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1、光的干涉一一新课程培训一、教学目标（一）知识与技能：1、认识光的干涉现象及产生光干涉的条件；2、理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征。（二）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、 利用所学知识解决一些实际问题。（三）德育目标：1、通过“扬氏双缝干涉”实验的学习，渗透科学家认识事物科学的物理思维方法。2、渗透物理学研究方法的教育，培养一切从实际出发的唯物主义思想。二、教学重点波的干涉条件，相干光源三、教学难点如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在 着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”。四、教学方
2、法实验法、讲授法、练习法五、教学用具双缝干涉仪，多媒体电脑及投影装置，多媒体课件六、课时安排1课时七、教学过程（一）复习引入新课：复习机械波的干涉现象并演示“水波干涉现象”，向学生提出问题。（1）这是什么现象？是否任何两列波在传播空间相遇都会产生这样的现象？让学生回答，让学生描述稳定干涉现象的特征，指出干涉现象是两列波在空间相遇叠 加的一种情景；一切波都能发生干涉现象，干涉现象是波特有的现象。要得到稳定干涉现象需是相干波源。（二）新课教学：1、扬氏干涉实验。（1）提出问题：光是否具有波动性？如果有则会有光的干涉现象，观察光的干涉现象可 以用屏幕，在屏幕上会得到什么现象呢？演示平行激光束作为两个
3、光源，移动屏与它们之间的距离，屏幕上看不到明暗相间的现象。实验结果表明：两个独立热光源的光波相遇得不到干涉现象。说明光的复杂性。 认识事物不是一帆风顺的。实验的不成功是光无波动性？还是实验设计有错误，没有满足相干条件？（2）扬氏实验。 介绍英国物理学家托马斯扬。如何认识光，如何获得相干光源一一展示扬氏实验 课件鼓励学生在认识事物或遇到问题时，学习扬氏的科学态度，巧妙的思维方法。蛀丸 介绍实验装置一一双缝干涉仪。说明双缝很近，强调双缝 Si、S2与单缝S的距离相等，所以两单缝 Si、S2处光的振动不仅 频率相同，而且总是同相。 演示：用激光源做双缝干涉实验，并使双缝与屏幕的距离加大，这样在屏幕上
4、得到条纹间距离大， 更为清晰的明暗相同的图样。展示双缝干涉图样，让学生注意观察图样，回答图样的特点：（1）明暗相间。亮纹间等距,暗纹间等距。（3）两缝Si、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹一一中央亮纹。提出问题：为什么会出现这样的图样？怎样用波动理论进行解释。运用波动理论进行分析。（1）演示两列频率相同、振动方向相同两列波在一直线上叠加的情景。用做好的幻灯片用投影幻灯进行演示；或用编制好的软件在电脑上进行演示。注意分析两列波传播经同一位置时此点的振动情况。 仍在某一平衡位置附近往复振动，位移随时间而改变。 两列波同相振幅变大，说明此点振动加强了；两列波反相振幅减小，说明此点振动减弱了。 强调波
5、形图是各个质点在同一时刻位移的包络线，演示波在传播时，波峰波谷的移动情况。同相昔况反相音况仏0(2)演示一列波由近及远波峰、 波谷的示意图。波谷示意图，演示两列频率相同，同相波由近及远波峰、幽一列液每隔寺传鹏入时，峰咎情呪操作： 先演示一列波传播时：每隔扌传播距离为;入波噓、波各行进 的便置，热后再演示两列彼和 囱独立传播每隔壬，传播距离为存 波峰、波谷行进位置。 幻灯片数量准备多一些，波峰、波谷向前推进速度要慢，若用电脑波行进的速度要 慢且可暂停。 最后形成书上双缝干涉示意图样，展示彩色挂图。引导学生分析： 说明示意图是两列波某一时刻峰谷位置分布图。 说明两列波同频率、初相相同，在两列波峰峰
6、、谷谷相遇位置均是加强点；而峰谷 相遇位置均是消弱点。睛亮暗育暗秃暗d5三 先分析Si S2连线中垂线上的点：首先让学生注意中垂线上的某一点，演示让波行进起来结果峰谷依次通过此点一一说明此点振动在峰T平衡位置T谷T平衡位置T峰之间往复振动是加强点。然后再让学生看两列波的相遇峰、谷依次通过该直线上的所有点一一说明此直线上的点均是加强点。 再分析Si S2中垂线两侧对称位置上的点，即两列波峰谷相遇点，首先注意某一点，演示让波行进起来总是峰谷同时通过此点一一说明两列波通过此点总是振动方向相反，是被消弱的；然后再看两列波峰谷交叉点的移动情况一一为消弱区域。 其次再分析远离中垂线上的点又是加强区域小结：
7、通过以上分析振动加强与消弱点的分布是相互间隔的而且是稳定的。结合干涉挂图反映在屏幕上：同相加强光能量较强一一亮；反相减弱光能量较弱一一暗。得到亮暗间隔的干 涉图样。(3) 屏幕上出现亮纹、暗纹的条件。在示意图中，Si和S2为一对相干光源，两组半径相同的同心圆表示 Si和S2两相干光源向外 传播的两列波。实线表示波峰，虚线表示波谷。实线aO、a2、a 2, a4、a 4为加强区域， 虚线ai、a i ； a3、a 3为减弱区域。 实线aO上各点，Si、S2发出光波到达线上某点的光程差3=0。实线a2(a 2)上各点，Si、S2发出光波到达线上某点的光程差32=入。实线a4(a 4)上各点，Si、
8、S2发出光波到达线上某点的光程差34=2入。即在实线aO、a2(a 2)、a4(a 4)上各点光程差各为 0、入、2入，即为波长的整数倍。 屏上出现亮纹。 虚线斑(詁)上各点，気、爲发出光波到达线上某点的光程差召=2虚线3(屯)上各点，色发出光波到达该线上某点的光程差=?人-/入 彳 目唯虚线上曰1(/ 4 a5(a ;訂上各点的光程差各为亍2护，即为半波长的奇数倍，屏上出现暗纹。总结规律：凡光程差等于波长整数倍的位置，产生亮条纹；凡光程差等于半波奇数倍的位置,产生暗条纹，即产生亮暗条纹条件表达式：亮纹 光程差3 =k入(k=0 , i, 2)。暗纹 光程5 -（2k-l）y （k = l,
9、2, 3）.2、相干光源：/如果两个光源发出的光能够产生干涉，这样的两个光源叫做相干光源。我们在上一章学过，两列波要产生敢，它们的频率必须相同， 而且相位差要保持不变。只有 这样，一旦它们在空间某点产生的震动相互加强， 才会一直是相互加强的关系， 否则不可能 出现干涉现象。这就是因为室内的白炽灯是各种独立的光源。不符合产生干涉的条件。 所以房间里的两盏灯发出的光不会发生干涉。（三）课堂小结：1、凡光程差等于波长整数倍的位置，产生亮条纹；凡光程差等于半波奇数倍的位置， 产生暗条纹；2、 如果两个光源发出的光能够产生干涉，这样的两个光源叫做相干光源。 教学说明：若不具有单色光的产生仪器，可先用加滤
10、色片后单色光进行演示。（四）练习1一束单色平行光， 通过双缝在屏上得到干涉条件，则（）A 相邻明条纹或暗条纹的间距不相等B 用红光做实验比用紫光做实验得到的明条纹或暗条纹的间距大C.屏上某点到两缝的距离的差等于半波长的奇数倍D 如改用白光做实验，相邻明条纹之间的距离是不相等的2.竖直放置的铁丝框中的肥皂膜， 在太阳光的照射下会形成（）A黑白相间的水平干涉条纹B黑白相间的竖直干涉条纹C.彩色水平干涉条纹D .彩色竖直干涉条纹3关于薄膜干涉现象， 下列说法中正确的是（）A .在波峰和波峰叠加处，光得到加强，将出现亮条纹，在波谷和波谷叠加处，光将减弱， 出现暗条纹B .观察皂液薄膜的干涉现象时，观察
11、者和光源应该位于薄膜的同侧C当薄膜干涉的条纹是等距的平行明暗条纹时，说明薄膜厚度处处相同D .薄膜干涉中，同一条纹上各点厚度都相同4涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色说明（）.A 增透膜明显增强了红光的透射强度B 增速膜明显增强了紫光的透射强度C.增透膜明显减弱了绿光的透射强度D .增透膜加大了绿光的反射损失5高层建筑物外墙大量使用的是幕墙玻璃，在白天，外面的人看不见室内的物体，而室内的人却能看见室外的景物，其原因是()A 在玻璃的外表面涂有增透膜B 在玻璃的外表面涂有高反射膜(即对光的反射率远大于透射率的物质)C.在玻璃的外表面涂有大量吸收光的物质D 在玻璃的外表面涂有木透光的彩色薄膜6.
12、如图1用单色光照射透明标准板.来检查 b的上表面的平直情况，观察到的现象，如 图2所示，以下说法正确的是().b国1图2A 图2的图样是由于光从 a的上表面和b的上表面反射后干涉的结果B 图2的图样是由于光从的下表面和b的上表面反射后干涉的结果C图2的图样说明b的上表面某处向上凸起D 图2的图样说明b的上表面共处向下凹陷7光由空气射入玻璃，下列说法中正确的是()A .光的速度不变，波长变小B .光的频率不变，波长变大C.光的波长改变，频率也改变D .光的速度变小了，所以波长变小&用绿光做双缝干涉实验，观察到一组干涉条纹，在以下条件下，条纹如何变化：(1)加大缝与光屏间距离 ;(2 )将绿光改为
13、红光 ;(3) 将整个装置放入水中 ;(4) 用遮光板挡住其中一条缝 .9. 在双缝干涉实验装置中， 屏上某点距双缝的距离之差为18 000A ,若用波长为4 000A的光做实验，则屏上此点处的条纹将是 条纹.10. 在光学镜上涂有增透膜，已知增透膜的折射率为1. 4,绿光的波长为5 600A，则增透膜的厚度为./11 如下图，用干涉法检查表面质量，产生的干涉条纹是一组平行的直线，若劈尖的上表面向上平移，干涉条纹将 (变窄、变宽、或不变)；若使劈尖的角度增大，干涉条纹将;若用折射率为n的透明介质充满劈尖，干涉条纹将 ./12.为演示 杨氏双缝干涉”实验，现准备了以下仪器放在光具座上：A白炽灯，B双窄缝片，C单窄缝片，D滤光片，E白光屏.(1) 正确的排列顺序是 ;/(2) 若双缝间距d 2mm ,双缝到屏的距离L 86.4cm ,手轮的初始读数为 ai 2.12mm，转动手轮，分线板中心刻线移动到第13条线时，手轮读数a2 5.54mm求经滤光片后光波长/ /、参考答案：1. BD2. C 3BD4. D 5. B6 BD7.D 8.( 1)条纹变宽 (2)条纹变宽 (3)条纹变窄(4)出现衍射条纹9.暗10.1 000 A 11.不变变窄 变窄12. (1) ADCBE 或 ACDBE(2) 6-6 10 %