4.3 光的干涉 课件(共20张PPT)人教版（2019）高中物理选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 4.3 光的干涉 课件(共20张PPT)人教版（2019）高中物理选择性必修第一册 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 11.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-01-07 00:00:00 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
第四章 光
4.3光的干涉
学习目标
通过学生小组合作探究，学生找出教材上P90-91的光的双缝干涉内容，并在教材上划出实验步骤。
通过学生观察演示实验视频，结合教材上P90-91的光的双缝干涉内容，学生进一步概括实验现象，并能清楚表述明暗条纹出现的条件。
基于老师的主导和引领，学生能够在各自的草稿纸上准确无误地推导出干涉条纹和光的波长之间的关系。
学生阅读教材P98-99页面的“薄膜干涉”段落的文本内容，完成薄膜干涉原理的总结。
课堂引入
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。怎样才能观察到光的干涉现象呢？
想一想：
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（图 甲），在后面的屏上观察光的干涉情况（图 乙）。
一、光的双缝干涉
实验：
光的双缝干涉
甲 实验装置
乙 屏的照片
目标一：通过学生小组合作探究，学生找出教材上P90-91的光的双缝干涉内容，并在教材上划出实验步骤。
评价一
请在草稿本上画出实验草图。
目标一：通过学生小组合作探究，学生找出教材上P90-91的光的双缝干涉内容，并在教材上划出实验步骤。
演示视频
一、光的双缝干涉
目标二：通过学生观察演示实验视频，结合教材上P90-91的光的双缝干涉内容，学生进一步概括实验现象，并能清楚表述明暗条纹出现的条件。
双缝干涉
一、光的双缝干涉
由同一光源发出的光经两个狭缝后形成两列光波叠加产生。
光的干涉条件：两列光的频率相同。
能发生干涉的两束光称为相干光。
目标二：通过学生观察演示实验视频，结合教材上P90-91的光的双缝干涉内容，学生进一步概括实验现象，并能清楚表述明暗条纹出现的条件。
当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时（即恰好等于波长的整数倍时），两列光波在这点相互加强，这里出现亮条纹；当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光波在这点相互削弱，这里出现暗条纹。
明暗条纹出现的条件
一、光的双缝干涉
目标二：通过学生观察演示实验视频，结合教材上P90-91的光的双缝干涉内容，学生进一步概括实验现象，并能清楚表述明暗条纹出现的条件。
评价二
如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7 m的橙光做实验时，光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹。若使用波长为4×10－7 m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗条纹的情况是( )
A．P和P1点处都是亮条纹
B．P点处是亮条纹，P1点处是暗条纹
C．P点处是暗条纹，P1点处是亮条纹
D．P和P1点处都是暗条纹
目标二：通过学生观察演示实验视频，结合教材上P90-91的光的双缝干涉内容，学生进一步概括实验现象，并能清楚表述明暗条纹出现的条件。
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
思考与讨论
光的双缝干涉条纹特征，如条纹间距、宽度等，能反映出光的波长、频率等信息吗？
目标三：基于老师的主导和引领，学生能够在各自的草稿纸上准确无误地推导出干涉条纹和光的波长之间的关系。
如图波长为 λ 的单色光照射到双缝上。两缝中心之间的距离为 d ，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 OP0 ＝ l。我们考察屏上与 P0 的距离为 x 的一点 P1 ，两缝与 P1的距离分别为 P1 S1 ＝ r1、P1S2 ＝ r2。
在线段P1S2上作P1M＝P1 S1，于是，S2M ＝r2 － r1。由
于两缝之间的距离d远远小于缝到屏的距离l，所以，能够
认为ΔS1S2M是直角三角形。
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
思考与讨论
导出相邻亮条纹距离的表达式
目标三：基于老师的主导和引领，学生能够在各自的草稿纸上准确无误地推导出干涉条纹和光的波长之间的关系。
根据三角函数的关系有r2 － r1 ＝ dsin θ
另一方面x ＝ ltan θ ≈ lsin θ 消去 sin θ，有r2 － r1 ＝ d
根据上一节的分析，当两列波的路程差为波长的整数
倍，即 d ＝ n λ （n ＝ 0，±1，±2 …）时出现亮条纹，
也就是说，亮条纹中心的位置为x ＝ n λ
相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是 x ＝ λ （1）
根据这个关系式可以测出波长。
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
思考与讨论
目标三：基于老师的主导和引领，学生能够在各自的草稿纸上准确无误地推导出干涉条纹和光的波长之间的关系。
根据（1）式可知，条纹之间的距离与光波的波长成正比，因此能够断定，不同颜色的光，波长不同。实验中确实发现，各种颜色的单色光都会发生干涉，但条纹之间的距离不一样。用黄光做这个实验，条纹之间的距离比用红光时小；用蓝光时更小。
思考与讨论
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
目标三：基于老师的主导和引领，学生能够在各自的草稿纸上准确无误地推导出干涉条纹和光的波长之间的关系。
评价三
如图甲为双缝干涉实验的装置示意图．图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a处为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′处为中央亮条纹．若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为红光的波长最长，紫光的波长最短．则以下说法不正确的是( )
A．丙图比乙图条纹间的间距大
B．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
D．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
目标三：基于老师的主导和引领，学生能够在各自的草稿纸上准确无误地推导出干涉条纹和光的波长之间的关系。
三、薄膜干涉
油膜在白光下
阳光下的肥皂膜
目标四：学生阅读教材P98-99页面的“薄膜干涉”段落的文本内容，完成薄膜干涉原理的总结。
如图所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用使下面厚、上面薄，因此在薄膜上不同的地方，从膜的前、后表面反射的两列光波叠加，若两列波叠加后互相加强，则出现亮纹；在另一些地方，叠加后互相减弱，则出现暗纹。故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹；若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹。
三、薄膜干涉
薄膜干涉的成因
薄膜前后两个面的反射光
目标四：学生阅读教材P98-99页面的“薄膜干涉”段落的文本内容，完成薄膜干涉原理的总结。
三、薄膜干涉
等倾法检查平面平整度
如图所示，被检查平面B与标准样板A之间形成了一个楔形的空气薄膜，用单色光照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。被检查平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹平行；若被检查表面某些地方不平，那里空气膜产生的干涉条纹将发生弯曲。
薄膜干涉的应用
目标四：学生阅读教材P98-99页面的“薄膜干涉”段落的文本内容，完成薄膜干涉原理的总结。
三、薄膜干涉
光学镜头上的增透膜
光学镜头表面常常镀一层透光的膜称为增透膜。因增透膜的厚度为入射光在薄膜中波长的 ，从介质膜前后两个面反射的光的路程差为 ，所以两列光波相互削弱，使反射光的强度大大降低，透射光的强度得到加强。
薄膜干涉的应用
目标四：学生阅读教材P98-99页面的“薄膜干涉”段落的文本内容，完成薄膜干涉原理的总结。
评价四
某同学自己动手利用如图所示的器材，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
C．S到S1和S2距离不等
D．太阳光不能作光源
目标四：学生阅读教材P98-99页面的“薄膜干涉”段落的文本内容，完成薄膜干涉原理的总结。
课堂总结
第四章 光
4.3光的干涉
学习目标
通过学生小组合作探究，学生找出教材上P90-91的光的双缝干涉内容，并在教材上划出实验步骤。
通过学生观察演示实验视频，结合教材上P90-91的光的双缝干涉内容，学生进一步概括实验现象，并能清楚表述明暗条纹出现的条件。
基于老师的主导和引领，学生能够在各自的草稿纸上准确无误地推导出干涉条纹和光的波长之间的关系。
学生阅读教材P98-99页面的“薄膜干涉”段落的文本内容，完成薄膜干涉原理的总结。
课堂引入
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。怎样才能观察到光的干涉现象呢？
想一想：
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（图 甲），在后面的屏上观察光的干涉情况（图 乙）。
一、光的双缝干涉
实验：
光的双缝干涉
甲 实验装置
乙 屏的照片
目标一：通过学生小组合作探究，学生找出教材上P90-91的光的双缝干涉内容，并在教材上划出实验步骤。
评价一
请在草稿本上画出实验草图。
目标一：通过学生小组合作探究，学生找出教材上P90-91的光的双缝干涉内容，并在教材上划出实验步骤。
演示视频
一、光的双缝干涉
目标二：通过学生观察演示实验视频，结合教材上P90-91的光的双缝干涉内容，学生进一步概括实验现象，并能清楚表述明暗条纹出现的条件。
双缝干涉
一、光的双缝干涉
由同一光源发出的光经两个狭缝后形成两列光波叠加产生。
光的干涉条件：两列光的频率相同。
能发生干涉的两束光称为相干光。
目标二：通过学生观察演示实验视频，结合教材上P90-91的光的双缝干涉内容，学生进一步概括实验现象，并能清楚表述明暗条纹出现的条件。
当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时（即恰好等于波长的整数倍时），两列光波在这点相互加强，这里出现亮条纹；当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光波在这点相互削弱，这里出现暗条纹。
明暗条纹出现的条件
一、光的双缝干涉
目标二：通过学生观察演示实验视频，结合教材上P90-91的光的双缝干涉内容，学生进一步概括实验现象，并能清楚表述明暗条纹出现的条件。
评价二
如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7 m的橙光做实验时，光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹。若使用波长为4×10－7 m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗条纹的情况是( )
A．P和P1点处都是亮条纹
B．P点处是亮条纹，P1点处是暗条纹
C．P点处是暗条纹，P1点处是亮条纹
D．P和P1点处都是暗条纹
目标二：通过学生观察演示实验视频，结合教材上P90-91的光的双缝干涉内容，学生进一步概括实验现象，并能清楚表述明暗条纹出现的条件。
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
思考与讨论
光的双缝干涉条纹特征，如条纹间距、宽度等，能反映出光的波长、频率等信息吗？
目标三：基于老师的主导和引领，学生能够在各自的草稿纸上准确无误地推导出干涉条纹和光的波长之间的关系。
如图波长为 λ 的单色光照射到双缝上。两缝中心之间的距离为 d ，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 OP0 ＝ l。我们考察屏上与 P0 的距离为 x 的一点 P1 ，两缝与 P1的距离分别为 P1 S1 ＝ r1、P1S2 ＝ r2。
在线段P1S2上作P1M＝P1 S1，于是，S2M ＝r2 － r1。由
于两缝之间的距离d远远小于缝到屏的距离l，所以，能够
认为ΔS1S2M是直角三角形。
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
思考与讨论
导出相邻亮条纹距离的表达式
目标三：基于老师的主导和引领，学生能够在各自的草稿纸上准确无误地推导出干涉条纹和光的波长之间的关系。
根据三角函数的关系有r2 － r1 ＝ dsin θ
另一方面x ＝ ltan θ ≈ lsin θ 消去 sin θ，有r2 － r1 ＝ d
根据上一节的分析，当两列波的路程差为波长的整数
倍，即 d ＝ n λ （n ＝ 0，±1，±2 …）时出现亮条纹，
也就是说，亮条纹中心的位置为x ＝ n λ
相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是 x ＝ λ （1）
根据这个关系式可以测出波长。
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
思考与讨论
目标三：基于老师的主导和引领，学生能够在各自的草稿纸上准确无误地推导出干涉条纹和光的波长之间的关系。
根据（1）式可知，条纹之间的距离与光波的波长成正比，因此能够断定，不同颜色的光，波长不同。实验中确实发现，各种颜色的单色光都会发生干涉，但条纹之间的距离不一样。用黄光做这个实验，条纹之间的距离比用红光时小；用蓝光时更小。
思考与讨论
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
目标三：基于老师的主导和引领，学生能够在各自的草稿纸上准确无误地推导出干涉条纹和光的波长之间的关系。
评价三
如图甲为双缝干涉实验的装置示意图．图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a处为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′处为中央亮条纹．若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为红光的波长最长，紫光的波长最短．则以下说法不正确的是( )
A．丙图比乙图条纹间的间距大
B．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
D．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
目标三：基于老师的主导和引领，学生能够在各自的草稿纸上准确无误地推导出干涉条纹和光的波长之间的关系。
三、薄膜干涉
油膜在白光下
阳光下的肥皂膜
目标四：学生阅读教材P98-99页面的“薄膜干涉”段落的文本内容，完成薄膜干涉原理的总结。
如图所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用使下面厚、上面薄，因此在薄膜上不同的地方，从膜的前、后表面反射的两列光波叠加，若两列波叠加后互相加强，则出现亮纹；在另一些地方，叠加后互相减弱，则出现暗纹。故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹；若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹。
三、薄膜干涉
薄膜干涉的成因
薄膜前后两个面的反射光
目标四：学生阅读教材P98-99页面的“薄膜干涉”段落的文本内容，完成薄膜干涉原理的总结。
三、薄膜干涉
等倾法检查平面平整度
如图所示，被检查平面B与标准样板A之间形成了一个楔形的空气薄膜，用单色光照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。被检查平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹平行；若被检查表面某些地方不平，那里空气膜产生的干涉条纹将发生弯曲。
薄膜干涉的应用
目标四：学生阅读教材P98-99页面的“薄膜干涉”段落的文本内容，完成薄膜干涉原理的总结。
三、薄膜干涉
光学镜头上的增透膜
光学镜头表面常常镀一层透光的膜称为增透膜。因增透膜的厚度为入射光在薄膜中波长的 ，从介质膜前后两个面反射的光的路程差为 ，所以两列光波相互削弱，使反射光的强度大大降低，透射光的强度得到加强。
薄膜干涉的应用
目标四：学生阅读教材P98-99页面的“薄膜干涉”段落的文本内容，完成薄膜干涉原理的总结。
评价四
某同学自己动手利用如图所示的器材，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
C．S到S1和S2距离不等
D．太阳光不能作光源
目标四：学生阅读教材P98-99页面的“薄膜干涉”段落的文本内容，完成薄膜干涉原理的总结。
课堂总结