光的干涉及干涉实验学案 --高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.docx

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1、高二物理学案（人教版2019选择性必修一） 班级：_ 姓名：_ 学号：_ 4.3光的干涉【课前预习】1.阅读课本，观察光的干涉现象，认识干涉条纹的特点 2. 知道相干光源的概念和产生干涉现象的条件3. 能阐述干涉现象的成因及明暗条纹的位置和特点【课上探究】 知识点1：光的双缝干涉思考与交流 1.为什么会出现双缝干涉现象？2.干涉条件是什么？本实验是如何实现的？3.什么地方出现亮条纹？什么地方出现暗条纹？如何判断？总结与提升1、让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相

2、叠加发生干涉2、当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长的整数倍时，两列光波在这点相互加强，出现 当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长2的奇数倍时，两列光波在这点相互减弱，出现 练习与拓展例1. (多选)关于光的干涉，下列说法不正确的是()A只有频率相同的两列光波才能产生干涉B频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定C频率相同、振幅相同的两束光才能产生干涉D两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹变式训练1真空中，由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象这是因为()A两个光源发出光的频率相同 B两个光源发出光的强

3、度不同C两个光源的光速不同 D这两个光源是彼此独立的，不是相干光源知识点2：干涉条纹和光的波长之间的关系 思考与交流 1.光的双缝干涉条纹特征，如条纹宽度、间距等，能反映出光的波长、频率等信息吗？ 2不同颜色的单色光产生的干涉条纹会有什么不同？ 总结与提升1.单色光的干涉图样特点(1)中央出现的总为亮纹，两边则为明暗相间的条纹(2)两相邻亮纹(或暗纹)间的距离相等，且波长越长，这个间距越大因此，比较相邻亮(暗)纹的间距，红光的最大，紫光的最小练习与拓展例2. 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 m，若两次实验分别用频率为f15.01014 Hz的单色光a和f27.51014

4、Hz的单色光b进行实验，则P点出现明、暗条纹的情况是()A单色光a和b分别照射时，均出现明条纹B单色光a和b分别照射时，均出现暗条纹C单色光a照射时出现明条纹，单色光b照射时出现暗条纹D单色光a照射时出现暗条纹，单色光b照射时出现明条纹变式训练2. 如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为7.30107 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.30107 m则在这里出现的应是_(选填“明条纹”或“暗条纹”)知识点3：薄膜干涉思考与交流 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图2甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜当光垂直入射后

5、，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：图2(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定现若在图甲的装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹()A变疏 B变密 C不变 D消失例3(多选)利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度，如图2(a)所示，现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，并用单色光照射，可观察到如图(b)所示的干涉条纹，条纹的弯曲处P和Q对应于A和B处，下列判断中正确的是()AN的上表面A处向上凸起BN的上表面B处向上凸起C条纹的c、d点对应处的薄膜厚度相同D

6、条纹的d、e点对应处的薄膜厚度相同【课后巩固】1某同学自己动手利用如图所示器材，观察光的干涉现象，其中，A为单缝屏，B为双缝屏，C为像屏。当他用一束阳光照射到A上时，屏C上并没有出现干涉条纹。他移走B后，C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因，最大的可能是（ ）A单缝S太窄 B单缝S太宽CS到S1和S2距离不等 D阳光不能作光源2（多选）下列说法正确的是（ ）A用白光做光的干涉实验时，中央明条纹是彩色的B用白光做光的干涉实验时，中央明条纹是白色的C用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光D用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红光3如图所示，用频率为的单色光垂直照射双缝，在光屏

7、上P点出现第三条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差（r2-r1）应为（ ）Ac/2 B3c/2C2c/3 D5c/24如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则（ ）A不再产生干涉条纹B仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变C仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移D仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移5对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是（ ）A不同的色光有可能产生干涉现象 B不同的色光不可能产生干涉现象C光的强度不同有可能产生干涉现象 D光的强度不同不可能产生干涉现象6光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿

8、色玻璃板分别挡住双狭缝，则屏上将出现（ ）A黄色的干涉条纹 B红绿相间的条纹 C黑白相间的条纹 D无干涉条纹7如图所示，在双缝干涉中，若用1=5.010-7m的光照射，屏上O为中央亮条纹，屏上A为第二级亮条纹所在处。若换用2=4.010-7m的光照射时，屏上O处是什么情况？屏上A处又是什么情况？8.用如图9所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些食盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是()A当金属丝圈旋转30时，干涉条纹同方向旋转30B当金属丝圈旋转45时，干涉条纹同方向旋转90C当金属丝圈旋转60

9、时，干涉条纹同方向旋转30D干涉条纹保持原来状态不变实验：用双缝干涉测量光的波长一、实验原理与方法1相邻明纹(暗纹)间的距离x与入射光波长之间的定量关系相邻两亮纹或暗纹的中心距离：x.在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的；l是双缝到屏的距离，可以测出，那么，只要测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距x，即可由公式x计算出入射光波长的大小3条纹间距x的测定如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，然后转动手轮，使分划板向左(向右)移动至分划板的中心刻线与另一相邻亮条纹的中心对齐，如图乙所示，记下此时读数，再

10、转动手轮，用同样的方法测出n条亮纹间的距离a，可求出相邻两亮纹间的距离x .二、实验器材双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺三、实验步骤1按图所示安装仪器2将光源中心、单缝中心、双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上3使光源发光，在光源和单缝之间加红(绿)色滤光片，让通过后的条形光斑恰好落在双缝上，通过遮光筒上的测量头，仔细调节目镜，观察单色光的干涉条纹，撤去滤光片，观察白光的干涉条纹(彩色条纹)4加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，分划板的中心刻线对齐某一条纹的中心，记下手轮的读

11、数，然后继续转动使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下此时手轮读数和移过分划板中心刻度线的条纹数n.5将两次手轮的读数相减，求出n条亮纹间的距离a，利用公式x，算出条纹间距，然后利用公式x，求出此单色光的波长(d仪器中已给出，l可用米尺测出)6用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)7重复测量、计算，求出波长的平均值8换用另一滤光片，重复实验四、误差分析1双缝到屏的距离l的测量误差2测条纹间距x带来的误差五、注意事项1 安装时，要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直2光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近3实验中会出现

12、屏上的光很弱的情况，主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹是否清晰与单缝和双缝是否平行有关系【例1】利用双缝干涉测定单色光波长，某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图丙中游标卡尺的示数为_ mm.图丁游标卡尺的示数为_ mm.在实验中，所测单色光的波长为_ m在本实验中如果在双缝上各有一个红色和绿色滤光片，那么在光屏上将_(选填“能”或“不能”)看到明暗相间的条纹变式训练1(多选)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示他改变的实验条件可能是()A减小光源到单缝的距离B减小双缝之间的距离C增大双缝到光屏之间的距离D换用频率更高的单色光源2(多选)用单色光做双缝干涉实验，在光屏上某点P，从中央O点开始计数，P点恰好为第三条亮纹，现改用波长较短的单色光照射，其他的条件不变，那么不可能的是()AP处仍为第三条亮纹BP处可能是第四条亮纹CP处可能是第二条亮纹D若将光屏向双缝移近一些，在P处可能看到第二条亮纹E中央O点仍为亮纹6学科网（北京）股份有限公司