人教版 (2019)选择性必修 第一册3 光的干涉图片ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册3 光的干涉图片ppt课件，共50页。PPT课件主要包含了光的干涉，明暗相间，奇数倍，甲红光，乙蓝光，丙红光，不一样，知识点三薄膜干涉，探究一光的双缝干涉，答案B等内容，欢迎下载使用。

知识点一 　光的双缝干涉
1.双缝干涉实验.(1)实验过程:如图所示,让一束平行的 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 的.这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加,发生 现象.
(2)实验现象:在屏上得到 的条纹.(3)实验结论:证明了光是一种 .
知识点二　干涉条纹和光的波长之间的关系
1.几种单色光的双缝干涉图样如图所示.
双缝宽d=0.36 mm
双缝宽d=0.18 mm
(1)对比图甲和图乙,思考相邻明(暗)条纹间的距离大小与什么因素有关?
答案:相邻明(暗)条纹间的距离大小与光的波长λ有关,λ越大,相邻的明(暗)条纹间距越大.
(2)对比图甲和图丙,思考相邻明(暗)条纹间的距离大小与什么因素有关?
答案:相邻明(暗)条纹间的距离大小与双缝之间的距离d有关,d越小,相邻的明(暗)条纹间距越大.
1.在五彩缤纷的大自然中,我们常常会见到一些彩色光的现象.小孩儿吹出的肥皂泡、热菜汤表面的油花、雨后天晴马路上的油膜,我们都会在这些地方看到彩色的条纹.这些彩色条纹是如何形成的呢?
答案:由薄膜干涉形成.白光照射在液膜表面,被液膜前、后两个面反射的两列反射波叠加,形成干涉条纹.由于白光中的各色光波长不同,干涉后的条纹间距不同,液膜上就会出现彩色条纹.
2.薄膜干涉:由薄膜两个面的反射光相互叠加而产生的 现象.
1.直接用强光照射双缝,就能发生干涉.( )2.只要两列光波的频率相同就能发生干涉.( )3.若用白光做光源,干涉条纹是明暗相间的条纹.( )4.若用单色光做光源,干涉条纹是明暗相间的条纹.( )5.在双缝干涉实验中,双缝的作用是使白光变成单色光.( )6.薄膜干涉是由光通过两个表面折射产生的.( )7.水面上漂浮的油膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现象.( )
1801年,英国物理学家托马斯·杨用图甲所示的装置在实验室里成功观察到光的干涉现象,得到的干涉图样如图乙所示.
1.观察图乙干涉图样有什么特点.做双缝干涉实验时必须具备什么条件才能观察到干涉条纹?
答案:干涉图样是明暗相间的等间距的条纹.做双缝干涉实验时,光源必须是相干光源.
2.单缝和双缝的作用是什么?
答案:单缝的作用:获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动情况;双缝的作用:一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光.
3.光的双缝干涉的原理如下图所示,你能总结出如何判断屏上P点出现的是亮条纹还是暗条纹吗?
1.物理史实:1801年,英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象,用实验方法证实了光的波动性.2.光的双缝干涉.(1)条件:要使两列光波相遇时产生干涉现象,两光源必须具有相同的频率、相位和振动方向.(2)屏上某处出现亮、暗条纹的条件(S1和S2相当于两个相干光源).
【典例1】下图为双缝干涉实验装置示意图,当使用波长为 6×10-7 m的橙色光做实验时,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都是亮条纹B.P是亮条纹,P1是暗条纹C.P是暗条纹,P1是亮条纹D.P和P1都是暗条纹
双缝干涉中亮条纹或暗条纹的判断方法(1)判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹,要看该点到两个相干光源(双缝)的路程差与波长的比值.(2)路程差等于波长的整数倍处出现亮条纹,等于半波长奇数倍处出现暗条纹.
探究二　干涉条纹和光的波长之间的关系
如图所示,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,双缝到屏的距离为l.
1.若只更换波长更长的单色光,则相邻的亮条纹间距如何变化?
2.若只减小双缝之间的距离d,则相邻的亮条纹间距如何变化?
3.若只减小双缝到屏的距离l,则相邻的亮条纹间距如何变化?
4.相邻的亮条纹间距与波长λ、双缝之间的距离d和双缝与屏间的距离l有怎样的定量关系?
5.下图是用白光做双缝干涉实验得到的干涉图样,彩色条纹有什么特点?
答案:用白光做双缝干涉实验,从红光到紫光其波长由长到短,它们的干涉条纹间距也是从大到小.屏中央各色光都得到加强,混合成白色,但两侧因条纹间距不同而分开成彩色,而且同一级条纹内紫外红.
1.单色光的干涉图样.若用单色光做光源,则干涉条纹是明暗相间的条纹,且条纹间距相等.中央为亮条纹,两相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离与光的波长有关,波长越长,条纹间距越大.2.白光的干涉图样.若用白光做光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中央条纹是白色的.这是因为:(1)从双缝射出的两列光波中,各种色光都能形成明暗相间的条纹,各种色光都在中央条纹处形成亮条纹,从而复合成白色条纹.
【典例2】双缝干涉实验的装置示意图如图所示,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹,要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( )
A.增大S1与S2的间距B.减小双缝到光屏的距离C.将绿光换为红光D.将绿光换为紫光
如图甲所示,一束白光从右侧射入肥皂薄膜,人从右侧向左看,可以看到彩色条纹(如图乙所示),但是从左侧向右看,却看不到彩色条纹.
1.解释发生上述现象的原因.
2.请分析:为什么看到的彩色条纹是水平排列的?
答案:由于薄膜同一水平线上的厚度相同,所以彩色条纹是水平排列的.
3.生活中你还在哪些地方发现过薄膜干涉的现象?
答案:(1)有透明薄膜保护层的激光唱片呈现彩色;(2)蚌壳内表面透明薄膜上呈现各种色彩;(3)有些昆虫薄而透明的翅翼上出现彩色光带.
3.薄膜干涉的应用.(1)用干涉法检查平面平滑度.如图甲所示,两板之间形成一层空气膜,用单色光从上向下照射,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.如果被检测平面是平滑的,得到的干涉图样必是等间距的.若某处凹下,则对应明条纹(或暗条纹)提前出现,如图乙所示;若某处凸起,则对应条纹延后出现,如图丙所示.
③对“增透”的理解:如果用宏观的思维方式来理解,两束反射光相互抵消,并没有增加透射光的强度,因此,此过程只是“消反”,却不能“增透”.但是,总的能量是守恒的,反射光的能量被削弱了,透射光的能量就必然得到增强.增透膜是通过“消反”来确保“增透”的.
【典例3】(2021·江苏卷)铁丝圈上附有肥皂膜,竖直放置时,肥皂膜上的彩色条纹上疏下密,由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是 (　　) 
解析:当路程差(膜的厚度的两倍)是半波长的偶数倍时,振动加强,为亮条纹;当路程差是半波长的奇数倍时,振动减弱,为暗条纹.若人从同侧可以看到亮条纹,同一高度膜的厚度相同,则彩色条纹水平排列,因竖直放置的肥皂膜受到重力的作用,下面厚上面薄,形状如凹透镜,在肥皂膜不同的地方,来自前后两个面的反射光所走的路程差不同,导致上疏下密,选项C正确.
【典例4】市场上有种灯具叫“冷光灯”,用它照射物品时,被照物品处产生的热效应大大降低,因而广泛地应用于博物馆、商店等处.这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜(玻璃)表面上镀一层薄膜(例如氟化镁),这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线.用λ表示红外线的波长,则所镀薄膜的最小厚度应为( )
1.(2022·浙江卷)关于双缝干涉实验,下列说法正确的是 (　) A.用复色光投射就看不到条纹B.明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果C.把光屏前移或后移,不能看到明暗相间条纹D.蓝光干涉条纹的间距比红光的大
2.下图是双缝干涉的实验装置示意图,在光屏上P处发现明条纹,则双缝到光屏上P点的距离之差为( )
A.光波的半波长的奇数倍B.光波的波长的奇数倍C.光波的半波长的偶数倍D.光波的波长的偶数倍
解析:在双缝干涉实验中,光屏上某点到双缝的路程差为半波长的偶数倍时,该点为加强点,出现亮条纹;光屏上某点到双缝的路程差为半波长的奇数倍时,该点为减弱点,出现暗条纹.
3.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3条暗条纹,已知光速为c,则P到双缝S1、S2的距离之差r2-r1应为( )
4.下图为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂薄膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯,往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的( )
解析:铁丝圈上的肥皂薄膜在重力作用下上薄下厚,在同一水平线上厚度基本一致,如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强,那么这一水平线上光波会加强,所以干涉条纹应是水平的.
5.如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×10-7 m,屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10-7 m,则在这里出现的应是　　　　(选填“亮条纹”或“暗条纹”).现改用波长为6.30×10-7 m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将　　　　(选填“变宽”“变窄”或“不变”).  
情境　登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力.有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜.他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为f=8.1×1014 Hz. 问题　他设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少?