物理人教版（2019）选择性必修第一册4.3光的干涉（共29张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第一册4.3光的干涉（共29张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 35.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-14 10:24:45 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
第四章 光
第3节 光的干涉
人教版（2019）选择性必修一
目录
一、实验：光的双缝干涉
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
三、薄膜干涉
四、薄膜干涉的应用
公路积水上面漂浮的油膜，漂浮在空气中得肥皂泡在阳光下为什么是彩色的？
新课导入
知识讲解
课堂小结
随堂练习
布置作业
波的干涉：如果两列机械波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同，就会发生干涉。光是一种电磁波，那么光也应该会发生干涉现象。
1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）巧妙地解决了相干光源问题，成功地观察到了光的干涉现象
新课导入
知识讲解
课堂小结
随堂练习
布置作业
一、实验：光的双缝干涉
1.演示实验：观察光的干涉现象
在暗室中用氦氖激光器发出的红色激光照射金属挡板上的两条平行的狭缝，在后面的屏上观察光的干涉情况。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
2.实验过程
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。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，这两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
3.实验现象
在屏上得到明暗相间且等间距的条纹（振动加强的地方出现亮条纹，振动减弱的地方出现暗条纹）
4.实验结论
证明了光是一种波
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
亮暗条纹形成的条件
1.亮条纹形成的条件
S1
P0S1
S2
P0S2
S1、S2在P0处步调一致，P0点振动加强。 (亮)
路程差
S1
S2
双缝
屏幕
P0 中央亮纹
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
S1
S2
P1
P1
P1S1
P1S2
S1、S2在P2处步调一致，P1点振动加强。(亮)
P1
第一亮纹
λ
双缝
S1
S2
屏幕
λ
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
P2
第二亮纹
2λ
双缝
S1
S2
屏幕
S1
S2
P2
P2
P2S1
P2S2
S1、S2在P2处步调一致，P2点振动加强。(亮)
2λ
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
2.暗条纹形成的条件
Q1
第一暗纹
双缝
S1
S2
屏幕
S1
S2
Q1
Q1
Q1S1
Q1S2
S1、S2在Q1处步调相反，Q1点振动减弱。(暗)
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
双缝
S1
S2
屏幕
Q2
第二暗纹
S1
S2
Q2
Q2S1
Q2S2
S1、S2在Q2处步调相反，Q2点振动减弱。(暗)
Q2
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
S1
S2
P0 中央亮纹：0
P1 第一亮纹：λ
λ
P1 第一亮纹：λ
2λ
P2 第二亮纹：2λ
P2 第二亮纹：2λ
Q1第一暗纹：
Q1第一暗纹：
Q2第二暗纹：
Q2第二暗纹：
Q3第三暗纹：
Q3第三暗纹：
零级亮纹
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
频率相同、振动步调相同的两列光波产生亮、暗条纹的条件：
(1)亮条纹的条件：屏上某点P 到两条缝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|＝nλ＝2n · (n＝0,1,2,3，…)
(2)暗条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍，即：|PS1－PS2|＝(2n+1) · (n＝0,1,2,3，…)
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
课堂提问：光的双缝干涉实验中，条纹间距△x的含义是什么？它可能与哪些因素有关？
条纹间距△x：相邻两条亮纹（或暗纹）中心之间的距离叫做条纹间距。
△x影响因素：双缝到屏的距离d、双缝间的距离L、入射光的波长λ
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
随着双缝间距的缩小，干涉条纹间距变大；随着双缝间距的增大，干涉条纹间距小
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
波长越大，相邻的亮纹间距越大；波长越小，相邻的亮纹间距越大。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
单色光
波长：λ
挡板
屏
d：双缝间距
l：挡板到屏的距离
在线段P1S2上作P1M＝P1 S1
由几何知识得
r2－r1＝dsin θ ①
x＝ltan θ≈lsin θ ②
消去 sin θ
r2－r1＝d
d l
亮条纹：d ＝ n λ (n ＝ 0，±1，±2 …)
亮条纹中心的位置为：x ＝ nλ
相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是：
x ＝ λ
条纹间距的公式推导
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
(1)对于同一干涉装置和同一单色光，条纹之间的距离相等.
(2)对于不同颜色的光，波长不同，条纹间距不同，波长越大，相邻的亮纹间距越大；波长越小，相邻的亮纹间距越大。
红光干涉条纹
紫光干涉条纹
蓝光干涉条纹
对 x ＝ λ公式的理解
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
问题：白光的干涉条纹会是什么样子？
白光
白光
蓝
黄
红
中央白色亮纹
两侧彩色条纹
橙
绿
青
紫
P0
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
三、薄膜干涉
1.薄膜干涉中相干光的获得
光照射到薄膜上， 两个面的反射光是由同一个实际的光源分解而成的，它们具有相同的 ，恒定的 。
2.薄膜干涉的原理
如图所示，光照在厚度不同的薄膜上时，前后两个面的反射光的路程差等于相应位置薄膜厚度d 的2倍，若路程差是半波长的偶数倍，则出现亮条纹，若路程差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹。
薄膜前后
频率
相位差
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
3.薄膜干涉的原理演示
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
四、薄膜干涉的应用
（1）增透膜和增反膜：在透镜表面涂上一层薄膜厚度为d，薄膜的前后表面反射的两列光波形成相干光源，相互叠加，波长为λ。当路程差为半波长的奇数倍时，
在两个表面反射的光相互抵消，透射光增强(增透膜)；当路程差为半波长的偶数倍时，
在两个表面反射的光相互增强，反射光的能量增强，透射光减弱(增反膜)。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
（2）利用薄膜干涉检查平面的平整度：如图所示，在利用薄膜干涉检查平面的平整度时，在被检查平面与透明样板间垫一个薄片，使其间形成一个楔形的空气薄层。
干涉条纹分别由M下表面的反射光线和N上表面的反射光线干涉形成的。
用光的干涉检查精密工件平整度
【学以致用1】如图所示，用频率为f 的单色光（激光）垂直照射双缝，在光屏的P 点出现第2条暗条纹，已知光速为c，则P 到双缝S1、S2的距离之差｜r1－r2｜应为（ ）
A. B. C. D.
答案：B
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
【学以致用2】（多选）如图所示是双缝干涉实验的装置，黄光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O 点距双缝S1和S2的距离相等，P 点是距离O 点最近的第一条亮条纹。如果将入射的单色光换成红光或蓝光，屏上O 点及其上方的干涉条纹的情况是（ ）
A.若入射单色光为蓝光，则O 点是蓝光的亮条纹
B.若入射单色光为红光，则O 点不是红光的亮条纹
C.若入射单色光为红光，则第一条亮条纹在P 点的下方
D.若入射单色光为蓝光，则第一条亮条纹在P 点的下方
答案：AD
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
【学以致用3】（多选）如图所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到如图所示条纹中的P 和Q 情况，这说明（ ）
A.此操作利用了光的干涉原理
B.N的上表面B 处向上凸起
C.弯曲的干涉条纹上各点所对应的空气薄膜厚度不相等
D.干涉条纹是由M下表面的入射光线和N的上表面的反射光线干涉形成的
答案：AB
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
干涉条纹和光的波长之间的关系
实验：光的双缝干涉
光的干涉
薄膜干涉
x ＝ λ
干涉原理
应用
增透膜和增反膜
检查平面的平整度
步调相同
实验现象
干涉条件
相干光源
亮暗条纹条件
路程差为半波长偶数倍
——亮条纹
路程差为半波长奇数倍
——暗条纹
频率相同、振动方向相同、相位差恒定
布置作业
课堂小结
新课导入
知识讲解
随堂练习
随堂练习
布置作业
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
第四章 光
第3节 光的干涉
人教版（2019）选择性必修一
目录
一、实验：光的双缝干涉
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
三、薄膜干涉
四、薄膜干涉的应用
公路积水上面漂浮的油膜，漂浮在空气中得肥皂泡在阳光下为什么是彩色的？
新课导入
知识讲解
课堂小结
随堂练习
布置作业
波的干涉：如果两列机械波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同，就会发生干涉。光是一种电磁波，那么光也应该会发生干涉现象。
1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）巧妙地解决了相干光源问题，成功地观察到了光的干涉现象
新课导入
知识讲解
课堂小结
随堂练习
布置作业
一、实验：光的双缝干涉
1.演示实验：观察光的干涉现象
在暗室中用氦氖激光器发出的红色激光照射金属挡板上的两条平行的狭缝，在后面的屏上观察光的干涉情况。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
2.实验过程
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。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，这两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
3.实验现象
在屏上得到明暗相间且等间距的条纹（振动加强的地方出现亮条纹，振动减弱的地方出现暗条纹）
4.实验结论
证明了光是一种波
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课堂小结
布置作业
亮暗条纹形成的条件
1.亮条纹形成的条件
S1
P0S1
S2
P0S2
S1、S2在P0处步调一致，P0点振动加强。 (亮)
路程差
S1
S2
双缝
屏幕
P0 中央亮纹
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课堂小结
布置作业
S1
S2
P1
P1
P1S1
P1S2
S1、S2在P2处步调一致，P1点振动加强。(亮)
P1
第一亮纹
λ
双缝
S1
S2
屏幕
λ
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知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
P2
第二亮纹
2λ
双缝
S1
S2
屏幕
S1
S2
P2
P2
P2S1
P2S2
S1、S2在P2处步调一致，P2点振动加强。(亮)
2λ
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
2.暗条纹形成的条件
Q1
第一暗纹
双缝
S1
S2
屏幕
S1
S2
Q1
Q1
Q1S1
Q1S2
S1、S2在Q1处步调相反，Q1点振动减弱。(暗)
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
双缝
S1
S2
屏幕
Q2
第二暗纹
S1
S2
Q2
Q2S1
Q2S2
S1、S2在Q2处步调相反，Q2点振动减弱。(暗)
Q2
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
S1
S2
P0 中央亮纹：0
P1 第一亮纹：λ
λ
P1 第一亮纹：λ
2λ
P2 第二亮纹：2λ
P2 第二亮纹：2λ
Q1第一暗纹：
Q1第一暗纹：
Q2第二暗纹：
Q2第二暗纹：
Q3第三暗纹：
Q3第三暗纹：
零级亮纹
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知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
频率相同、振动步调相同的两列光波产生亮、暗条纹的条件：
(1)亮条纹的条件：屏上某点P 到两条缝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|＝nλ＝2n · (n＝0,1,2,3，…)
(2)暗条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍，即：|PS1－PS2|＝(2n+1) · (n＝0,1,2,3，…)
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随堂练习
课堂小结
布置作业
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
课堂提问：光的双缝干涉实验中，条纹间距△x的含义是什么？它可能与哪些因素有关？
条纹间距△x：相邻两条亮纹（或暗纹）中心之间的距离叫做条纹间距。
△x影响因素：双缝到屏的距离d、双缝间的距离L、入射光的波长λ
新课导入
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随堂练习
课堂小结
布置作业
随着双缝间距的缩小，干涉条纹间距变大；随着双缝间距的增大，干涉条纹间距小
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
波长越大，相邻的亮纹间距越大；波长越小，相邻的亮纹间距越大。
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课堂小结
布置作业
单色光
波长：λ
挡板
屏
d：双缝间距
l：挡板到屏的距离
在线段P1S2上作P1M＝P1 S1
由几何知识得
r2－r1＝dsin θ ①
x＝ltan θ≈lsin θ ②
消去 sin θ
r2－r1＝d
d l
亮条纹：d ＝ n λ (n ＝ 0，±1，±2 …)
亮条纹中心的位置为：x ＝ nλ
相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是：
x ＝ λ
条纹间距的公式推导
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知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
(1)对于同一干涉装置和同一单色光，条纹之间的距离相等.
(2)对于不同颜色的光，波长不同，条纹间距不同，波长越大，相邻的亮纹间距越大；波长越小，相邻的亮纹间距越大。
红光干涉条纹
紫光干涉条纹
蓝光干涉条纹
对 x ＝ λ公式的理解
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随堂练习
课堂小结
布置作业
问题：白光的干涉条纹会是什么样子？
白光
白光
蓝
黄
红
中央白色亮纹
两侧彩色条纹
橙
绿
青
紫
P0
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布置作业
三、薄膜干涉
1.薄膜干涉中相干光的获得
光照射到薄膜上， 两个面的反射光是由同一个实际的光源分解而成的，它们具有相同的 ，恒定的 。
2.薄膜干涉的原理
如图所示，光照在厚度不同的薄膜上时，前后两个面的反射光的路程差等于相应位置薄膜厚度d 的2倍，若路程差是半波长的偶数倍，则出现亮条纹，若路程差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹。
薄膜前后
频率
相位差
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布置作业
3.薄膜干涉的原理演示
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布置作业
四、薄膜干涉的应用
（1）增透膜和增反膜：在透镜表面涂上一层薄膜厚度为d，薄膜的前后表面反射的两列光波形成相干光源，相互叠加，波长为λ。当路程差为半波长的奇数倍时，
在两个表面反射的光相互抵消，透射光增强(增透膜)；当路程差为半波长的偶数倍时，
在两个表面反射的光相互增强，反射光的能量增强，透射光减弱(增反膜)。
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（2）利用薄膜干涉检查平面的平整度：如图所示，在利用薄膜干涉检查平面的平整度时，在被检查平面与透明样板间垫一个薄片，使其间形成一个楔形的空气薄层。
干涉条纹分别由M下表面的反射光线和N上表面的反射光线干涉形成的。
用光的干涉检查精密工件平整度
【学以致用1】如图所示，用频率为f 的单色光（激光）垂直照射双缝，在光屏的P 点出现第2条暗条纹，已知光速为c，则P 到双缝S1、S2的距离之差｜r1－r2｜应为（ ）
A. B. C. D.
答案：B
随堂练习
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【学以致用2】（多选）如图所示是双缝干涉实验的装置，黄光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O 点距双缝S1和S2的距离相等，P 点是距离O 点最近的第一条亮条纹。如果将入射的单色光换成红光或蓝光，屏上O 点及其上方的干涉条纹的情况是（ ）
A.若入射单色光为蓝光，则O 点是蓝光的亮条纹
B.若入射单色光为红光，则O 点不是红光的亮条纹
C.若入射单色光为红光，则第一条亮条纹在P 点的下方
D.若入射单色光为蓝光，则第一条亮条纹在P 点的下方
答案：AD
随堂练习
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布置作业
【学以致用3】（多选）如图所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到如图所示条纹中的P 和Q 情况，这说明（ ）
A.此操作利用了光的干涉原理
B.N的上表面B 处向上凸起
C.弯曲的干涉条纹上各点所对应的空气薄膜厚度不相等
D.干涉条纹是由M下表面的入射光线和N的上表面的反射光线干涉形成的
答案：AB
随堂练习
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干涉条纹和光的波长之间的关系
实验：光的双缝干涉
光的干涉
薄膜干涉
x ＝ λ
干涉原理
应用
增透膜和增反膜
检查平面的平整度
步调相同
实验现象
干涉条件
相干光源
亮暗条纹条件
路程差为半波长偶数倍
——亮条纹
路程差为半波长奇数倍
——暗条纹
频率相同、振动方向相同、相位差恒定
布置作业
课堂小结
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知识讲解
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随堂练习
布置作业
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知识讲解
课堂小结
布置作业