第一篇：大學(xué)物理,光的干涉思考題

光的干涉思考題：

19.1、用白色線光源做雙縫干涉實驗時，若在縫S1后面放一紅色濾光片，S2后面放一綠色濾光片，問能否觀察到干涉條紋？為什么？ 參考解答：

若在兩個縫上分別放置紅色和綠色濾光片，則疊加的兩束光不滿足頻率相同的相干條件，所以不能看到干涉條紋。

19．2、用圖19.17所示裝置做雙縫干涉實驗，是否都能觀察到干涉條紋？為什么？ 參考解答：

用圖19.17（a）所示裝置做雙縫干涉實驗肯定不能觀察到干涉條紋，因為采用普通光源鈉光源要取得相干光，必須是同一原子的同一次發(fā)光。用面光源直接照到雙縫上，在縫后必是兩個不同原子發(fā)光在P點相遇，是非相干疊加。正確的裝置是在鈉光源后放置一個與雙縫平行的單縫，然后再在適當(dāng)位置放置雙縫，這樣即滿足了取得相干光的原則，才可觀察到干涉條紋。

用圖19.17（b）所示裝置做雙縫干涉實驗，有可能觀察到干涉條紋。從激光器中獲得相干光取決于激光器的橫模模式。如果激光器的發(fā)光模式是基橫模，則發(fā)出的光全是相干光；如果是其它模式，則必須是相干面積上的點源才是想光光源（即在同一面積上的全相干）。

19．3、在水波干涉圖樣（圖19.5）中，平靜水面形成的曲線是雙曲線，為什么？ 參考解答：

因雙點源干涉亮紋滿足的光程差是：r2?r1??k?暗紋滿足的光程差是：r2?r1??(2k?1)k?0,1,2,3,?

?2k?0,1,2,3,?

相同的光程差

r2?r1?C 在同一干涉級上。由解析幾何知識知，滿足上述關(guān)系的點在空間的軌跡是一組雙曲面，在水平面上的截線是一組雙曲線。

4、把一對頂角很小的玻璃棱鏡底邊粘貼在一起（圖19。18）做成“雙棱鏡”，就可以利用一個普通縫光源S來做雙縫干涉實驗（菲涅耳雙棱鏡實驗）。試在圖中畫出兩相干光源的位置和它們發(fā)出的波的疊加干涉區(qū)域。參考解答：（略）

5、如果兩束光是相干的，在兩束光重疊處總光強如何計算？如果兩束光是不相干的，又怎樣計算？（分別以I1和I2表示兩束光的光強）參考解答：

如果兩束光是相干的，則在兩束光重疊處為相干疊加，總光強為

I?I1?I2?2I1I2cos??

???(?2??1)?2??(n2r2?n1r1)

式中，?2??1——兩相干光的初相差；n2r2?n1r1——兩相干光的光程差；?為真空波長。

如果兩束光是非相干的，則干涉項為零，在兩束光重疊處為非相干疊加，總光強為

I?I1?I2

6、在雙縫干涉實驗中，（1）當(dāng)縫間距d不斷增大時，干涉條紋如何變化？為什么？

（2）當(dāng)縫光源S在平行于雙縫屏面向下或向上移動時，干涉條紋如何變化？（3）把縫光源S逐漸加寬時，干涉條紋將如何變化？ 參考解答：

干涉條紋的變化決定于兩束相干光光程差的變化，在縫光源S對雙縫完全對稱的條件下，該光程差決定于兩束光到達觀察屏上P點的光程r1,r2的不同。由

r2?r1?dsin??d?tan??d?D?dD相鄰條紋的間距為

?x??

d知，亮紋所在位置的坐標(biāo) x??kxD

k?0,1,2,?

從中可知：

（1）在保持λ和D不變的情況下，將縫間距d不斷增大，干涉條紋將向中間密集。又由條紋間距式知，縫間距d不斷增大，條紋間距將變小，屏上條紋變的密集。綜合可知，隨著縫間距d不斷增大，屏上的干涉條紋將向坐標(biāo)原點處密集。

（2）當(dāng)縫光源S在平行于雙縫屏面向下或向上移動時，點源相對于雙縫不再對稱，使兩束光在雙縫前就已有了光程差，那么零級亮紋（即兩光等光程處）將離開原點向上或向下移動，所以條紋整體也將隨之向上或向下移動。

（3）這是光的空間相干性的問題?？p光源S逐漸加寬時，將縫光源看成許許多多平行于縫的線光源組成，每一線光源都將在屏上產(chǎn)生一組干涉條紋，由于各線源相對于雙縫的位置不同，因而各自形成的條紋將會錯開。當(dāng)兩邊緣線光源的干涉條紋錯開一級時，整個觀察屏上將是均勻的光強分布，再也看不到干涉條紋了。

考慮空間相干性問題，理論給出光源線度的極限寬度是b0?D??，若光源實際線度db?b0，就觀察不到干涉條紋了。為觀察到清晰的干涉條紋，實驗上通常取b?b0/4。

7、用兩塊平玻璃構(gòu)成的劈尖（圖19。19）觀察干涉條紋時，若把尖劈上表面向上緩慢地平移（圖（a）），干涉條紋有什么變化？若把劈尖角逐漸增大（圖（b）），干涉條紋又有什么變化？

參考解答：

觀察薄膜表面條紋如何變化，一是盯住某一條紋，看其向哪個方向移動，二是觀察整體條紋疏密的變化。

分析條紋動態(tài)變化的依據(jù)仍然是相干光的光程差。觀察玻璃劈尖表面反射光的干涉，第k級亮紋滿足2ek??/2?k?，式中，ek是第k級亮紋對應(yīng)的空氣膜厚度。相鄰亮紋的間距是?l??/2?，其中，?是劈尖的契角。

若把尖劈上表面向上緩慢地平移，則契角?保持不變，即條紋疏密程度不變；同時，由光程差關(guān)系式知，隨著厚度的增加，第k級亮紋對應(yīng)的空氣膜厚度ek應(yīng)向劈尖的契角方向（棱邊）移動。因此，該情況下將觀察到條紋整體向劈尖的契角方向（棱邊）移動。反之，2 若把尖劈上表面向下緩慢地平移，則將觀察到條紋整體向上移動（背離棱邊）。

若把劈尖角逐漸增大，相鄰亮紋間距的關(guān)系式知，條紋間距將減小，條紋將隨之變得密集，同時，在上表面逐漸仰起后，空氣薄膜厚度增加，第k級亮紋對應(yīng)的空氣膜厚度ek應(yīng)向劈尖的契角方向（棱邊）移動。因此，該情況下將觀察到條紋整體向劈尖的契角方向（棱邊）密集。反之，若把劈尖角逐漸減小，則將觀察到整體背離劈尖的契角方向（棱邊）移動并變得稀疏。

8、用兩塊玻璃片疊在一形成空氣尖劈觀察干涉條紋時，如果發(fā)現(xiàn)條紋不是平行的直條，而是彎彎曲曲的線條，試說明兩玻璃片相對的兩面有什么特殊之處？ 參考解答：

用兩塊玻璃片疊在一形成空氣尖劈觀察干涉條紋，是等厚干涉，即相等的厚度對應(yīng)相同的光程差，有相等的干涉結(jié)果。如果發(fā)現(xiàn)條紋不是平行的直條，而是彎彎曲曲的線條，則說明兩玻璃表面并不嚴(yán)格平行，或者說，兩玻璃表面上的平整度不夠。若肉眼可觀察半個條紋間距的彎曲，則對應(yīng)空氣薄膜厚度的變化為?/4，即可辨別出如此精度的表面不平整度。

9、隱形飛機所以很難為敵方雷達發(fā)現(xiàn)，可能是由于飛機表面涂敷了一層介電質(zhì)（如塑料或橡膠）從而使入射的雷達波反射極微。試說明這層介電質(zhì)可能是怎樣減弱反射波的。參考解答：

隱形飛機的隱行原理有多種，在本題的范圍里，可能是可以利用表面鍍電介質(zhì)層，利用電介質(zhì)層上下表面反射的雷達波干涉相消了，因而反射波極弱。也可能是電介質(zhì)層的吸收作用，吸收入射波的能量因而減小了反射波的強度。

10、在雙縫干涉實驗中，如果在上方的縫后面貼一片薄的透明云母片，干涉條紋的間距有無變化？中央條紋的位置有無變化？ 參考解答：

如果在上方的縫后面貼一片厚度為t的薄透明云母片，則從兩縫到達屏上P點的光程差為

??r2?(r1?t?nt)?r2?r1?(n?1)t?dsin??(n?1)t

對第k級亮紋中心，應(yīng)有

?k?dsin?k?(n?1)t?k?

可得

dsin?k?k??(n?1)t，第第k級亮紋中心的位置

D[k??(n?1)t] dD? 兩相鄰亮條紋的間距為

?x?xk?1?xk?d

xk?Dsin?k?可知，在上方的縫后面貼一薄透明云母片后，中央亮紋的位置

x0?DD[0???(n?1)t]?(n?1)t dd即條紋位置向上移動了一段距離，而條紋間距不變。

第二篇：大學(xué)物理實驗報告思考題

大學(xué)物理實驗報告思考題

實驗十三

拉伸法測金屬絲的揚氏彈性摸量

【預(yù)習(xí)題】

1．如何根據(jù)幾何光學(xué)的原理來調(diào)節(jié)望遠鏡、光杠桿和標(biāo)尺之間的位置關(guān)系？如何調(diào)節(jié)望遠鏡？

答：（1）根據(jù)光的反射定律分兩步調(diào)節(jié)望遠鏡、光杠桿和標(biāo)尺之間的位置關(guān)系。第一步：調(diào)節(jié)來自標(biāo)尺的入射光線和經(jīng)光杠桿鏡面的反射光線所構(gòu)成的平面大致水平。具體做法如下：①用目測法調(diào)節(jié)望遠鏡和光杠桿大致等高。②用目測法調(diào)節(jié)望遠鏡下的高低調(diào)節(jié)螺釘，使望遠鏡大致水平；調(diào)節(jié)光杠桿鏡面的仰俯使光杠桿鏡面大致鉛直；調(diào)節(jié)標(biāo)尺的位置，使其大致鉛直；調(diào)節(jié)望遠鏡上方的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)使望遠鏡的光軸垂直光杠桿鏡面。第二步：調(diào)節(jié)入射角（來自標(biāo)尺的入射光線與光杠桿鏡面法線間的夾角）和反射角（經(jīng)光杠桿鏡面反射進入望遠鏡的反射光與光杠桿鏡面法線間的夾角）大致相等。具體做法如下：沿望遠鏡筒方向觀察光杠桿鏡面，在鏡面中若看到標(biāo)尺的像和觀察者的眼睛，則入射角與反射角大致相等。如果看不到標(biāo)尺的像和觀察者的眼睛，可微調(diào)望遠鏡標(biāo)尺組的左右位置，使來自標(biāo)尺的入射光線經(jīng)光杠桿鏡面反射后，其反射光線能射入望遠鏡內(nèi)。

（2）望遠鏡的調(diào)節(jié)：首先調(diào)節(jié)目鏡看清十字叉絲，然后物鏡對標(biāo)尺的像（光杠桿面鏡后面2D處）調(diào)焦，直至在目鏡中看到標(biāo)尺清晰的像。

2．在砝碼盤上加載時為什么采用正反向測量取平均值的辦法？

答：因為金屬絲彈性形變有滯后效應(yīng)，從而帶來系統(tǒng)誤差。

【思考題】

1．光杠桿有什么優(yōu)點？怎樣提高光杠桿測量微小長度變化的靈敏度？

答：（1）直觀、簡便、精度高。

（2）因為，即，所以要提高光杠桿測量微小長度變化的靈敏度，應(yīng)盡可能減小光杠桿長度（光杠桿后支點到兩個前支點連線的垂直距離），或適當(dāng)增大D（光杠桿小鏡子到標(biāo)尺的距離為D）。

2．如果實驗中操作無誤，得到的數(shù)據(jù)前一兩個偏大，這可能是什么原因，如何避免？

答：可能是因為金屬絲有彎曲。避免的方法是先加一兩個發(fā)碼將金屬絲的彎曲拉直。

3．如何避免測量過程中標(biāo)尺讀數(shù)超出望遠鏡范圍？

答：開始實驗時，應(yīng)調(diào)節(jié)標(biāo)尺的高低，使標(biāo)尺的下端大致與望遠鏡光軸等高，這樣未加砝碼時從望遠鏡當(dāng)中看到的標(biāo)尺讀數(shù)接近標(biāo)尺的下端，逐漸加砝碼的過程中看到標(biāo)尺讀數(shù)向上端變化。這樣就避免了測量過程中標(biāo)尺讀數(shù)超出望遠鏡范圍。

實驗十四

冰的熔解熱的測定

【思考題】

1．設(shè)計一實驗，通過實驗的方法測定量熱器的水當(dāng)量。

答：用混合法，將質(zhì)量分別為、，溫度分別為、的兩份水放入量熱器里混合，熱平衡方程式，式中

為量熱器的水當(dāng)量（、分別為量熱器的質(zhì)量和材料的比熱容），為溫度計的水當(dāng)量，為水的比熱容，測出各溫度和質(zhì)量即可求出。

2．為了減小實驗誤差，操作時應(yīng)注意哪些問題？

答：（1）在測量量熱器質(zhì)量時注意使量熱器干燥。

（2）加入熱水的溫度不超過室溫10℃，水量為量熱器的五分之二

（3）加冰前讀出熱水的溫度

（4）冰塊大小合適，應(yīng)該是熔化的冰，但表面用紙吸干水。

（5）加冰后攪動冰塊，仔細觀察混合后混度的變化，讀出最低溫度。

實驗十五

牛頓環(huán)和劈尖干涉

【預(yù)習(xí)題】

1．何為等厚干涉?

答：對分振幅薄膜干涉，當(dāng)入射角一定、入射光波波長一定，光程差僅是膜厚e的函數(shù)，干涉條紋是厚度相同點的軌跡時，這樣的干涉為等厚干涉。

2．如何正確調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡?

在測量中怎樣避免空程誤差?

答：先將顯微鏡降到靠近牛頓環(huán)裝置附近,然后慢慢而又小心地自下而上調(diào)節(jié)鏡筒,直至看到清晰的牛頓環(huán)為止。在測量中為了避免空程誤差，應(yīng)作到兩點：①先轉(zhuǎn)動測微鼓輪向右側(cè)(或向左側(cè))移動,將顯微鏡的十字叉絲超過第35條暗紋(到40條),然后再退到35條暗紋,進行測量；②測量中

讀數(shù)顯微鏡只向一方向移動，中途不可倒退。

3．測量牛頓環(huán)直徑時要注意哪些問題?

答：應(yīng)注意兩點：①

在測量中，測微鼓輪只能向一個方向旋轉(zhuǎn)，否則會產(chǎn)生空程誤差.②

測量牛頓環(huán)直徑時,注意左右兩側(cè)環(huán)紋不要數(shù)錯,且十字叉絲縱絲對準(zhǔn)暗紋中心，防止工作臺震動。

【思考題】

1．若把牛頓環(huán)倒過來放置,干涉圖形是否變化?

答：不變。

2．在測量牛頓環(huán)直徑時,若實際測量的是弦,而不是牛頓環(huán)直徑,對結(jié)果有何影響?

答：沒有影響。

3．實驗中如何使十字叉絲的水平絲與鏡筒移動方向平行?若與鏡筒移動方向不平行,對測量有何影響?

答：測量過程中如何豎叉絲始終與干涉圓環(huán)相切則十字的水平絲與鏡筒移動方向平行，若不是，則須調(diào)節(jié)目鏡叉絲的方位。若與鏡筒移動方向不平行,干涉圓環(huán)直徑的測量將產(chǎn)生誤差。

4．牛頓環(huán)和劈尖干涉條紋有何相同和不同之處?

為什么?

答：牛頓環(huán)和劈尖干涉條紋有何相同為都是等厚干涉。不同之處為牛頓環(huán)的干涉條紋為明暗相間的同心圓，相鄰條紋間距不等；劈尖的干涉條紋為明暗相間的直條紋，且相鄰條紋間距相等。因為牛頓環(huán)和劈尖干涉條紋都是厚度相同點的軌跡，牛頓環(huán)厚度相同點的軌跡是圓，劈尖厚度相同點的軌跡是直線。

5．用什么方法來鑒別待測光學(xué)面為平面、球面和柱面?

球面是凸球面還是凹球面?

如何鑒別?

答：將一平晶置于待測光學(xué)面上，當(dāng)（1）待測光學(xué)面為平面時，干涉條紋為明暗相間的直條紋，且相鄰條紋間距相等；（2）待測光學(xué)面為球面時，干涉條紋為明暗相間的同心圓；（3）待測光學(xué)面為柱面時，干涉條紋為明暗相間的直條紋，條紋對稱于平面和柱面的交線，相鄰條紋間距不等。（4）當(dāng)輕按球面，干涉圓環(huán)向外擴張時球面是凸球面；干涉圓環(huán)向內(nèi)收縮時球面是凹球面。

實驗十六

示波器的使用

【預(yù)習(xí)題】

1．示波器為什么能把看不見的變化電壓顯示成看得見的圖象？簡述其原理。

答：（1）示波管內(nèi)高速電子束使熒光屏上產(chǎn)生光亮點，而電子束的偏轉(zhuǎn)角度（光點在熒光屏上的位移）是

受X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)板上所加電壓的控制。

（2）若只在X軸偏轉(zhuǎn)板上加一個鋸齒波電壓（該電壓隨時間從-U按一定比例增大到+U），則光點就會從熒光屏左端水平地移動到右端（稱為掃描），由于熒光屏上的發(fā)光物質(zhì)的特性使光跡有一定保留時間，因而在屏幕水平方向形成一條亮跡（稱為掃描線）。

（3）若只在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加信號電壓，則隨著信號幅度的變化光點就會在熒光屏豎直方向作上下移動形成一條豎直亮跡。

（4）如在Y軸偏轉(zhuǎn)板加上電壓信號，同時又在X軸偏轉(zhuǎn)板加上鋸齒波掃描電壓，則電子束受到水平和豎直電場的共同作用，光點的軌跡呈現(xiàn)二維圖形（光點在X方向均勻地從左向右水平移動的同時又在Y方向隨信號幅度的變化在豎直方向作上下移動），即將Y軸偏轉(zhuǎn)板上電壓信號幅度隨時間變化的規(guī)律在屏幕上展開成為函數(shù)曲線（即信號波形）。

（5）要得到清晰穩(wěn)定的信號波形，掃描電壓的周期與信號電壓的周期必須滿足，以保證的起點始終與電壓信號固定的一點相對應(yīng)（稱同步），屏幕上的波形才能穩(wěn)定。

（6）為了得到可觀察的圖形，鋸齒波掃描電壓必須重復(fù)掃描．

2．觀察波形的幾個重要步驟是什么?

答：（1）開啟示波器電源開關(guān)后，將耦合開關(guān)置“⊥”，調(diào)整輝度、聚焦以及垂直、水平位移旋鈕使屏幕中部出現(xiàn)亮度適中細小的亮點。

（2）觀察、測量時將耦合開關(guān)置“AC”或“DC”，觸發(fā)選擇開關(guān)置“INT”，將信號用同軸電纜線連接到Y(jié)軸輸入端。

（3）調(diào)節(jié)Y軸靈敏度選擇開關(guān)和X軸掃描選擇開關(guān)以及觸發(fā)電平旋鈕，使信號幅度在屏幕范圍內(nèi)（屏幕豎直標(biāo)尺的2/3左右），且有2—5個完整穩(wěn)定的波形。

（4）定量測量時還應(yīng)注意將掃描微調(diào)旋鈕和Y軸微調(diào)旋鈕置于校準(zhǔn)位置（順時針旋轉(zhuǎn)至最大）。

3．怎樣用李薩如圖形來測待測信號的頻率?

答：1．將示波器功能置于外接狀態(tài)（觸發(fā)選擇開關(guān)置“EXT”，觸發(fā)信號極性開關(guān)置“X”）。將信號發(fā)生器的正弦波信號用同軸電纜線連接到X軸輸入端，待測頻率的信號用同軸電纜線連接到Y(jié)軸輸入端，分別調(diào)節(jié)信號發(fā)生器幅度旋鈕和Y軸靈敏度選擇開關(guān)，使亮跡形成的圖形在屏幕范圍內(nèi)。

2．調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出信號的頻率，使合成的李薩如圖形為穩(wěn)定的“○”形，從信號發(fā)生器上讀出輸出信號的的頻率值Fx1，根據(jù)合成李薩如圖形的兩個信號頻率比與圖形切點數(shù)的關(guān)系Fx：Fy=NY：NX，求出Fy1。

3．再改變信號發(fā)生器輸出信號的頻率，使合成的圖形為“∞”、“

8”、“000”等，NY：NX分別為“1：2”、“2：1”、“1：3”等，相應(yīng)地讀出信號發(fā)生器輸出信號的頻率為FX2、FX3、FX4

等，求出FY2、FY3、FY4等，算出的FY的平均值即為待測信號的頻率。

【思考題】

1．在示波器的熒光屏上得到一李薩如圖形，Y軸、X軸與圖形相交時交點數(shù)之比，已知，求。

答：。

2．為什么在共振狀態(tài)下測聲速?如何判斷系統(tǒng)是否處于共振狀態(tài)?

答：本實驗中將電信號轉(zhuǎn)換為超聲波信號的器件是壓電陶瓷換能器，該換能器有一最佳響應(yīng)的頻率，當(dāng)電信號頻率等于該響應(yīng)的頻率時，壓電

陶瓷片產(chǎn)生共振，輸出信號最大，便于測量。示波器屏幕上的信號幅度為最大值時，系統(tǒng)處于共振狀態(tài)。

實驗十七

分光計的使用

用光柵測波長

【預(yù)習(xí)題】

1．分光計主要由幾部分組成？各自作用是什么？

答：（1）分光計主要由底座、平行光管、載物臺、望遠鏡和刻度盤五個部分組成。（2）底座上承載著其它四個部分，其中載物臺、望遠鏡和刻度盤都可繞底座上的主軸轉(zhuǎn)動；平行光管用來產(chǎn)生平行光；載物臺用來放置被測樣品；望遠鏡用來接收平行光；刻度盤與游標(biāo)盤配合用來讀取數(shù)據(jù)。

2．分光計調(diào)節(jié)要求是什么？

答：分光計的調(diào)節(jié)要達到三個要求：（1）望遠鏡能接收平行光。（2）平行光管能發(fā)出平行光。（3）望遠鏡的光軸和平行光管的光軸與儀器的主軸垂直。載物臺與儀器的主軸垂直。

3．用光柵測波長時，光柵應(yīng)如何放置？為什么？

答：用光柵測波長時按圖17-7放置光柵。因為這樣放置可方便調(diào)節(jié)。當(dāng)調(diào)節(jié)平行光垂直照射光柵表面時（即光柵平面與平行光管軸線垂直），只須調(diào)節(jié)螺釘Ⅰ和Ⅱ；調(diào)節(jié)平行光管的狹縫與光柵刻痕平行時，只須調(diào)節(jié)螺釘Ⅲ。

【思考題】

1．為什么要用各半調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)望遠鏡的主軸垂直于儀器的主軸？

答：綜合考慮調(diào)節(jié)載物臺調(diào)平螺釘Ⅰ或Ⅱ與調(diào)節(jié)望遠鏡水平度調(diào)節(jié)螺釘對正反兩面亮十字反射像與分劃板上方的水平刻線間高度差的相互影響，從而加快調(diào)節(jié)速度。

2．當(dāng)狹縫過寬或過窄時，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？

答：當(dāng)狹縫過寬時，衍射條紋將變粗，相互靠近的條紋無法分開，在測量時難以確定條紋的中心位置。

當(dāng)狹縫過窄時，將看不見衍射條紋，因而無法測量。

3．用公式

測光波波長應(yīng)保證什么條件？實驗中如何檢查條件是否滿足？

答：用公式

測光波波長應(yīng)保證：平行光垂直照射在光柵上。實驗中通過檢查0級譜線和光柵面反射的綠十字像的位置檢查條件是否滿足。0級譜線應(yīng)與豎叉絲重合，且被測量用（中叉絲）的水平叉絲平分。光柵面反射的綠十字像應(yīng)與調(diào)整叉絲（上叉絲）重合。

實驗十九　光具組基點的測定

【預(yù)習(xí)題】

1．主點（或面）、節(jié)點（或面）的含義是什么？它們在什么條件下重合在一起？

答：主點是橫向放大率的一對共軛點。若將物體垂直于系統(tǒng)的光軸放置在第一主點處，則必成一個與物體同樣大小的正立像于第二主

面處。過主點垂直于光軸的平面，分別稱為第一、第二主面（如圖中、所示）。第一、第二主面主面是一對橫向放大率的共軛面。節(jié)點是角放大率的一對共軛點。如圖所示：入射光線（或其延長線）通過第一節(jié)點時，出射光線（或其延長線）必通過第二節(jié)點，并與過的入射光線平行。過節(jié)點垂直于光軸的平面分別稱為第一、第二節(jié)面。

當(dāng)共軸球面系統(tǒng)處于同一媒質(zhì)時，兩主點分別與兩節(jié)點重合。

2．實驗中確定節(jié)點的依據(jù)是什么？如何確定？

答：入射光線通過第一節(jié)點時，出射光線必通過第二節(jié)點，并與過的入射光線平行。實驗時不斷改變光具組在上層導(dǎo)軌上的位置并使上層導(dǎo)軌饒回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)屏上則像點位置不動時，光具組的第二節(jié)點恰好在回轉(zhuǎn)軸點的位置上。

3．如何調(diào)共軸，在實驗中調(diào)共軸有什么必要性？

答：用兩次成像法調(diào)節(jié)共軸。實驗中調(diào)共軸可減小測量誤差。

【思考題】

1．當(dāng)順時針轉(zhuǎn)動上層導(dǎo)軌時，屏上的像反時針移動，此時節(jié)點是在轉(zhuǎn)軸的哪一方？反之如何？試?yán)L圖說明。

答：當(dāng)順時針轉(zhuǎn)動上層導(dǎo)軌時，屏上的像反時針移動，此時節(jié)點在轉(zhuǎn)軸的左側(cè)（圖1）；反之在轉(zhuǎn)軸的右側(cè)（圖2）。

圖1

圖2

2．第一主面靠近第一透鏡，第二主點靠近第二透鏡，在什么條件下才是對的？（光具組由二薄透鏡組成）

答：當(dāng)即時，第一主面靠近第一透鏡，第二主點靠近第二透鏡。

3．由一凸透鏡和一凹透鏡組成的光具組，如何測量其基點？（距離可自己設(shè)定）

答：根據(jù)自己選定的，計算主點及焦點的大小，若焦點在光具組外，測量方法同實驗所介紹方法相同。若焦點在光具組內(nèi)，則需增加一凸透鏡，使光具組內(nèi)焦點的像經(jīng)凸透鏡后成像在屏上，再改變光具組在上層導(dǎo)軌上的位置并使上層導(dǎo)軌饒回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)屏上的像點不動時，轉(zhuǎn)軸點的位置即節(jié)點位置，焦點的位置可根據(jù)凸透鏡的焦距和所測像距算出。

實驗二十

棱鏡玻璃折射率的測定

【預(yù)習(xí)題】

1．為什么汞燈光源發(fā)出的光經(jīng)過三棱鏡以后會形成光譜？

答：當(dāng)復(fù)合光入射三棱鏡以后，由于棱鏡的色散作用，不同波長的光將被分散開來。汞燈光源是復(fù)合光源，所以它發(fā)出的光經(jīng)過三棱鏡以后就會形成光譜。

2．怎樣用反射法測定棱鏡的頂角？

答：反射法測定棱鏡的頂角即教材中所介紹的自準(zhǔn)直法。具體方法如下：

將待測棱鏡置于分光計的載物臺上。固定望遠鏡，點亮小燈照亮目鏡中的叉絲，旋轉(zhuǎn)棱鏡臺，使棱鏡的一個折射面對準(zhǔn)望遠鏡，用自準(zhǔn)直法調(diào)節(jié)望

遠鏡的光軸與此折射面嚴(yán)格垂直，即使十字叉絲的反射像和調(diào)整叉絲完全

重合。如圖20-5所示，記錄刻度盤上兩游標(biāo)讀數(shù)；再轉(zhuǎn)動游標(biāo)盤聯(lián)帶

載物平臺，依同樣方法使望遠鏡光軸垂直于棱鏡第二個折射面，記錄相應(yīng)的游標(biāo)讀數(shù)；同一游標(biāo)兩次讀數(shù)之差等于棱鏡角A的補角：

圖20-5自準(zhǔn)直法

即棱鏡角，重復(fù)測量幾次，計算棱鏡角A的平均值和標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

3．何為最小偏向角？實驗中如何確定最小偏向角？

答：當(dāng)入射光線與折射光線左右對稱時，即當(dāng)，時，光線的偏向角最小，此角稱為最小偏向角，以表示。實驗中將三棱鏡放置在調(diào)好的分光計載物臺上，放置時注意將棱鏡一底角對準(zhǔn)平行光管，眼睛從另一底角方向找到經(jīng)棱鏡折射后形成的譜線。然后慢慢轉(zhuǎn)動棱鏡臺，緩慢改變?nèi)肷浣?譜線會向一方向移動。當(dāng)棱鏡臺轉(zhuǎn)到某一位置，該譜線不再移動，這時無論棱鏡臺向何方向轉(zhuǎn)動，該譜線勻向相反方向移動，這個譜線反向移動的極限位置就是棱鏡對該譜線最小偏向角的位置。

【思考題】

1．在用棱脊分束法測三棱鏡的頂角時，為什么三棱鏡放在載物臺上的位置，要使得三棱鏡的頂角離平行光管遠一些，而不能太靠近平行光管呢?

試畫出光路圖，分析其原因。

答：用棱脊分束法測三棱鏡的頂角時若三棱鏡太靠近平行光管，反射光將不能進入望遠鏡，在目鏡中將不能看到平行光管狹縫的的像。其光路圖如下：

2．設(shè)計一種不測最小偏向角而能測棱鏡玻璃折射率的方案。

答：具體方法請學(xué)生自行設(shè)計。

第三篇：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驗的設(shè)計原理。

（3）使學(xué)生掌握在雙縫干涉實驗中產(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）通過干涉實驗使學(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，在雙縫干涉實驗中產(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、團隊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，從而真正實現(xiàn)使每個學(xué)生都得到發(fā)展的目標(biāo)。

【教學(xué)重點】

（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）理解雙縫干涉實驗中產(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)律解決實際問題 【教學(xué)難點】

(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、實驗、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？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）實驗探究：

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·楊在實驗室里成功的觀察到了光的干涉。

2、托馬斯·楊雙縫干涉實驗介紹：

介紹實驗裝置，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、演示實驗：雙縫干涉實驗

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？

得出實驗現(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)有實驗資料探究：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）實驗方法和數(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？ 實驗演示，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驗，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，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，實驗探究未能讓學(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驗后，未能進一步追問這一現(xiàn)象說明了什么？基礎(chǔ)差點的同學(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)中就進一步注意細節(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

第四篇：光的干涉教學(xué)設(shè)計

篇一：光的干涉教學(xué)設(shè)計

《光的干涉》教案

【課題】光的干涉 【教學(xué)時間】1課時

【教學(xué)對象】高三年級學(xué)生

【教材】粵教版高中物理選修3-4第四章第4節(jié) 【教學(xué)內(nèi)容分析】 1.教材的地位和作用

本節(jié)的主要內(nèi)容是介紹光的屬性之一——光的干涉。光的干涉屬于近代物理知識，是學(xué)生進一步探究光的本性的基礎(chǔ)。同時通過建立相位和周期的聯(lián)系，光程差和相位差的聯(lián)系，可以培養(yǎng)學(xué)生將物理問題數(shù)學(xué)化，從數(shù)學(xué)公式中了解物理含義的能力。2.課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)的要求

觀察光的干涉現(xiàn)象。知道產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件。3.教材內(nèi)容安排

本節(jié)從肥皂泡上的彩色條紋入手，介紹光的干涉現(xiàn)象，利用雙縫干涉現(xiàn)象，介紹光的干涉的特征，然后將光的干涉與機械波的干涉進行類比，介紹光產(chǎn)生干涉的條件和光產(chǎn)生干涉明條紋與暗條紋的公式，并將此公式應(yīng)用于雙縫干涉，得出雙縫干涉現(xiàn)象中相鄰明（或暗）條紋之間的距離公式。最后呼應(yīng)節(jié)首，利用光的干涉知識，分析肥皂泡彩色條紋的成因。4.教材的特點

第一、注重知識間的前后聯(lián)系和連貫。通過與機械波的干涉的類比，總結(jié)光產(chǎn)生干涉的條件及產(chǎn)生明暗條紋的條件。

第二、培養(yǎng)學(xué)生將物理問題數(shù)學(xué)化的能力。

第三、重視物理知識與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生從生活中的現(xiàn)象中尋找物理規(guī)律的興趣。5.對教材的處理

光的干涉現(xiàn)象在生活中并不常見，可以通過與學(xué)生常見的機械波的干涉現(xiàn)象進行比較與分析，加深學(xué)生理解。本節(jié)中的“光程差”往往不容易被學(xué)生理解，可以通過與“光的傳播路程”作比較，利用相位差的概念，將兩者聯(lián)系起來加以說明。通過學(xué)生討論后提出問題，并結(jié)合雙縫干涉實驗、薄膜干涉實驗，將抽象問題可視化，培養(yǎng)學(xué)生觀察分析的能力，提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

【學(xué)生情況分析】 1.學(xué)生的興趣

學(xué)生具有強烈的好奇心和求知欲，對觀察演示實驗及動手操作具有極大的興趣。2.學(xué)生的知識基礎(chǔ)

學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過光學(xué)的一些基本知識，以及機械波的干涉的相關(guān)知識。學(xué)生在生活中缺乏對光的干涉現(xiàn)象的直觀經(jīng)驗，但是具有對水波、聲波等機械波干涉的經(jīng)驗與理論。

學(xué)生對于“光程差”不易理解，但對“光的傳播路程”和相位差有一定的理解。3.學(xué)生的認(rèn)知特點

高三學(xué)生已有一定的自主構(gòu)建新知識框架的能力，可以從已感知的機械波干涉現(xiàn)象與規(guī)律延伸至待認(rèn)定的光是波的推想。

高三學(xué)生已有一定的物理學(xué)科方法，如觀察與分析實驗，假說方法，從現(xiàn)象中歸納規(guī)律等。具備了一定的分析問題、解決問題的能力，因此在本節(jié)中引導(dǎo)學(xué)生從實驗中發(fā)現(xiàn)問題，找出其解決方法，以理解光的干涉的條件。

【教學(xué)目標(biāo)】 1.知識與技能

（1）了解光的干涉及特點。（2）知道光產(chǎn)生干涉的條件。

（3）會分析薄膜上的干涉條紋及其特點。2.過程與方法

（1）通過光的干涉與機械波的干涉的比較，學(xué)會比較分析的方法。（2）通過對光的干涉條件的數(shù)學(xué)表達式的理解，學(xué)會將物理問題數(shù)學(xué)化，尋求數(shù)學(xué)問題的物理意義的方法。

（3）培養(yǎng)將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐的能力。3.情感態(tài)度與價值觀 通過利用光的干涉公式分析薄膜的實例，讓學(xué)生學(xué)會關(guān)心生活中的問題，并應(yīng)用所學(xué)的知識去解決。

【教學(xué)重難點】 1.教學(xué)重點

了解光的干涉及特點，知道光產(chǎn)生干涉的條件。2.教學(xué)難點

理解“光程差”的概念，用波動理論解釋光產(chǎn)生明暗條紋的原理?！窘虒W(xué)策略設(shè)計】 1.教學(xué)組織形式

新課程提倡以自主、合作、探究的教學(xué)組織形式來進行課堂教學(xué)，本節(jié)課采用討論交流的形式，充分調(diào)動學(xué)生在物理課堂中的主動性，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識。通過課堂演示實驗與學(xué)生動手實驗相結(jié)合，貫穿探究的思想，讓學(xué)生體驗科學(xué)家探索科學(xué)的樂趣與經(jīng)歷。2.教學(xué)方法（1）討論法

在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生以小組為單位，圍繞光的干涉特點、光產(chǎn)生干涉的條件等中心問題各抒己見，以培養(yǎng)合作精神，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的獨立性。

（2）探究法 教師創(chuàng)設(shè)出情景，由學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)并提出問題，并在教師的引導(dǎo)下集中于一或兩個問題進行共同討論。然后通過一系列觀察、測量、比較、分析等活動，收集與問題有關(guān)的信息資料，形成一個假說并提出解決問題的方案，最后對問題形成一個合理的解釋，得出結(jié)論或規(guī)律。探究法可以使學(xué)生更準(zhǔn)確地認(rèn)識客觀世界和科學(xué)的真實，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生從事研究必要的探究能力，掌握科學(xué)的思維方法，有利于學(xué)生科學(xué)概念的形成，并能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)良好的個性品質(zhì)。

（3）演示法

教師在課堂上通過展示雙縫干涉實驗，讓學(xué)生通過觀察獲得光的干涉現(xiàn)象的感性認(rèn)識。3.學(xué)法指導(dǎo)

“授人以魚，供一飯之需；授人以漁，則終身受用?！苯谭ǖ膶嵸|(zhì)是學(xué)法，教學(xué)過程實質(zhì)上時學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，教學(xué)設(shè)計實質(zhì)是學(xué)生學(xué)習(xí)方法的設(shè)計。教學(xué)過程中學(xué)生的認(rèn)知體驗、情感體驗以及道德體驗決定著教學(xué)的最終結(jié)果。首先，通過一個薄膜干涉的實驗引起學(xué)生興趣，并介紹“微粒說”與“波動說”的交鋒，激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲。接著，通過演示雙縫干涉實驗，引導(dǎo)學(xué)生討論光的干涉現(xiàn)象和條件，解決本節(jié)的重點。再通過教師與學(xué)生交流討論光的干涉條紋特征，用波動理論解釋明暗條紋形成的原理。然后由學(xué)生動手實驗，自制雙縫觀察光的干涉現(xiàn)象，并嘗試觀察和解釋復(fù)色光源的干涉。最后，由學(xué)生討論分析薄膜干涉的成因及光的干涉在生活中的應(yīng)用。4.教學(xué)媒體設(shè)計 【教學(xué)流程圖】

篇二：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驗的設(shè)計原理。

（3）使學(xué)生掌握在雙縫干涉實驗中產(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）通過干涉實驗使學(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，在雙縫干涉實驗中產(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、團隊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，從而真正實現(xiàn)使每個學(xué)生都得到發(fā)展的目標(biāo)。

【教學(xué)重點】

（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）理解雙縫干涉實驗中產(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)律解決實際問題

【教學(xué)難點】

(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、實驗、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：

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？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）實驗探究：

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·楊在實驗室里成功的觀察到了光的干涉。

2、托馬斯·楊雙縫干涉實驗介紹：

介紹實驗裝置，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、演示實驗：雙縫干涉實驗

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？

得出實驗現(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?）2（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)有實驗資料探究：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）實驗方法和數(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？ 實驗演示，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： dl

2、白光的干涉現(xiàn)象：

如果用白光做雙縫干涉實驗，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，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，實驗探究未能讓學(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驗后，未能進一步追問這一現(xiàn)象說明了什么？基礎(chǔ)差點的同學(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)中就進一步注意細節(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 篇三：《光的干涉》教學(xué)設(shè)計

第二十章 光的波動性

府谷中學(xué) 任彥霞

【教材分析】：

光學(xué)現(xiàn)象是與人類的生產(chǎn)和日常生活密切相關(guān)的．人類在對光學(xué)現(xiàn)象、規(guī)律的研究的同時，也開始了對光本性的探究．到了17世紀(jì)，人類對光的本性的認(rèn)識逐漸形成了兩種學(xué)說．

（一）光的微粒說

一般，人們都認(rèn)為牛頓是微粒說的代表，牛頓于1675年曾提出：“光是一群難以想象的細微而迅速運動的大小不同的粒子”，這些粒子被發(fā)光體“一個接一個地發(fā)射出來”．用這樣的觀點，解釋光的直進性、影的形成等現(xiàn)象是十分方便的．

在解釋光的反射現(xiàn)象時，同樣十分簡便．當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面時，要發(fā)生反射．在解釋反射現(xiàn)象時，只要假設(shè)光的微粒在與介質(zhì)作用時，其相互作用，使微粒的速度的豎直分量方向變化，但大小不變；水平分量的大小和方向均不發(fā)生變化（因為在這一方向上沒有相互作用），就可以準(zhǔn)確地得出光在反射時，反射角等于入射角這一與實驗事實吻合的結(jié)論．

（二）光的波動說

關(guān)于光的本性，當(dāng)時還存在另一種觀點，即光的波動說．認(rèn)為光是某種振動，以波的形式向四周傳播，其代表人物是荷蘭物理學(xué)家惠更斯．他認(rèn)為，光是由發(fā)光體的微小粒子的振動在彌漫于一切地方的“以太”介質(zhì)中傳播過程，而不是像微粒說所設(shè)想的像子彈和箭那樣的運動．

當(dāng)然，光的波動說在解釋光的直進性時，會在不透明物體后留下清晰的影子等問題也遇到困難．

可見，光的微粒說和波動說在解釋光學(xué)現(xiàn)象時，都各有成功的一面，但都不能完滿地解釋當(dāng)時所了解的各種光學(xué)現(xiàn)象．

在其后的100多年中，主要由于牛頓的崇高地位及聲望，因而微粒說一直占主導(dǎo)地位，波動說發(fā)展很緩慢．人類對光本性的認(rèn)識，還期待新的現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)．直到19世紀(jì)初，人們發(fā)現(xiàn)了光的干涉現(xiàn)象，進一步研究了光的衍射現(xiàn)象．干涉和衍射是波動的重要特征，從而光的波動說得到迅速發(fā)展．人類對光的本性的認(rèn)識達到一個新的階段． 人類對光的本性的認(rèn)識和研究經(jīng)歷了一個十分漫長的過程，這一過程也是辯證發(fā)展的過程．根據(jù)事實建立學(xué)說，發(fā)展學(xué)說，或是決定學(xué)說的取舍，發(fā)現(xiàn)新的事實，再建立新的學(xué)說．人類就是這樣通過光的行為，經(jīng)過分析和研究，逐漸認(rèn)識光的本性的．這一章我們學(xué)習(xí)光的波動性。

第一節(jié)光的干涉

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識目標(biāo)

1.認(rèn)識光的干涉現(xiàn)象及產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象的條件． 2.理解光的干涉條紋形成原理，認(rèn)識干涉條紋的特征．

3.知道不同色光在相同條件下發(fā)生干涉時條紋間距不同的原因，知道不同的色光頻率不同． 4.理解薄膜干涉的原理并解釋一些干涉現(xiàn)象．

二、能力目標(biāo)

通過觀察實驗現(xiàn)象，與以前學(xué)過的機械波的干涉進行類比，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力以及對問題的分析、推理能力．

三、情感目標(biāo)

通過“揚氏雙縫干涉”實驗的學(xué)習(xí)，滲透科學(xué)家認(rèn)識事物的科學(xué)的物理思維方法．

【重點、難點分析】 1.光的干涉條件．

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，空間上存在著加強區(qū)和減弱區(qū)并且互相間隔，如何理解“加強”和“減弱”．

【教學(xué)用具】

激光干涉演示儀、cai課件．

【教學(xué)方法】

實驗探究法

【教學(xué)時間】：

【課時安排】：2課時

【教學(xué)過程】

第一課時

（一）新課引入

由機械波的干涉現(xiàn)象引入：首先用多媒體演示“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，并讓學(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)象需是兩列頻率相同、振動情況相同的波源．

（二）新課教學(xué) 1．雙縫干涉

（1）光的干涉現(xiàn)象——揚氏干涉實驗．

①介紹英國物理學(xué)家托馬斯·楊，如何認(rèn)識光，且利用單孔雙縫使得一束光成了兩個振動情況總是相同的波源，稱為相干波源，這同機械波中提到的振源的振動步調(diào)相同的要求是一致的．——多媒體展示楊氏實驗，鼓勵學(xué)生在認(rèn)識事物或遇到問題時，學(xué)習(xí)楊氏的科學(xué)態(tài)度，巧妙的思維方法．

②介紹實驗裝置——雙縫干涉儀．

說明雙縫很近0．1mm，強調(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，而且振動情況總是相同．

③演示：

可以用激光源做雙縫干涉實驗，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，更為清晰的明暗相間的圖樣．

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：

a.明暗相間．b.亮紋間等距，暗紋間等距．c.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？怎樣用波動理論進行解釋．

（2）運用波動理論進行分析．

師生共同分析：若光是一種波，平行光的光波會同時到達兩狹縫s1、s2，所以從兩狹縫s1、s2出來的光不但頻率相同，而且振動情況總是相同的，從此發(fā)出的光在屏上疊加時，若在某點是波峰與波峰（或波谷與波谷）相遇，光就加強；若是波峰與波谷相遇，就相互減弱，在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋。

設(shè)問：屏幕上出現(xiàn)亮紋、暗紋的條件是什么？ p1 p 在示意圖中，兩狹縫s1、s2發(fā)出來的光不但頻率相同，而且振動情況總是相同的，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．實線表示波峰，虛線表示波谷．實線a0、a2、a＇2，a4、a＇4?為加強區(qū)域，虛線a1、a＇

1、a3、a＇3?為減弱區(qū)域．

小結(jié)：通過以上分析振動加強與消弱點的分布是相互間隔的而且是穩(wěn)定的，得到亮暗間隔的干并且由涉圖樣．

教師講解： s1、s2發(fā)出來的兩列波到達p點的路程又相同，所以這兩列波的波峰(或波谷)將同時到達p點,即光程差δ=0，這時兩列波總是波峰與波峰（或波谷與波谷）疊加，p點的光波得到加強，這里就出現(xiàn)了一個亮條紋；屏上p1點到s1、s2的距離不相等，若光程差等于半波長奇數(shù)倍，就是波峰與波谷相遇，相互減弱，于是這里出現(xiàn)暗條紋.(教師可引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)分析)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式： 亮紋光程差δ=kλ（k=0，1，2?）．

典型例題——關(guān)于相干光的條件

兩只相同的燈泡發(fā)出的光束相遇()發(fā)生干涉現(xiàn)象？（填“能”或“不能”）分析與解答：只有兩列相干光相遇，才會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象一般光源發(fā)出的光．是大量原子躍遷時產(chǎn)生的，由不連續(xù)的波列組成，即使頻率相同，各波列振動的情況也是無規(guī)則地變化的，因此兩個獨立光源發(fā)出的光不是相干光，不會發(fā)生干涉現(xiàn)象

【針對性訓(xùn)練】：

在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到彩色的干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片，另一縫前放一綠色濾光片，這時[ c ] a、只有紅色和綠色的干涉條紋，其他顏色的條紋消失

b、紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在 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

【思考與討論】：干涉條紋間距與哪些因素有關(guān)．（課本p24）

教師重做雙縫干涉實驗，讓學(xué)生注意實驗現(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，用不同的單色光進行實驗——波長長的亮紋間距（暗紋間距）大。

第五篇：《光的干涉》教學(xué)設(shè)計

選修3-4 第5-1節(jié)《光的干涉》教學(xué)設(shè)計

一、教材分析

本節(jié)主要講楊氏雙縫干涉原理和相干光源的概念。重點是雙縫干涉中波的疊加形成的明暗條紋的條件及判斷方法。要把光波的干涉和機械波的干涉聯(lián)系起來，引用路程差的概念，應(yīng)用學(xué)生已有的波的疊加的知識，分析光屏上明暗條紋的分布規(guī)律，即與兩個狹縫的路程差是波長的整數(shù)倍處出現(xiàn)亮條紋，與兩個狹縫的路程差是半個波長的奇數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋。

二、教學(xué)目標(biāo)

1．知識與技能

◆會觀察與描述光的雙縫干涉現(xiàn)象，認(rèn)識單色光雙縫干涉條紋的特征。

◆知道單色光雙縫干涉亮、暗條紋形成的原理。

◆知道產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象的條件。

2．過程與方法

▲通過對實驗觀察分析，認(rèn)識干涉條紋的特征，獲得探究活動的體驗。

▲嘗試運用波動理論解釋光的干涉現(xiàn)象。

▲體驗觀察到光的雙縫干涉以支持光的波動說的假說上升為理論的方法。

▲通過機械波的干涉向光的干涉遷移，經(jīng)歷知識同化、抽象建模的物理思維過程。3．情感態(tài)度與價值觀

●體驗探究自然規(guī)律的艱辛與喜悅。

●欣賞光現(xiàn)象的奇妙和諧。

●了解光干涉現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)對推動光學(xué)發(fā)展的意義。

三、重點難點

重點：1．觀察與描述光的雙縫干涉現(xiàn)象。

2．雙縫干涉中波的疊加形成的明暗條紋的條件及判斷方法。難點：用波動理論解釋明暗相間的干涉條紋。

四、教具準(zhǔn)備：

⑴實驗裝置：激光器，雙縫干涉演示儀 ⑵多媒體課件：水波干涉的視頻，托馬斯·楊雙縫干涉實驗原理示意圖，PPT課件、多媒體動畫等。

五、教學(xué)過程

在光的折射一課中，從實驗中得出的折射定律sin?1sin?2?n21與從惠更斯原理得出的結(jié)論形式一致，是否可以推測光可能是一種波？

學(xué)生思考與交流后得到：如果光是一種波，則要有波的特征現(xiàn)象作實驗支持。干涉是波特有的現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生干涉，因此可以用光是否具有干涉現(xiàn)象來判斷光是不是一種波。

復(fù)習(xí)提問：（課件展示下列問題及右圖）

右圖是兩列水波某時刻干涉的示意圖，S1、S2是振動情況總是相同的波源，實線代表波峰，虛線代表波谷，直線OO?是S1S2的中垂線，在此時刻介質(zhì)中a點為兩波谷疊加，b點為波峰與波谷疊加，c點為兩波峰疊加，d點是處于某種中間狀態(tài)的疊加。問：a、b、c、d中哪些是出現(xiàn)振動加強的地方，哪些是出現(xiàn)振動減弱d 地方，哪些是出現(xiàn)振動加強和減弱的中間過渡狀態(tài)？（一般情況下，學(xué)生能順利回答a、c兩點是振動加強的點，b點是振動減弱的點，對于d點可能會出現(xiàn)爭議。教師可做如下引導(dǎo)）

設(shè)問：b點位于什么位置呢？ 學(xué)生答：略

（教師進一步引導(dǎo)學(xué)生分析）既然S1S2到d點的路程差為零，根據(jù)波動理論，兩波源在d點處激起的振動總是一致的，雖然該時刻是中間狀態(tài)的疊加，但兩列波在d點處

第 1 頁 的疊加，激起d點的振動的振幅（教師強調(diào)是振幅最大，而非位移最大，即使是振動加強的點，也有位移為零的時候）仍為最大，故d點還是振動加強的地方。

（屏幕展示“水波干涉”的視頻，通過已有知識的遷移讓學(xué)生走進光的雙縫干涉）

讓學(xué)生觀察并描述穩(wěn)定水波干涉現(xiàn)象的特征：即出現(xiàn)振動總是加強和振動總是減弱的區(qū)域，且加強區(qū)和減弱區(qū)互相間隔的現(xiàn)象；指出干涉現(xiàn)象是兩列波在空間相遇疊加的結(jié)果；強調(diào)要得到穩(wěn)定干涉圖樣需要兩波源的振動情況完全相同．

一、波的特征現(xiàn)象之一 ——干涉 現(xiàn)象——振動加強與減弱的區(qū)域確定 條件——兩列波的頻率相同（必要條件）

設(shè)問1：預(yù)期的光（例如紅光）的干涉圖樣是怎樣的？

要求回答：

單色光的干涉現(xiàn)象是明暗相間的條紋．（從機械波遷移至光波）設(shè)問2：日常生活中為什么不易看到光的干涉現(xiàn)象？

學(xué)生交流后教師總結(jié)：要產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象必須要有兩個振動情況完全相同的光源，包括頻率相同、振動方向相同、相位差恒定。而普通光源發(fā)出的光，是大量原子躍遷時發(fā)出的，由不連續(xù)的波列組成，各波列的相位是無規(guī)則變化的，這是由原子發(fā)光的特點決定的。因此，兩個獨立的光源發(fā)出的光，即使是頻率相同的單色光也不能保持恒定的相位差。

設(shè)問3：如何通過實驗控制而獲得光的干涉現(xiàn)象？

學(xué)生交流后教師歸納：實驗控制的關(guān)鍵在獲取振動情況完全相同的光源，讓兩個完全相同的“相干光源”發(fā)出的光在同一空間疊加，用屏在疊加區(qū)域接收，應(yīng)可得到預(yù)期的現(xiàn)象。1801年英國的托馬斯·楊想出了一個巧妙的辦法，把一個點光源發(fā)出的一束光分成兩束，從而找到了“兩個振動情況總是相同的波源”，如愿以償?shù)挠^察到了光的干涉現(xiàn)象。因為他設(shè)計的巧妙，雙縫干涉實驗被評為十大美麗物理實驗之一（排第五名，多媒體投影如右圖）。

二、雙縫干涉實驗

1．演示實驗、觀察現(xiàn)象

（屏幕顯示托馬斯·楊雙縫干涉實驗原理示意圖，如圖1所示，介紹楊氏實驗）

教師強調(diào)以下兩點：單縫的作用是獲取單一頻率的光源；雙縫屏上的兩條狹縫離的很近，到前一條狹縫的距離相等，所以兩條狹縫處光的振動情況完全相同．說明楊氏最初的實驗所用的不是狹縫，而是小孔，后來，他發(fā)現(xiàn)改用狹縫后干涉圖樣更加明亮，于是后人把他的實驗叫做雙縫干涉實驗。楊氏實驗成功獲得亮暗相間的干涉圖樣，證明光的確是一種波。

（教師采用激光作為光源演示雙縫干涉實驗）

教師操作：⑴打開激光器，直接把激光打到后背的墻（光屏）上（易觀察）．要求學(xué)生說出觀察到的現(xiàn)象——激光沿直線傳播，打到墻上是一個亮斑。

⑵在激光器前加一雙縫，讓學(xué)生再觀察實驗現(xiàn)象，并引導(dǎo)學(xué)生描述觀察到的現(xiàn)象。

學(xué)生活動：①在加雙縫前，請一學(xué)生來觀察雙縫，因為雙縫間距太小，大約0.1mm左右，一般很難看出是雙縫，可以讓其他同學(xué)幫助想辦法，如將雙縫屏迎著光去看便可看出。

②仔細觀察實驗現(xiàn)象，并描述加雙縫前、后在光屏上觀察到的現(xiàn)象：光到達屏上的范圍比不加雙縫時大了；屏上出現(xiàn)了明（紅）暗相間的條紋；條紋間距相等；還可以請剛才觀察雙縫的學(xué)生說出，明暗相間的條紋走向與雙縫的方向平行。

教師設(shè)問：請同學(xué)們根據(jù)剛才的觀察，歸納雙縫干涉圖樣的特征。

學(xué)生討論后回答：⑴亮暗相間的條紋；⑵ 條紋間距相等；⑶ 光到達的范圍比“直線傳播”的大。

第 2 頁 教師設(shè)問：為什么會出現(xiàn)這樣的圖樣？怎樣用波動理論解釋光的干涉現(xiàn)象。

三、比較推理、分析現(xiàn)象

我們可以仿照機械波的干涉，用波動理論來分析屏上明暗條紋的分布情況： ⑴中央明條紋(課件投影右圖)S1、S2到P0點距離相同，所以這兩列波的波峰或波谷同時到達P0點，在這一點，兩列波的波峰與波峰疊加，波谷與波谷疊加，他們在P0點相互加強，因此這里出現(xiàn)明條紋。

⑵第一亮條紋

S1、S2到P1點距離不相同，S2到P1的距離比S2到P1的距離大一個波長?。所以當(dāng)S1的波峰(或波谷)到達P1點時，S2的波峰(或波谷)也到達P1點。在這一點，兩列波的波峰與波峰疊加，波谷與波谷疊加，他們在P1點相互加強，因此這里也出現(xiàn)明條紋。

⑶第一暗條紋

S1、S2到Q1點距離不相同，S2到Q1的距離比S2到Q1的距離大半個波長?2。所以當(dāng)S1的波峰(或波谷)到達Q1點時，S2的波谷(或波峰)也到達Q1點。在這一點，兩列波的波峰與波谷疊加，他們在Q1點相互減弱，因此這里出現(xiàn)暗條紋。

教師設(shè)問：同學(xué)們能否自己歸納一下屏上出現(xiàn)明條紋或者暗條紋的一般條件呢？

學(xué)生思考討論后得出結(jié)論：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式：

亮紋：光程差??k?(k?0、1、2……)

暗紋：光程差??(2k?1)?2(k?1、2、3……)

為了鞏固理解干涉的穩(wěn)定性，教師課播放多媒體動畫(右圖為該動畫的截圖，本動畫可以逐幀播放，動畫每播放一幀，波向前傳播一個周期，由動畫可以清晰看出干涉加強的位置每一時刻都是加強的，而減弱的位置每一時刻都是減弱的。)

教師設(shè)問：在上面的分析中，屏上位于P(中央明紋位置)和Q1(第一暗紋位置)之間的某一點是明紋還是暗紋呢？

學(xué)生茫然??

教師指出：其實，我們剛才討論的所謂振動加強點，實際上應(yīng)該是振動最強的點，該點振幅最大(等于兩列波的振幅之和)，而振動減弱的點實際上是振動最弱的點，該點振幅最小(等于兩列波的振幅之差)。像這樣的點我們稱為明條紋中心位置或暗條紋中心位置。大家從干涉圖樣上可以看出明條紋到暗條紋是逐漸過渡過去的。(這是學(xué)生理解上的難點，此時教師再用多媒體投影干涉圖樣，讓學(xué)生仔細觀察，加深體會。)思考題：試著推導(dǎo)出明條紋(暗條紋)中心位置的表達式。(為下一節(jié)的實驗打下基礎(chǔ))本題在教師的指導(dǎo)下師生共同完成。

四、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。（全課總結(jié)、提升）

1．托馬斯·楊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驗．光的干涉現(xiàn)象是微粒說無法解釋的，使人們認(rèn)識到光具有波動性。

第 3 頁 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，如果反相光就減弱，于是產(chǎn)生亮暗條紋，其特征是在中央亮紋兩側(cè)對稱地分布著亮暗相間的各級干涉條紋，且相鄰亮紋和相鄰暗紋的間距相等。

3．亮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，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，到達該處的能量比較集中。

五、作業(yè)設(shè)計

1．課本練習(xí)1、2、3并預(yù)習(xí):用雙縫干涉測量光的波長。2．例舉生活中見過的光的干涉現(xiàn)象。

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