《遼寧省大連市高中物理 第十三章 光 13.2 光的干涉課件 新人教版選修3-4.ppt》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《遼寧省大連市高中物理 第十三章 光 13.2 光的干涉課件 新人教版選修3-4.ppt(50頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、在日常生活中,我們見(jiàn)到許多光學(xué)的現(xiàn)象.,光的直線(xiàn)傳播,彩虹,海市蜃樓,牛頓微粒說(shuō),惠更斯波動(dòng)說(shuō),自然界中的光現(xiàn)象如此豐富多彩,人們不禁要問(wèn)光的本質(zhì)到底是什么?,思考,假設(shè)光真的是一種波,我們必然能看到波特有的現(xiàn)象,,1.波的兩個(gè)特有的現(xiàn)象是什么?,答:干涉和衍射.,2.什么叫波的干涉?,答:兩列頻率相同的波疊加,某些區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng),某些區(qū)域振動(dòng)減弱,加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)相互間隔的現(xiàn)象叫波的干涉。,3.兩列機(jī)械波發(fā)生干涉的條件是什么?,(以水波為例),頻率相同;振動(dòng)方向一致;相位差恒定,4.兩列波干涉時(shí),振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)和振動(dòng)最弱的點(diǎn)條件是什么?,第二節(jié)光的干涉,第十三章光,1.知識(shí)與能力在復(fù)習(xí)機(jī)械波干涉的
2、基礎(chǔ)上使學(xué)生了解產(chǎn)生光的干涉的條件和楊氏實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理.通過(guò)干涉實(shí)驗(yàn)使學(xué)生認(rèn)識(shí)光的干涉現(xiàn)象和干涉條紋的特征.使學(xué)生掌握在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的原因及條件.,2.過(guò)程與方法在機(jī)械波產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的知識(shí)基礎(chǔ)上,學(xué)生通過(guò)自主實(shí)驗(yàn)探究,小組合作學(xué)習(xí)探究掌握光的干涉條件,推理在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中形成亮條紋和暗條紋的原因及產(chǎn)生亮暗條紋的條件.通過(guò)觀(guān)察實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的觀(guān)察、表述、概括能力,3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)通過(guò)“楊氏雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),滲透科學(xué)家認(rèn)識(shí)事物的物理思維方法培養(yǎng)學(xué)生循著科學(xué)家足跡自主探究科學(xué)知識(shí)的能力,從而真正實(shí)現(xiàn)使每個(gè)學(xué)生都得到發(fā)展的目標(biāo).,重點(diǎn)使學(xué)生知道雙縫干涉產(chǎn)生的條件,
3、認(rèn)識(shí)干涉圖樣的特征.理解雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的條件.難點(diǎn)對(duì)雙縫干涉圖樣中亮條紋和暗條紋產(chǎn)生原因的正確理解,如何用波動(dòng)說(shuō)來(lái)說(shuō)明明暗相間的干涉條紋,在時(shí)間上是穩(wěn)定的,空間上存在著加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)并且互相間隔,如何理解“加強(qiáng)”和“減弱”,一.楊氏干涉實(shí)驗(yàn)二.決定條紋間距的條件三.白光的雙縫干涉,一.楊氏干涉實(shí)驗(yàn),獨(dú)立光源的兩束光或同一光源的不同部位所發(fā)出的光的位相差“瞬息萬(wàn)變”,思考:有沒(méi)有什么方法可以獲得相干光呢?,小資料,天才的設(shè)想,,,,托馬斯楊,楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)被評(píng)為十大最美麗實(shí)驗(yàn)之一。,,巧妙解決了相干光問(wèn)題,英國(guó)醫(yī)生和物理學(xué)家。對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn),除了提出“能”的概念(1807年)和楊
4、氏彈性系數(shù)之外,最大的成就就是1801提出光的干涉理論。,托馬斯楊,科學(xué)簡(jiǎn)史,、實(shí)驗(yàn)裝置,,(1)形成明暗相間的條紋(2)條紋等寬、亮度相同(3)亮紋間等距、暗紋間等距(4)兩縫S1、S2中垂線(xiàn)與屏幕相交位置是亮條紋---中央亮紋,、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,明暗相間的條紋,思考:為什么有的地方亮一些有些地方暗一些?請(qǐng)用我們所學(xué)的波動(dòng)知識(shí)來(lái)解釋.,疊加(振動(dòng))加強(qiáng)的地方出現(xiàn)亮條紋,振動(dòng)減弱的地方出現(xiàn)暗條紋.,3、光具有波動(dòng)性,=0,中央亮紋,由于從S1S2發(fā)出的光是振動(dòng)情況完全相同,又經(jīng)過(guò)相同的路程到達(dá)P點(diǎn),其中一條光傳來(lái)的是波峰,另一條傳來(lái)的也一定是波峰,其中一條光傳來(lái)的是波谷,另一條傳來(lái)的也一定是波谷,確
5、信在P點(diǎn)激起的振動(dòng)總是波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇,振幅AA1+A2為最大,P點(diǎn)總是振動(dòng)加強(qiáng)的地方,故應(yīng)出現(xiàn)亮紋,這一條亮紋叫中央亮紋。,,第一亮紋,雙縫,S1,S2,屏幕,,,,P2,第二亮紋,雙縫,S1,S2,屏幕,屏上P1點(diǎn)的上方還可以找到=S1S22的P2點(diǎn)出現(xiàn)第二條亮紋。,2,,,,討論:亮紋和暗紋為什么相間(依次出現(xiàn))呢?,,,,,P3,第三亮紋,雙縫,S1,S2,屏幕,屏上P1點(diǎn)的上方還可以找到=S1S24的P2點(diǎn),=S1S25的P3點(diǎn)等處的第四條、第五條亮紋;在中央明紋P的下方可找到=S1S2的P1/點(diǎn),=S1S22的P2/點(diǎn),=S1S23的P3/點(diǎn)等處與中央明紋為對(duì)稱(chēng)的第一
6、、第二、第三,第n條亮紋.,3,,,,,,,,雙縫,S1,S2,屏幕,,,,Q1,第一暗紋,雙縫,S1,S2,屏幕,S1,S2,P1,取P點(diǎn)上方的點(diǎn)Q1,與兩個(gè)狹縫S1、S2路程差=S1S2/2,其中一條光傳來(lái)的是波峰,另一條傳來(lái)的就是波谷,其中一條光傳來(lái)的是波谷,另一條傳來(lái)的一定是波峰,Q1點(diǎn)激起的振動(dòng)總是波峰與波谷相遇,振幅最小,Q1點(diǎn)總是振動(dòng)減弱的地方,故應(yīng)出現(xiàn)暗紋。,,,,/2,,,,,,,/2,,,,,Q2,第二暗紋,雙縫,S1,S2,屏幕,屏上Q1點(diǎn)的上方還可以找到=S1S23/2的Q2點(diǎn)出現(xiàn)第二條暗紋。同樣可以找到第三條暗紋Q3,在中央明紋下方也可以找到對(duì)稱(chēng)的Q1/、Q2/、Q3
7、/等暗紋.,3/2,,,,,Q1,第一暗紋,,,,雙縫,S1,S2,屏幕,,(1)空間的某點(diǎn)距離光源S1和S2的路程差為0、1、2、3、等波長(zhǎng)的整數(shù)倍(半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍)時(shí),該點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn).,(2)空間的某點(diǎn)距離光源S1和S2的路程差為/2、3/2、5/2、等半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),該點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn).,總結(jié)規(guī)律,4、干涉規(guī)律,二.決定條紋間距的條件,若用綠光在同樣的裝置中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),會(huì)得到什么圖樣呢?,思考,,,不同單色光的雙縫圖樣干涉比較,d=0.36mm,d=0.36mm,從兩張照片中可以看出:紅光的條紋間距(寬度)比藍(lán)光大,那么,不同單色光的干涉條紋的間距(寬度)與哪些因素有關(guān)?,,提出問(wèn)
8、題:,觀(guān)察不同單色光的雙縫干涉條紋的情況,說(shuō)說(shuō)你的思考?,不同的色光在真空中的傳播速度相同.波長(zhǎng)和頻率的乘積等于波速:v=f,波長(zhǎng)越長(zhǎng)頻率越小,波長(zhǎng)越短頻率越大.,1nm=10-9m,七種單色光的綜合性質(zhì)對(duì)比一覽表,精確實(shí)驗(yàn)表明相鄰亮(暗)條紋間的距離與波長(zhǎng)成正比,三.白光的雙縫干涉,七種單色光在同一種裝置中的雙縫干涉條紋間距是從大到小的。但它們?cè)陔p縫正對(duì)的像屏的中央P處附近均為亮條紋還是暗條紋?,拓展1、若用白光在同樣的裝置中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),其干涉圖樣是什么條紋?,拓展2、分析說(shuō)明用白光做楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí),中央亮紋的邊緣是什么顏色?,拓展3、分析說(shuō)明用白光做楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí),離中央最近的一條亮紋
9、是什么顏色?,紅,紫,思考,白光的雙縫干涉:,白光的薄膜干涉條紋彩色條紋,水面上的油膜呈彩色,一.楊氏干涉實(shí)驗(yàn),、實(shí)驗(yàn)裝置,(1)形成明暗相間的條紋(2)條紋等寬、亮度相同(3)亮紋間等距、暗紋間等距(4)兩縫S1、S2中垂線(xiàn)與屏幕相交位置是亮條紋---中央亮紋,、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,3、光具有波動(dòng)性,4、干涉規(guī)律,二.決定條紋間距的條件,1、精確實(shí)驗(yàn)表明相鄰亮(暗)條紋間的距離與波長(zhǎng)成正比,三.白光的雙縫干涉,1用兩個(gè)紅燈照射白墻,在墻上會(huì)看到()A明暗相間的條紋B彩色條紋C一片紅光D晃動(dòng)的條紋,C,,2.如圖所示,用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),P處為第二亮條紋,改用頻率較高的單色光重做實(shí)驗(yàn)(其他條件不變)
10、時(shí),則第二亮條紋的位置:()A仍在P處B在P點(diǎn)的上方C在P點(diǎn)的下方D將不存在亮條紋,C,3.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,以白光為光源,在屏上觀(guān)察到彩色干涉條紋,若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光用只能透過(guò)紅光),另一縫前放一綠色濾光片(只能透過(guò)綠光),這時(shí)()A、只有紅色和綠色的干涉條紋,其它顏色的雙縫干涉條紋消失B、紅色和綠色的干涉條紋消失,其它顏色的干涉條紋仍然存在C、任何顏色的干涉條紋都不存在,但屏上仍有亮光D、屏上無(wú)任何亮光,C,分析與解:在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,白光通過(guò)單縫成為線(xiàn)光源,從單縫時(shí)出的光通過(guò)雙縫分成兩束光,它們?cè)诠馄辽闲纬刹噬母缮鏃l紋,現(xiàn)在兩個(gè)縫前分別放上紅色和綠色濾光片,紅光和綠光的頻率不同,不是相干光,所以屏上沒(méi)有干涉條紋,只有亮光,選擇項(xiàng)C正確,