粤教版 (2019)选择性必修 第一册第四节 光的干涉教学演示ppt课件

这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第一册第四节 光的干涉教学演示ppt课件，共41页。PPT课件主要包含了托马斯·杨，明暗相间，观察不到，频率相同，相位差恒定，振动方向相同，半波长，光程差，相干光等内容，欢迎下载使用。

雨后积水上面漂浮的油膜显现出彩色条纹
灯光下的肥皂膜显现出彩色条纹
1．1801年，英国物理学家__________成功地观察到了光的干涉现象，直接证明了光的波动特征．2．现象：让一支激光笔发出的光照射在双缝上，双缝平行于屏，在屏上观察到了________的条纹；而两支同样的激光笔射向屏上的同一个地方，则________明暗相间的条纹．光波和机械波一样具有____现象．
1．干涉条件：两列光波的________、__________和____________．2．出现明暗条纹的判断．(1)亮条纹：当两列相干光波到达明(暗)干涉条纹的位置的路程差是波长的____倍．(2)暗条纹：当两列相干光波到达明(暗)干涉条纹的位置的路程差是______的奇数倍．3．相邻条纹间距：__________．
1．薄膜干涉：薄膜前、后表面反射回来的两组光波相遇后发生____，也称薄膜干涉．2．薄膜干涉的原理：光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前、后两个面的反射光具有稳定的______，是______．若是太阳光照射，在膜不同的地方，其内、外表面反射光的光程差不同，故总有一些地方的光程差满足明、暗条纹条件，会出现彩色条纹．
1．用两个红灯泡照射白墙，在墙上看到的是(　　)A．明暗相间的条纹 B．彩色条纹C．一片红光 D．晃动的条纹解析：两灯泡不是相干光源，故C正确．
2．在杨氏双缝干涉实验中，如果(　　)A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距一定变大D．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹解析：用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错误；用红光作为光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B正确；若仅将入射光由红光改为紫光，波长变小，条纹间距变小，C错误；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，D错误．
3.用右图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈．将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是(　　) A．当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°B．当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°C．当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持不变
解析：本实验中肥皂液薄膜产生的干涉条纹，是重力作用下肥皂液薄膜的梯形竖截面前后两面的反射光叠加而形成的，金属线圈在其所在平面内缓慢旋转并不能影响肥皂液薄膜的竖截面，故金属线圈在其所在平面内旋转时干涉条纹保持不变，故D正确．
1．两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大．白光的干涉条纹的中央是白色的，两侧是彩色的，这是因为：各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹．两侧条纹间距与各色光的波长成正比，条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹．
2．亮、暗条纹的判断．如右图所示，设屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2，路程差Δr＝r2－r1.(1)若满足路程差为波长的整数倍，即Δr＝kλ(其中k＝0，1，2，3，…)，则出现亮条纹．k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹．k为亮条纹的级次．
【典例1】　如右图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则(　　)A．不再产生干涉条纹B．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置略向下移[核心点拨]　(1)中央对称轴移动不会改变传到双缝的光的频率，由S1、S2射出的仍是相干光．(2)中央对称轴向上稍微移动，光程差为零的点变为P的下方．
解析：本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动S后，没有改变传到双缝的光的频率，由S1、S2射出的仍是相干光．S为实际光源，因此根据出现中央亮条纹的条件，必有SS1＋S1P＝SS2＋S2P.若单缝S稍微向上移动，则单缝S发出的光到达屏上光程差为零的点在P的下方，故中央亮纹下移，故D正确．
如何判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹(1)判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源(双缝)的路程差(光程差)与波长的比值．(2)要记住：路程差等于波长整数倍处出现亮条纹，路程差等于半波长奇数倍处为暗条纹．(3)上述结论成立的条件是：两个光源情况完全相同．
1．某同学利用下图所示实验装置观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏．当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑．分析实验失败的原因可能是(　　)A．单缝S太窄B．单缝S太宽C．S到S1和S2距离不相等D．阳光不能作为光源
解析：双缝干涉实验中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看成是由许多个点光源沿一条线排列组成的，单缝的宽度应比较小．由题意知，实验中观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽，得不到线光源．故选B．
【典例2】　在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5 mm，测得双缝到光屏的距离为1.0 m，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5 mm.已知真空中的光速c＝3.0×108 m/s.(1)此红光的频率为多少？它在真空中的波长为多少？
答案：4.0×1014 Hz　7.5×10－7 m
答案：1.125×10－3 m
3．在双缝干涉实验中，图甲是用绿光进行实验时屏上观察到的条纹情况，a处为中央亮条纹；图乙是用同一实验装置、换用另一种颜色的单色光进行实验时屏上观察到的条纹情况，a处仍为中央亮条纹．下列说法正确的是(　　)A．图乙可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B．图乙可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C．图乙可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D．图乙可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
4．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
1．薄膜干涉中相干光的获得．光照射到薄膜上，在薄膜的前、后两个面反射的光是由同一个实际的光源分解而成的，它们具有相同的频率、恒定的相位差．2．薄膜干涉的原理．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膜厚度的2倍．在某些位置，两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现暗条纹．
4．薄膜干涉的应用．(1)检查平面平整度的原理．光线经空气薄膜的上、下两面的反射，得到两束相干光，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉条纹是等间距的．如果被检测平面某处凹下，则对应条纹提前出现，如果某处凸起，则对应条纹延后出现．(2)增透膜的原理．在增透膜的前、后表面反射的两列光波形成相干波，当路程差为半波长的奇数倍时，两光波相互削弱，反射光的能量几乎等于零．
【典例3】　(2024·江苏南通高二统考)劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示. 将单色红光从上方射入，俯视可以看到图乙所示的条纹，利用此装置可以检查工件的平整度，下列说法正确的是(　　)A．图乙中条纹弯曲处表明被检查的平面在此处是凹的B．若用单色紫光从上方射入，条纹变疏C．若装置中抽去一张纸片，条纹变密D．若装置中抽去一张纸片，条纹向左移动
“矮人行走法”判断被测面的凹凸判断被测平面凹下或凸起可以用“矮人行走法”，即把干涉条纹看成“矮人”的行走轨迹．让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板，在行走过程中：(1)若某处有一凹下，他要想过去必须从薄膜的尖端绕过去，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜尖端，该处为一凹下．如图甲所示．(2)若某处有一凸起，他要想过去，必从薄膜底部去绕，即条纹某处弯向薄膜底部方向时，该处必为一凸起．如图乙所示．
5．如下图所示，把酒精灯放在肥皂液膜前，从薄膜上可看到明暗相间的条纹，能解释这一现象产生原因的示意图是(图中实线、虚线为光照射到液膜上时，从膜的前、后表面分别反射形成的两列波)(　　)
解析：肥皂液膜上薄下厚，波峰与波峰、波谷与波谷叠加处出现明条纹，波峰与波谷叠加处出现暗条纹，故C正确．
6．(2024·江苏淮安高二统考期末)图甲是检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为待测物体，C为入射光，图乙为观察到的干涉条纹，下列说法正确的是(　　)A．入射光C可以采用复色光B．将A、B间的物体向右微小平移可使条纹间距变大C．由图乙条纹可知，B上表面上有沟状凹陷D．若从中间位置向下按压A使其发生微小形变，观察到的条纹左密右稀
解析：入射光C应采用单色光，波长一定，不会出现干涉条纹重合，若采用复色光则会出现干涉条纹重合的现象，A错误；将A、B间的物体向右微小平移，从左到右，光在A、B间楔形狭缝内的光程差变化变慢，可使条纹间距变大，B正确；从左到右，光在A、B间楔形狭缝内的光程差均匀变大，故相邻亮条纹间距应相等，由题图乙条纹可知，中间某条纹右偏，即亮条纹推迟出现，故B上表面上有条状凸起，C错误；若从中间位置向下按压A使其发生微小形变，左侧光程差变化变慢，右侧光程差变化变快，故观察到的条纹左稀右密，D错误．