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1、第十三章:光第3節(jié):光的干涉1.觀察光的干涉現(xiàn)象。2.知道決定干涉條紋間距的條件,認(rèn)識(shí)出現(xiàn)亮條紋和暗條紋的位置特點(diǎn)。本節(jié)主要講楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和決定條紋間距的條件,重點(diǎn)是后者。注意回顧和應(yīng)用機(jī)械波干涉的相關(guān)知識(shí),分析光屏上明暗條紋的分布規(guī)律。這種分析是學(xué)生可以理解的,因?yàn)楦缮娆F(xiàn)象的本質(zhì)是波的疊加。同時(shí)可以使學(xué)生對(duì)于干涉現(xiàn)象的物理過程有更具體的了解,進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)光的波動(dòng)性的認(rèn)識(shí)。光的干涉現(xiàn)象在日常生活中比較少見,學(xué)生對(duì)干涉現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)完全依賴于實(shí)驗(yàn),因此,成功地做好用氫氖激光器演示光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn),是學(xué)生正確理解本節(jié)知識(shí)的關(guān)鍵。根據(jù)圖片思考問題1.兩列機(jī)械波
2、(如聲波、水波)發(fā)生干涉的條件是什么?2.如何獲得兩列相干的機(jī)械波?3.兩列波干涉時(shí),振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)和振動(dòng)最弱的點(diǎn)條件是什么?干涉現(xiàn)象是波動(dòng)獨(dú)有的特征,如果光真的是一種波,就必然會(huì)觀察到光的干涉現(xiàn)象。一、楊氏干涉實(shí)驗(yàn)托馬斯·楊1773~18291801年英國物理學(xué)家托馬斯·揚(yáng)在實(shí)驗(yàn)室里成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象。思考1:如果我們先假設(shè)光是一種波,那么按照我們所學(xué)的波動(dòng)知識(shí),光要發(fā)生干涉現(xiàn)象需要滿足什么條件?(頻率相同)思考2:有沒有什么方法可以獲得相干光—頻率相同的光呢?一、楊氏干涉實(shí)驗(yàn)光束單縫雙縫紅濾色片(激光)屏幕s0s1s2巧妙解決了相干光問題實(shí)驗(yàn)裝置用
3、氦氖激光器演示光的雙縫干涉現(xiàn)象:出現(xiàn)亮暗相間條紋。思考3:為什么有的地方亮一些有些地方暗一些?請(qǐng)用我們所學(xué)的波動(dòng)知識(shí)來解釋。疊加(振動(dòng))加強(qiáng)的地方出現(xiàn)亮條紋,振動(dòng)減弱的地方出現(xiàn)暗條紋。實(shí)驗(yàn)演示:P1PP1S2-P1S1=d光程差P2S1S2P1PdP2討論:亮紋和暗紋為什么相間(依次出現(xiàn))呢?S1S2PdS1S2PS2PPS2光程差d=0,S1、S2步調(diào)一致,該點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。(亮)S1S2P1PdS1S2P1P1P1S1P1S2dS1S2P1d=λ/2光程差d=λ/2,S1、S2在P1處步調(diào)相反,該點(diǎn)振動(dòng)減弱。(暗)S1S2P2PdS1S2P2P2P1S1P1
4、S2dS1S2P2d=λ光程差d=λ,S1、S2在P2處步調(diào)一致,該點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。(亮)1.光屏上出現(xiàn)等寬度、等間距的明暗條紋。2.波峰與波峰、波谷與波谷疊加的區(qū)域振動(dòng)最強(qiáng),即出現(xiàn)明條紋。波峰與波谷疊加的區(qū)域振動(dòng)最弱,即出現(xiàn)暗條紋。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:光程差:S1S2P1Pln=0、1、2、3……暗紋n=0、1、2、3……亮紋二、決定條紋間距的條件**P思考1:下圖中P點(diǎn)為明條紋還是暗條紋?P1思考2:設(shè)單色光的波長(zhǎng)為λ,若P1為靠近中央最近的明條紋,則:P1S2-P1S1=?Q1思考3:若Q1為PP1的中點(diǎn),則Q1是明條紋還是暗條紋?Q1S2-Q1S1=?Q2S1S2
5、S由于l遠(yuǎn)大于d,l遠(yuǎn)大于x。條紋中心的位置:明紋暗紋(其中K=0,1,2,3……)1.如圖所示,用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),P處為第二亮條紋,改用頻率較高的單色光重做實(shí)驗(yàn),其他條件不變時(shí),則第二亮條紋的位置()A.仍在P處B.在P點(diǎn)的上方C.在P點(diǎn)的下方D.將不存在亮條紋02112PC2.在楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中,從兩個(gè)狹縫到達(dá)像屏上的某點(diǎn)的光走過的路程相等,該點(diǎn)即為中央亮條紋的位置(即n=0對(duì)應(yīng)的那條亮條紋),雙縫屏上有上下兩條狹縫,如果在雙縫屏后用一塊極薄的透明玻璃片遮蓋下方的縫隙,則中央亮條紋將()A.向上移動(dòng)B.不動(dòng)C.向下移動(dòng)D.可能向上移動(dòng),也有可能向下移
6、動(dòng)C1.楊氏干涉實(shí)驗(yàn)②干涉圖樣的特點(diǎn)①光的干涉條件:相干光①亮紋:光程差δ=kλ②暗紋:光程差δ=(2k+1)λ/22.產(chǎn)生明暗條紋的條件