物理：2.5《波的干涉和衍射》课件（教科版选修3-4）

(共24张PPT)
选修３- 4系列课件
2.5《波的干涉》
教学目标
一、知识目标?
1.知道波的叠加原理。
2.知道什么是波的干涉现象和干涉图样。?
3.知道干涉现象也是波特有的现象。?
二、能力目标?
培养学生的空间想象能力。?
三、德育目标?
通过波的叠加原理，使学生认识到事物之间的普遍联系。
●教学重点?
波的叠加原理和波的干涉现象。
●教学难点?
波的干涉中加强点和减弱点的位移和振幅的区别。
●教学方法?
实验法、电教法、训练法。
●教学用具?
实物投影仪、CAI课件、波的干涉实验仪。
●课时安排?
1课时?
干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象．
英国医生和物理学家。对物理学的贡献，除了提出“能”的概念（1807年）和杨氏弹性系数之外，最大的成就就是1801提出光的干涉理论。
?1801年，托马斯·杨在实验室里成功的观察到了光的干涉．
一、杨氏干涉实验
产生相干光源的方法
⑴将一束光分为两束 ； ⑵利用激光。
激光束
双缝
屏
屏上看到明暗相间的条纹
结论:光的确是一种波
S1
S2
P1
P
P1
P
△r
P1S2－P1S1= △r
光程差
P2
P2
相干波源
S1、S2
距离屏幕的中心越远路程差越大
能产生干涉的两个光源
二、决定条纹间距的条件
S1
S2
P
P
δ=0
中央亮纹
由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同，又经过相同的路程到达P点，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的也一定是波峰，其中一
双缝
S1
S2
屏幕
条光传来的是波谷,另一条传来的也一定是波谷,在P点激起的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇,振幅A＝A1+A2为最大,P点总是振动加强的地方,故应出现亮纹,这一条亮纹叫中央亮纹.
P1
第一亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
S1
S2
P1
取P点上方的点P1，从S1S2发出的光到P1点的光程差就不同，若这个光程差正好等于波长的整数倍，比如δ= S1－S2=λ，出现第一条亮纹。
λ
λ
δ=λ
P2
第二亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
屏上P1点的上方还可以找到δ= S1－S2＝2λ的P2点出现第二条亮纹。
2λ
P3
第三亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
屏上P1点的上方还可以找到δ= S1－S2＝4λ的P2点，δ= S1－S2＝5λ的P3点……等处的第四条、第五条……亮纹；在中央明纹P的下方可找到δ= S1－S2＝λ的P1/点，δ= S1－S2＝2λ的P2/点，δ= S1－S2＝3λ的P3/点等处与中央明纹为对称的第一、第二、第三…，第n条亮纹。
3λ
双缝
S1
S2
屏幕
P1 第一亮纹 δ=λ
P 中央亮纹 δ=0
P2 第二亮纹 δ=2λ
P3 / 第三亮纹 δ=3λ
P3 第三亮纹 δ=3λ
P3 / 第二亮纹 δ=2λ
P3 / 第一亮纹 δ=λ
Q1
第一暗纹
双缝
S1
S2
屏幕
S1
S2
P1
取P点上方的点Q1，与两个狭缝S1、S2路程差δ= S1－S2＝λ/2，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的就是波谷，其中一条光传来的是波谷，另一条传来的一定是波峰，Q1点激起的振动总是波峰与波谷相遇，振幅最小，Q1点总是振动减弱的地方，故应出现暗纹。
λ/2
λ/2
P中央亮纹
Q2
第二暗纹
双缝
S1
S2
屏幕
屏上Q1点的上方还可以找到δ= S1－S2＝3λ/2的Q2点出现第二条暗纹。同样可以找到第三条暗纹Q3……，在中央明纹下方也可以找到对称的Q1/、Q2/、Q3/……等暗纹。
3λ/2
Q1
第一暗纹
P 中央亮纹
双缝
S1
S2
屏幕
P1 第一亮纹 δ=λ
P 中央亮纹 δ=0
P2 第二亮纹 δ=2λ
P3 / 第三亮纹 δ=3λ
P3 第三亮纹 δ=3λ
P3 / 第二亮纹 δ=2λ
P3 / 第一亮纹 δ=λ
Q2 第二暗纹
Q 1 第一暗纹
Q3 第三暗纹
Q3 / 第三暗纹
Q2 / 第二暗纹
Q1 / 第一暗纹
δ=5λ/2
δ=λ/2
δ=3λ/2
δ=5λ/2
δ=3λ/2
δ=λ/2
（1）空间的某点距离光源S1和S2的路程差为0、1λ、2λ、3λ、等波长的整数倍（半波长的偶数倍）时，该点为振动加强点。
（2）空间的某点距离光源S1和S2的路程差为λ /2、3 λ/2、5λ/2、等半波长的奇数倍时，该点为振动减弱点。
总结规律
光程差 δ =kλ（ k=0，1，2，等）
光程差 δ =（2k-1)λ/2 (k=1,2,3,等）
亮纹
暗纹
结论
由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生干涉．当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，该处的光互相加强，出现亮条纹；当到达某点的路程差为半波长奇数倍时，该点光互相消弱，出现暗条纹。
用白光作双缝干涉实验时，屏的中央是白色亮纹，两边是彩色条纹，离中央白色亮纹最近的是紫色亮纹。
例题:在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差0.6μm,若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝,则P点出现明、暗条纹的情况是（　　　）
A．单色光f1和f2分别照射时,均出现明条纹
B．单色光f1和f2分别照射时,均出现暗条纹
c．单色光f1照射时出现明条纹,单色光f2照射时出现暗条纹
D．单色光f1照射时出现暗条纹,单色光f2照射时出现明条纹
解析：如图,双缝S1、S2，到光屏上任一点P的路程之差δ ＝S2 S2／,
单色光f1的波长为λ1＝C／f1＝0.6μm，
单色光f2的波长为λ2＝C／f2＝0.4μm,
可见δ=λ1、δ=3λ1/2 答案：C