新教材2025版高中物理第四章光及其应用4.光的干涉学案教科版选择性必修第一册.docVIP

4．光的干涉

课标要求

1.知道光的双缝干涉现象和产生干涉现象的条件．

2．理解明暗条纹的成因及出现明暗条纹的条件．

3．驾驭干涉条纹间距和光的波长之间的关系．

4．知道薄膜干涉的现象和应用．

思维导图

必备学问·自主学习——突出基础性素养夯基

一、双缝干涉

1．双缝干涉试验

(1)试验：如图，让一束平行的____________投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的振动状况总是________的，两个波源发出的光在挡板后面的空间相互叠加．

(2)现象：屏上得到了____________的条纹．

(3)结论：证明光是一种____．

2．出现明、暗条纹的条件

(1)当光从两狭缝到屏上某点的路程差为半波长λ2的________(即波长λ的整数倍)时，这些点出现明条纹；当路程差为半波长12

(2)和一般波的干涉一样，光干涉的条件是两列光的________相同．能发生干涉的两束光称为相干光．

3．计算波长的公式

设两缝间距为d，两缝到屏的距离为l，当d和l肯定时，计算表明：当l?d时，相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间距为Δx＝ldλ

利用此式，测出条纹间距离Δx，即可求出光的波长．

二、薄膜干涉

1．定义

由薄膜两个面________的光波相遇而产生的干涉现象．

2．应用

(1)检查平面的____________．

(2)光学镜头上的________．

(3)太阳镜片上的________．

[导学1]

(1)用滤光片和单缝屏也可以获得单一频率的光源．

(2)单色光的波长越大，光屏上的条纹间距越大；双缝屏到光屏的距离越大，条纹间距越大；双缝间距离越小，条纹间距越大．

[举例]

热菜汤表面的油花、公路上积水表面的油膜都会呈现彩色的条纹，这些彩色花纹是由于白光中各色光波长不同，发生干涉后条纹间距不同，薄膜上就会出现彩色花纹．

关键实力·合作探究——突出综合性素养形成

探究点一对双缝干涉试验原理的理解

归纳总结

1.光的干涉现象

两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，且加强区和减弱区相互间隔，从而出现明暗相间条纹的现象叫光的干涉现象．

2．干涉条件

两列光的频率相同，振动方向相同且相位差恒定．能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源通常可用同一束光分成两列而获得，称为分光法．

3．杨氏干涉试验法

利用如图所示装置，让一束平行的单色光(例如激光)射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近(约0.1mm)．假如光是一种波，这样的两条狭缝即成为振动状况总相同的两个波源．两个波源发出来的光在挡板后面的空间相互叠加，视察到的现象：光在一些位置相互加强，在另一些位置相互减弱，在挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹．

4．杨氏试验的意义：证明白光的确是一种波．

典例示范

例1在双缝干涉试验中，以白光为光源，在屏上视察到彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时()

A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消逝

B．有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹

C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

D．屏上无任何光亮

归纳总结

双缝干涉问题的三点留意

(1)双缝干涉的条件是必需有相干光源，且双缝间的间距必需很小．

(2)光源不同部位发出的光不肯定具有相同的频率和恒定的相位差，所以一般状况很难视察到光的干涉现象，用单一频率较好的激光做试验比较简单获得胜利，用一般光源做试验时可先用单缝获得相同频率的光，再用双缝将一束光“一分为二”的方法获得相干光源．

(3)在单色光的干涉条纹中，两相邻明条纹或暗条纹间的距离是相等的，不同色光的条纹间距不相等．

素养训练1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不同

B．两个光源发出光的强度不同

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

素养训练2(多选)用红光做光的双缝干涉试验，假如将其中一缝改用蓝光，下列说法正确的是()

A．在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹

B．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，此时不产生干涉现象

C．频率不同的两列光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹

D．尽管亮暗条纹都是光波相互叠加的结果，但此时红光与蓝光只叠加不产生干涉现象

探究点二双缝干涉中明暗条纹的推断

归纳总结

1.亮条纹的条件

屏上某点P到两狭缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍．即：

|PS1－PS2|＝kλ＝2k·λ2(k

k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于屏上的O