4.4光的干涉 教学设计

《光的干涉》教学设计
教学目标：
观察杨氏双缝干涉实验，认识光的干涉现象，理解光的本质，形成正确的物理观念；
利用机械波的干涉的有关知识，迁移推导光的干涉产生的条件，以及影响条纹间距的因素，培养科学的思维及探究方式；
知道光的干涉在生产生活中的应用，让学生学会关心生活中的问题，并应用所学知识去解决。
教学重点：
光的干涉现象及其产生条件；
明暗条纹产生的原因；
教学难点：
推导影响条纹间距的条件
教学方法：
演示实验，指导学生进行实验探究活动。
课时安排：1课时
情境引入：
肥皂膜看起来常常是彩色的，也经常显现出彩色条纹。这些彩色条纹或图样是怎样形成的？
新课教学：
光的双缝干涉现象
演示实验：用两只激光笔发出的光直接照射向墙上的同一地方，观察现象；用一只激光笔发出的光照射在双缝上，观察现象。
情境：如图所示，让一束单色光投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。在屏上出现了明暗相间的条纹。
【思考问题】如何解释这个现象？
两个夹缝：（1）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。
两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象：来自两个光源的光在一些位置相互加强，在另一些位置相互削弱，因此在挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹。
光产生干涉的条件
1、光波为相干光波：两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向相同。
情境：如图所示，狭缝S1和S2相当于两个频率、相位和振动方向都相同的波源。
【思考问题】（1）屏上P0 点到两个夹缝S1和S2的距离相同，则P0 点出现的是明条纹还是暗条纹？
（2）屏上P1 点到两个夹缝S1和S2的距离不相同，什么情况下在P1 点出现
明条纹？什么情况下出现暗条纹？
两列相干光产生干涉的明条纹处相位差必须满足什么条件？
两列相干光产生干涉的暗条纹处相位差必须满足什么条件？
若屏上P1 点出现明条纹，波源S1和S2到P1 点的路程差要满足什么条件？
若屏上P1 点出现暗条纹，波源S1和S2到P1 点的路程差要满足什么条件？
双缝干涉的条纹间距
如图所示，波长为的单色光照射到双缝上。两缝中心之间的距离为，两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离。
我们考察屏上与P0的距离为的一点P1，两缝与P1的距离分别为、。
在线段P1S2上作P1M＝P1 S1，于是，S2M ＝。
由于两缝之间的距离远远小于缝到屏的距离，所以，能够
认为ΔS1S2M是直角三角形。
当出现明条纹时，
相邻的两个明条纹之间的距离：
【思考问题】相邻的两个暗条纹之间的距离又是多少？
用双缝干涉测量光的波长
【实验与探究】用如图所示装置测量光的波长。
的测量：双缝到屏的距离可以用刻度尺测出。
的测量：相邻两条亮条纹间的距离需用测量头测出。
五、薄膜干涉现象
不同颜色的光波频率不同，波长不同，其明暗条纹对应的位置不同，使得各个频率的光波的相干明条纹相互错开，呈现出彩色。
课堂小结：
了解光的干涉及特点；
知道光产生干涉的条件；
会用光的干涉测定光的波长。
课后作业：
第3题