以用屏幕，在屏幕上會得到什么現(xiàn)象呢？

演示 兩個通有同頻率交流電單絲燈泡(或蠟燭)作為兩個光源，移動屏與它們之間的距離，屏幕上看不到明暗相間的現(xiàn)象．

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：兩個獨(dú)立熱光源的光波相遇得不到干涉現(xiàn)象．說明光的復(fù)雜性．認(rèn)識事物不是一帆風(fēng)順的．實(shí)驗(yàn)的不成功是光無波動性？還是實(shí)驗(yàn)設(shè)計有錯誤，沒有滿足相干條件？

(2)揚(yáng)氏實(shí)驗(yàn)．

①介紹英國物理學(xué)家托馬斯·揚(yáng)．如何認(rèn)識光，如何獲得相干光源——展示揚(yáng)氏實(shí)驗(yàn)掛圖鼓勵學(xué)生在認(rèn)識事物或遇到問題時，學(xué)習(xí)揚(yáng)氏的科學(xué)態(tài)度，巧妙的思維方法．

用心

愛心

專心 1

②介紹實(shí)驗(yàn)裝置——雙縫干涉儀．

說明雙縫很近0.1mm，強(qiáng)調(diào)雙縫S1、S2與單縫S的距離相等，所以兩單縫S1、S2處光的振動不僅頻率相同，而且總是同相．

③演示：

先用加濾色片后單色光紅光進(jìn)行演示，然后改用激光源做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，并使雙縫與屏幕的距離加大，這樣在屏幕上得到條紋間距離大，更為清晰的明暗相同的圖樣．

展示雙縫干涉圖樣，讓學(xué)生注意觀察圖樣，回答圖樣的特點(diǎn)：(1)明暗相間．(2)亮紋間等距，暗紋間等距．(3)兩縫S1、S2中垂線與屏幕相交位置是亮條紋——中央亮紋．

提出問題：為什么會出現(xiàn)這樣的圖樣？怎樣用波動理論進(jìn)行解釋． 2．運(yùn)用波動理論進(jìn)行分析．

(1)演示兩列頻率相同、振動方向相同兩列波在一直線上疊加的情景．

用做好的幻燈片用投影幻燈進(jìn)行演示；或用編制好的軟件在電腦上進(jìn)行演示． 注意分析兩列波傳播經(jīng)同一位置時此點(diǎn)的振動情況． ①仍在某一平衡位置附近往復(fù)振動，位移隨時間而改變．

②兩列波同相振幅變大，說明此點(diǎn)振動加強(qiáng)了；兩列波反相振幅減小，說明此點(diǎn)振動減弱了．

強(qiáng)調(diào)波形圖是各個質(zhì)點(diǎn)在同一時刻位移的包絡(luò)線，演示波在傳播時，波峰波谷的移動情況．

用心

愛心

專心 2

(2)演示一列波由近及遠(yuǎn)波峰、波谷示意圖，演示兩列頻率相同，同相波由近及遠(yuǎn)波峰、波谷的示意圖．

波峰、波谷行進(jìn)位置．

②幻燈片數(shù)量準(zhǔn)備多一些，波峰、波谷向前推進(jìn)速度要慢，若用電腦波行進(jìn)的速度要慢且可暫停．

③最后形成書上雙縫干涉示意圖樣，展示彩色掛圖． 分析：

①說明示意圖是兩列波某一時刻峰谷位置分布圖．

②說明兩列波同頻率、初相相同，在兩列波峰峰、谷谷相遇位置均是加強(qiáng)點(diǎn)；而峰谷相遇位置均是消弱點(diǎn)．

用心

愛心

專心

③先分析S1S2連線中垂線上的點(diǎn)：首先讓學(xué)生注意中垂線上的某一點(diǎn)，演示讓波行進(jìn)起來結(jié)果峰谷依次通過此點(diǎn)——說明此點(diǎn)振動在峰→平衡位置→谷→平衡位置→峰之間往復(fù)振動是加強(qiáng)點(diǎn)．然后再讓學(xué)生看兩列波的相遇峰、谷依次通過該直線上的所有點(diǎn)——說明此直線上的點(diǎn)均是加強(qiáng)點(diǎn)．

④再分析S1S2中垂線兩側(cè)對稱位置上的點(diǎn)，即兩列波峰谷相遇點(diǎn)，首先注意某一點(diǎn)，演示讓波行進(jìn)起來總是峰谷同時通過此點(diǎn)——說明兩列波通過此點(diǎn)總是振動方向相反，是被消弱的；然后再看兩列波峰谷交叉點(diǎn)的移動情況——為消弱區(qū)域．

⑤其次再分析遠(yuǎn)離中垂線上的點(diǎn)又是加強(qiáng)區(qū)域??

小結(jié)：通過以上分析振動加強(qiáng)與消弱點(diǎn)的分布是相互間隔的而且是穩(wěn)定的．結(jié)合干涉掛圖反映在屏幕上：同相加強(qiáng)光能量較強(qiáng)——亮；反相減弱光能量較弱——暗．得到亮暗間隔的干涉圖樣．

(3)屏幕上出現(xiàn)亮紋、暗紋的條件．

在示意圖中，S1和S2為一對相干光源，兩組半徑相同的同心圓表示S1和S2兩相干光源向外傳播的兩列波．實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷．實(shí)線a0、a2、a′2，a4、a′4?為加強(qiáng)區(qū)域，虛線a1、a′1；a3、a′3?為減弱區(qū)域．

①實(shí)線a0上各點(diǎn)，S1、S2發(fā)出光波到達(dá)線上某點(diǎn)的光程差δ=0．

實(shí)線a2(a′2)上各點(diǎn)，S1、S2發(fā)出光波到達(dá)線上某點(diǎn)的光程差δ2=λ． 實(shí)線a4(a′4)上各點(diǎn)，S1、S2發(fā)出光波到達(dá)線上某點(diǎn)的光程差δ4=2λ． 即在實(shí)線a0、a2(a′2)、a4(a′4)?上各點(diǎn)光程差各為0、λ、2λ?，即為波長的整數(shù)倍．屏上出現(xiàn)亮紋．

用心

愛心

專心

?，即為半波長的奇數(shù)倍，屏上出現(xiàn)暗紋．

總結(jié)規(guī)律：凡光程差等于波長整數(shù)倍的位置，產(chǎn)生亮條紋；凡光程差等于半波奇數(shù)倍的位置，產(chǎn)生暗條紋，即產(chǎn)生亮暗條紋條件表達(dá)式：

亮紋 光程差δ=kλ(k=0，1，2?)．

*(4)若學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好，接受能力強(qiáng)可推導(dǎo)屏上亮暗紋的位置公式，否則不進(jìn)行此內(nèi)容． 3．干涉條紋間距與哪些因素有關(guān)．

教師重做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并定性尋找規(guī)律．

①改變屏與縫之間的距離L——波長λ不變時L越大，亮紋間距(暗紋間距)越大． ②屏與縫之間距離L不變，用不同的單色光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——波長長的亮紋間距(暗紋間距)大，并展示彩色掛圖．

③L、λ不變，用雙縫距離d不同配件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——d小的亮紋間距(暗紋間距)大．

小結(jié)：(1)實(shí)驗(yàn)可證明(或用上述亮暗紋的位置公式得亮紋間距)Δx=

(2)利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，測量L、d、Δx可測單色光的波長．

4．用復(fù)色光源做揚(yáng)氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)．

讓學(xué)生猜測干涉圖樣，然后教師做演示，讓學(xué)生注意觀察屏上圖樣特征：雙縫S1、S2連線的中垂線與屏相交的中央位置是白色亮縫，而兩側(cè)是彩色條紋，然后展示掛圖以便讓學(xué)生對圖樣有深刻印象．

(三)課堂小結(jié)

1．托馬斯·揚(yáng)在歷史上第一次解決了相干光源問題，成功做出了光的干涉實(shí)驗(yàn)．光的干涉現(xiàn)象微粒說無法解釋，而波動說可做出完善解釋，使人們認(rèn)識到光具有波動性．

2．兩個相干光源發(fā)出的光在屏上某處疊加時如果同相，光就加強(qiáng)，如果反相光就減弱，于是產(chǎn)生明暗條紋，其特征是在中央明紋兩側(cè)對稱地分布著明暗相間的各級干涉條紋，且相鄰明紋和相鄰暗條紋的間隔相等．

單色光：亮紋 光程差 δ=kλ(k=0，1，2?)．

復(fù)色光則出現(xiàn)彩色條紋．

用心

愛心

專心

3．明暗相間條紋反映光的能量在空間分布情況，暗條紋處光能量幾乎是零．表明兩列光波疊加彼此相互抵消．這并不是光能量損耗了或變成其它形式能量，而是按波的傳播規(guī)律，沒有能量傳到該處；亮條紋處的光能量比較強(qiáng)，光能量增加也不是光的干涉可以產(chǎn)生能量，而是按波的傳播規(guī)律，到達(dá)該處的能量比較集中．

用心

愛心

專心6

第四篇：高中物理第十三章光第3節(jié)光的干涉教案選修3-4教案

13.3光的干涉

物理核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方

面構(gòu)成。

一、教學(xué)目標(biāo)

1．認(rèn)識光的干涉現(xiàn)象及產(chǎn)生光干涉的條件．

2．理解光的干涉條紋形成原理，認(rèn)識干涉條紋的特征．

3．通過觀察實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對物理現(xiàn)象的觀察、表述、概括能力．

4．通過“揚(yáng)氏雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，滲透科學(xué)家認(rèn)識事物科學(xué)的物理思維方法．

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．波的干涉條件，相干光源．

2．如何用波動說來說明明暗相間的干涉條紋，怎么會出現(xiàn)時間上是穩(wěn)定的，空間上存在著加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)并且互相間隔，如何理解“加強(qiáng)”和“減弱”．

3．培養(yǎng)學(xué)生觀察、表述、分析能力．

三、教具

1．演示水波干涉現(xiàn)象：頻率可調(diào)的兩個波源，發(fā)波水槽，投影幻燈，屏幕． 2．演示光的干涉現(xiàn)象：直絲白熾燈泡；單縫；雙縫；紅、綠、藍(lán)、紫濾色片；光的干涉演示儀；激光干涉演示儀．

3．干涉圖樣示意掛圖，為分析干涉所做的幻燈片；或電腦及干涉現(xiàn)象示意的動畫軟件．

四、主要教學(xué)過程

(一)引入

由機(jī)械波的干涉現(xiàn)象引入：首先演示“水波干涉現(xiàn)象”，并向?qū)W生提出問題．(1)這是什么現(xiàn)象？

(2)是否任何兩列波在傳播空間相遇都會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象？

讓學(xué)生回答，讓學(xué)生描述穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的特征，指出干涉現(xiàn)象是兩列波在空間相遇疊加的一種情景；一切波都能發(fā)生干涉現(xiàn)象，干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象．要得到穩(wěn)定干涉現(xiàn)象需是相干波源．

(二)教學(xué)過程設(shè)計

新課教學(xué)： 雙縫干涉

1.什么是雙縫干涉：平行的單色光照射到相距很近的雙狹縫上，在狹縫后的光屏上出現(xiàn)亮暗相間條紋的現(xiàn)象叫做雙縫干涉現(xiàn)象。

問題：在什么樣的條件下才能在屏幕上形成亮暗相間的條紋呢？根據(jù)波的疊加原理，可知：在同一種介質(zhì)中傳播的兩列波，當(dāng)兩個波源的頻率相同，振動狀態(tài)完全相同或有恒定的相位差時，就會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。

2.形成光波干涉的條件

（1）兩個光源的頻率相同；

（2）兩個光源的振動狀態(tài)完全相同或有恒定的相位差。如圖所示的雙縫干涉裝置中，滿足上述條件嗎？為什么？ 分析：一束激光被分成兩束相當(dāng)于兩個波源，激光束的顏色沒有發(fā)生變化，說明兩個波源的頻率一定相同；兩條狹縫距離光源的距離相等，所以兩個狹縫處波的振動狀態(tài)相同。由此可見，通過雙縫形成的兩個波源就是相干光源。

問題：為什么在光屏上會形成亮暗相間的條紋呢？

如圖，根據(jù)機(jī)械波的干涉理論可知，亮條紋出現(xiàn)的位置一定是波峰與波峰，或者波谷與波谷相遇的位置。我們可以肯定的說，P點(diǎn)就是亮條紋出現(xiàn)的位置，圖中P點(diǎn)距S1、S2距離相等，路程差：Δr=S1P-S2P=0應(yīng)出現(xiàn)亮紋，中央亮條紋。不管波處于哪種初態(tài)，P點(diǎn)的振動總是波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇，振幅A總為A1、A2之和，即P點(diǎn)總是振動加強(qiáng)點(diǎn)，應(yīng)出現(xiàn)亮紋。

如果P1點(diǎn)也出現(xiàn)亮條紋，那么P1點(diǎn)距S1、S2距離應(yīng)滿足什么條件呢？

Δr1=|S1P1-S2P1|=λ=2×

? 2Δr2=|S1P2-S2P2|=2λ Δr3=|S1P3-S2P3|=3λ Δrn=|S1Pn-S2Pn|=nλ 它們對應(yīng)產(chǎn)生第2、3、4?條明條紋，還有明條紋的地方嗎？在P點(diǎn)下方，與P1、P2等關(guān)于P對稱的點(diǎn)也應(yīng)是明條紋。

（1）形成亮條紋的條件：Δr=2n·

?n=0，1，2?時，出現(xiàn)亮條紋。2

暗條紋出現(xiàn)的位置：

根據(jù)波的疊加原理：在Q1點(diǎn)是波峰與波谷相遇，振動步調(diào)剛好相反。Q1點(diǎn)位置與兩波源路程差：

Δr =|S1Q1-S2Q1|=Δr=|S1Q2-S2Q2|=?2

35λ,λ?處，在P1P2、P2P3、?等明紋之間有第2條暗紋Q2、第322條暗紋Q3?，哪位同學(xué)能用上面的方法寫個通式，歸納一下。

（2）形成暗條紋的條件：Δr=(2n+1)

?,n=0、1、2?時，出現(xiàn)暗紋。2 3

第五篇：2012高中物理 4.4 光的干涉教案 粵教版選修3-4

4.4 光的干涉 教案（粵教版選修3-4）

教學(xué)目標(biāo)：

1．相干光源的獲得及光波的干涉和衍射的條件，雙縫干涉中為什么能形成明暗相間的條紋及明暗條紋的計算方法，從而確切地理解光的干涉和衍射現(xiàn)象的形成。

2．在新的情景下能夠運(yùn)用波的分析方法解決問題。

3．通過“揚(yáng)氏雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，滲透科學(xué)家認(rèn)識事物科學(xué)的物理思維方法．

難點(diǎn)、重點(diǎn)：

1．波的干涉條件，相干光源．

2．如何用波動說來說明明暗相間的干涉條紋，怎么會出現(xiàn)時間上是穩(wěn)定的，空間上存在著加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)并且互相間隔，如何理解“加強(qiáng)”和“減弱”．

教學(xué)過程：

（一）引入

光的本性學(xué)說的發(fā)展簡史。

從原始的微粒說，到牛頓的微粒說，惠更斯的波動說，進(jìn)而發(fā)展到光的電磁說。又從光電效應(yīng)重新認(rèn)識到光的粒子性，直至統(tǒng)一到光的波粒二象性。應(yīng)結(jié)合每個階段的典型現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)，對這一過程發(fā)展脈絡(luò)有較清晰的了解。

（二）新課教學(xué)

一、光的干涉現(xiàn)象

（1）相干光源的獲得。兩列波疊加發(fā)生明顯干涉現(xiàn)象的條件是二者頻率相等，相差恒定。兩個普通光源很難達(dá)到這一要求。通常是把一束光想辦法分成兩部分，讓這兩部分再疊加以達(dá)到干涉效果。楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)裝置正是這樣巧妙地獲得了兩列相干的波源。

（2）楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。一束光通過單縫照射到相距非常近的兩個狹縫后，形成頻率相同的兩束光。這兩束光的疊加，在光屏上就產(chǎn)生了干涉條紋。如果用單色光照射狹縫，在屏上得到的是與狹縫平行的明暗相間的等間距條紋。屏上某點(diǎn)到雙縫的距離之差若是入射光波長的整數(shù)倍，則屏上這點(diǎn)出現(xiàn)的是亮條紋；屏上某點(diǎn)到雙縫的距離之差若是入射光半波長的奇數(shù)倍，則屏上這點(diǎn)出現(xiàn)的是暗條紋。由公式

用心 愛心 專心

可知，條紋寬度與波長λ及

雙縫到光屏的距離成正比而與雙縫間距d成反比。在、d一定的情況下，紅光產(chǎn)生的干涉條紋間距最大，紫光產(chǎn)生的干涉條紋間距最小。若用白光進(jìn)行干涉實(shí)驗(yàn)則在屏上得到的是彩色的干涉條紋。

（3）薄膜干涉。一束光經(jīng)薄膜前后兩個表面反射后相干疊加而成的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉。應(yīng)用分析光程差與波長關(guān)系的方法也可分析薄膜干涉圖樣的特點(diǎn)。生活和實(shí)驗(yàn)中有各種薄膜干涉現(xiàn)象，如肥皂膜、油膜、空氣隙、牛頓環(huán)、增透膜等。

二、光的干涉的分析

讓一束單色光（例如紅光）投到一個有孔的屏上，如圖所示，這個小孔就成了一個“點(diǎn)光源”．光從小孔出來后，就射到第二個屏的兩個小孔上，這兩個小孔離得很近，約為0.1mm，而且與前一個小孔的距離相等，這樣在任何時刻從前一個小孔發(fā)出的光波都會同時傳到這兩個小孔，這兩個小孔就成了兩個振動情況總是相同的波源．

那么，明暗相間的條紋又是怎樣形成的呢？

對照機(jī)械波的情況，如果兩列波在相疊加的區(qū)域傳播的路程差為一個波長的整數(shù)倍時，該區(qū)域的振動就加強(qiáng)，如果兩列波在疊加區(qū)域傳播的路程差為半波長的奇數(shù)倍時，該區(qū)域的振動就減弱．

如圖，甲圖中P點(diǎn)在S1S2的中垂線上，所以，兩列波的路程差△s=0．所以，振動被加強(qiáng)，為明條紋．

乙圖中，在P點(diǎn)上方的P1點(diǎn)，屏上與狹縫S1、S2的路程差△s=λ又出現(xiàn)明條紋．

用心 愛心 專心 2

丙圖中，在P1點(diǎn)的上方還可以找到△s=2λ的P2點(diǎn)，在該點(diǎn)上方還能找到路程差為3λ、4λ?的點(diǎn)，在這些地方振動均被加強(qiáng)．同樣，在P點(diǎn)的下方也能找到路程差為λ、2λ、3λ?的點(diǎn)．

如圖，在甲圖中，在P與P1之間一定有一個Q1點(diǎn)，S1、S2點(diǎn)到該點(diǎn)的路程差為λ/2，該點(diǎn)為振動減弱的點(diǎn)，同理，我們無論在P點(diǎn)的上方還是在P點(diǎn)的下方均能找到路程差為半波長的奇數(shù)倍的點(diǎn)，這些點(diǎn)均為暗條紋，這樣就形成了明暗相間的條紋．

白光的干涉條紋，為什么中間條紋為白色，而中央亮條紋的邊緣出現(xiàn)了色彩？

這是因?yàn)榘坠馐怯刹煌伾膯紊鈴?fù)合而成的，而不同色光的波長不同，在狹縫間的距離和狹縫與屏的距離不變的條件下，光波的波長越長，各條紋之間的距離越大，條紋間距

用心 愛心 專心 3

與光波的波長成正比．各色光在雙縫的中垂線上均為亮條紋，故各色光重合，為白色．各色光產(chǎn)生的條紋寬度不同，所以，中央亮條紋的邊緣處出現(xiàn)了彩色條紋．

剛才你提到在狹縫間的距離和狹縫與屏的距離不變的條件下，如果我假設(shè)其它條件不變，將像屏稍微向雙縫屏移動或遠(yuǎn)離雙縫屏移動，像屏上的條紋是不是就模糊不清了呢？

我想像屏上仍有清晰的干涉條紋，因?yàn)槿钥梢栽谙衿辽险业絻闪胁ǖ穆烦滩顬?、λ、2λ、3λ?nλ的點(diǎn)，也仍可找到兩列波的路程差為λ/

2、3λ/2?（2n—1）λ/2的點(diǎn)．

下面對薄膜干涉再提幾個問題，第一，薄膜干涉是由哪兩列波疊加而產(chǎn)生的？

當(dāng)光照射到薄膜上時，光從薄膜的前后（或上下）兩個表面反射回來，形成兩列波，由于它們是從同一光源發(fā)出的，這兩列波的波長和振動情況相同，為兩列相干光波．

將肥皂膜豎直放在點(diǎn)燃的灑有鈉鹽的酒精燈附近，這時你看到的干涉條紋是什么樣的？為什么形成這樣的條紋？

我們看到的干涉條紋基本上是水平的明暗相間的黃色條紋．呈現(xiàn)黃色是因?yàn)榫凭珶艋鹧嬷蟹湃肓蒜c鹽，呈基本水平的條紋是因?yàn)?，肥皂膜豎直放置，由于重力的作用肥皂膜形成了上薄下厚的楔形，在薄膜的某些地方，前后表面反射光出來恰好是波峰與波峰疊加或波谷與波谷疊加，使光的振動加強(qiáng)，形成黃色的亮條紋；在另外一些地方，兩列反射光恰好是波峰與波谷疊加，使光的振動相抵消，形成暗條紋．由于楔形表面的同一厚度基本在一水平線上，所以，我們看到的干涉條紋基本是水平的．

薄膜干涉在技術(shù)上有哪些應(yīng)用？

（1）利用光的干涉可以檢驗(yàn)光學(xué)玻璃表面是否平整。

（2）現(xiàn)代光學(xué)儀器的鏡頭往往鍍一層透明的氟化鎂表面。

為什么要在鏡頭上涂一層氟化鎂薄膜呢？它怎么起到增加透射光的作用呢？

現(xiàn)代光學(xué)裝置，如攝像機(jī)、電影放映機(jī)的鏡頭，都是由多個透鏡或棱鏡組成的，進(jìn)入這

用心 愛心 專心 4

些裝置的光，在每個鏡面上都有10％～20％的光被反射，如果一個裝置中有5個透鏡或棱鏡，那么將會有50％的光被反射，若在鏡的表面涂上一層增透膜，就可大大減少了光的反射，增強(qiáng)光的透射強(qiáng)度，提高成像質(zhì)量．

氟化鎂薄膜應(yīng)鍍多厚？為什么？鍍了膜的光學(xué)器件與未鍍膜的光學(xué)器件在外表上有什么區(qū)別？為什么？

氟化鎂薄膜的厚度應(yīng)為光在氟化鎂中波長的1/4，兩個表面的反射光的路程差為半波長的奇數(shù)倍時，兩列反射光相互抵消．所以，膜厚為光在氟化鎂中波長的1/4，是最薄的膜．

鍍了膜的光學(xué)器件與未鍍膜的光學(xué)器件在外表上是有區(qū)別的．鍍膜的光學(xué)器件呈淡紫色，因?yàn)樵谕ǔＧ闆r下，入射光為白光，增透膜只能使一定波長的光反射時相互抵消，不可能使白光中所有波長的光反射時抵消．在選增透膜時，一般是使對人眼靈敏的綠光在垂直入射時相互抵消，這時光譜邊緣部分的紅光和紫光并沒有相互抵消，因此涂有增透膜的光學(xué)器件呈淡紫色．

三、光的衍射現(xiàn)象

光偏離直線傳播方向而繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象叫光的衍射。要產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，障礙物或小孔的尺寸要足夠小（一般應(yīng)不大于波長的百倍）。

光照射到一個狹縫上產(chǎn)生的衍射叫單縫衍射。單色光（或白光）的衍射條紋是明暗相間（或彩色）的與狹縫平行的條紋。條紋特點(diǎn)是中央條紋寬且亮，兩側(cè)條紋暗且窄。注意它與雙縫干涉條紋的區(qū)別。條紋寬度隨縫寬變窄及波長變長而加大。

用小圓屏進(jìn)行衍射實(shí)驗(yàn)，衍射圖樣是在圓盤的陰影中心出現(xiàn)泊松亮斑。而用小圓孔進(jìn)行衍射實(shí)驗(yàn)，衍射圖樣是一系列同心圓環(huán)，圓環(huán)中央明暗不定。了解一些實(shí)際生活中光的衍射現(xiàn)象及其應(yīng)用（如光柵等）。

用心 愛心 專心 5

四、雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋有什么區(qū)別？

光波發(fā)生干涉現(xiàn)象時產(chǎn)生干涉條紋，光波發(fā)生衍射現(xiàn)象時產(chǎn)生衍射條紋，那么，干涉和衍射本質(zhì)上有什么相同和不同之處嗎？雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋有什么區(qū)別呢？

干涉和衍射本質(zhì)上都是光波的疊加，都證明了光的波動性，但兩者有所不同．首先干涉是兩列相干光源發(fā)出的兩列光波的疊加；衍射是許多束光的疊加．穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象必須是兩列相干波源，而衍射的發(fā)生無須此條件，只是，當(dāng)障礙物或孔與光的波長差不多或還要小的時候，衍射才明顯．干涉和衍射的圖樣也不同，以雙縫干涉和單縫衍射的條紋為例，干涉圖樣由等間距排列的明暗相間的條紋（或彩色條紋）組成，衍射圖樣是由不等距的明暗相間（中央亮條紋最寬）的條紋或光環(huán)（中央為亮斑）組成． 例題解析

（）

1、用單色光照射雙縫，在屏上觀察到明暗交替的條紋，若要使條紋間距變大，應(yīng)

A.改用頻率較大的單色光

B.改用波長較長的單色光

C.減小雙縫至屏的距離

D.增大雙縫之間的距離

分析與解答：雙縫干涉的條紋間距可表示為L/d,也就是與雙縫到屏的距離L成正比，與照射雙縫的光波波長成正比，與雙縫間距d成反比。據(jù)此不難得出正確選項(xiàng)為B。

說明：利用干涉現(xiàn)象中條紋間距與波長的關(guān)系可以通過測量條紋間距（用累計法測多組條紋的間距后求平均值）來求得波長。即

用心 愛心 專心

/L。

2、在平靜的水面上有一層厚度均勻的透明油膜，能否觀察到干涉條紋？

分析與解答：光照到厚度均勻的透明油膜時，從油膜上下兩個表面反射回來的兩列光波的光程差處處相等，要么都互相加強(qiáng)（亮），要么互相減弱（暗），不會出現(xiàn)明暗相間的干涉條紋。

說明：我們看到的明暗相間的干涉條紋（或花紋），是薄膜厚度變化造成的，有的地方滿足加強(qiáng)的條件，有的地方滿足減弱的條件。增透膜的厚度是均勻的，因此它可以使某種色光在膜的上下表面反射回來后，處處都互相減弱，而增加該色光的透射光能。

3、某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，利用游標(biāo)卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：

A.若狹縫與燈絲平行，則衍射條紋與狹縫平行

B.若狹縫與燈絲垂直，則衍射條紋與狹縫垂直

C.衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關(guān)

D.衍射條紋的間距與光的波長有關(guān)

以上幾點(diǎn)中，你認(rèn)為正確的是________。

分析與解答：單縫衍射的條紋特點(diǎn)是條紋與狹縫平行，條紋的間距隨縫寬的減小而增大（縫寬也不能太小，否則光能太弱觀察不到衍射現(xiàn)象），隨波長的增大而增大。據(jù)此可得答案為A、C、D。

說明：衍射現(xiàn)象的理論分析比較復(fù)雜，學(xué)習(xí)時不必仔細(xì)推導(dǎo)，而應(yīng)把重點(diǎn)放在各種衍射現(xiàn)象及其變化規(guī)律上。

用心 愛心 專心 7

1．托馬斯·揚(yáng)上第一次解決了相干光源問題，成功做出了光的干涉實(shí)驗(yàn)，使人們認(rèn)識到光具有波動性．

2．兩個相干光源發(fā)出的光在屏上某處疊加時如果同相，光就加強(qiáng)，如果反相光就減弱，于是產(chǎn)生明暗條紋，其特征是在中央明紋兩側(cè)對稱地分布著明暗相間的各級干涉條紋，且相鄰明紋和相鄰暗條紋的間隔相等．復(fù)色光則出現(xiàn)彩色條紋．

3．明暗相間條紋反映光的能量在空間分布情況，暗條紋處光能量幾乎是零。用心 愛心 專心 8 小結(jié)：