第一篇：魯科版 選修3-4 51 光的干涉 (教案)

第一節 光的干涉

三維教學目標

1、知識與技能

（1）認識光的干涉現象及產生光干涉的條件；

（2）理解光的干涉條紋形成原理，認識干涉條紋的特征；（3）如何用波動說來說明明暗相間的干涉條紋，怎么會出現時間上是穩定的，空間上存在著。

2、過程與方法

（1）通過觀察實驗，培養學生對物理現象的觀察、表述、概括能力；

（2）通過觀察實驗培養學生觀察、表述物理現象，概括其規律特征的能力，學生親自做實驗培養學生動手的實踐能力。

3、情感、態度與價值觀

教學重點：波的干涉條件，相干光源；如何用波動說來說明明暗相間的干涉條紋，怎么會出現時間上是穩定的，空間上存在著。

教學難點：如何用波動說來說明明暗相間的干涉條紋，怎么會出現時間上是穩定的，空間上存在著；加強區和減弱區并且互相間隔，如何理解“加強”和“減弱”。

1、從紅光到紫光頻率是如何變化的？頻率由誰決定？

?vcc?(??)(?0?)(n?)???0(光從真空進入介質后波長變小)??vn

（1）從紅光到紫光的頻率關系為： υ紫 > ??? > υ紅

（2）頻率由光源決定與傳播介質無關。（由光源的發光方式決定）

2、在真空中，從紅光到紫光波長是如何變化的？

cc???????? ?紅??紫?紅??紫

3、任一單色光從真空進入某一介質時，波長、光速、頻率各如何變化？

（1）當光從真空進入介質或從一種介質進入另一種介質時，頻率不發生變化。即光的的顏色不發生改變。

（2）當光從真空進入介質后，傳播速度將變小。當光從一種介質進入另一種介質后，又如何判斷傳播速度的變化？

當光從一種介質進入另一種介質后，又如何判斷波長的變化？[來源:學|科|網Z|X|X|K]

例1：已知介質對某單色光的臨界角為θ，則()① 該介質對此單色光的折射率等于1/sinθ B.此單色光在該介質中的傳播速度等于csinθ倍(c是真空中的光速)C.此單色光在該介質中的波長是在真空中的波長的sinθ倍 D.此單色光在該介質中的頻率是在真空中頻率的1/sinθ倍

4、在同一介質中，從紅光到紫光波長、速度大小間的關系如何？（1）在同一種介質中，頻率小的傳播速度大。

（2）在同一種介質中，頻率小的波長大（這一點與真空中的規律一樣）。

5、產生穩定干涉現象的條件是什么？（頻率相同、振動方向相同、相差保持恒定）

6、日常生活中為何不易看到光的干涉現象？（對機械波來說容易滿足相干條件，對光來講就困難的多，這與光源的發光機理有關，利用普通光源獲得相干光的方法是把一列光波設法分成兩部分進行疊加發生干涉）

（7）楊氏雙縫干涉圖樣的特點有那些？（1）單色光為：等間距、明暗相間的條紋。（明暗條紋的寬度相同）

相干最大條件：r2?r1?n?(n?0、1、2...)r2?r1?(2n?1)?/2(n?1、2、3...)相干最小條件：d?L??dr22?(x?)2?L2?r?r?2L2nL?x?ddr12?(x?)2?L2當n取1時x為紋寬2L??x?(r?r)(r?r)?2xd221d 1

（2）相同雙縫時，頻率越大紋越窄。

（3）白光干涉圖樣為彩色，中央亮紋為白色。注意：與單縫衍射圖樣進行對比區別。

8、如何解釋白光楊氏雙縫干涉圖樣是彩色的這一現象？如何解釋紫光的楊氏雙縫干涉條紋比紅光窄這一現象？

例1：用紅光做雙縫干涉實驗，在屏上觀察到干涉條紋，在其他條件不變的情況下，改用紫光做實驗，則干涉條紋間距將變_____，如果改用白光做實驗，在屏上將出現_____色條紋。

例2：用單色光做雙縫干涉實驗，下列說法中正確的是()A.相鄰干涉條紋之間的距離相等

B.中央明條紋寬度是兩邊明條紋寬度的2倍

C.屏與雙縫之間距離減小，則屏上條紋間距增大

D.在實驗裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍光的條紋間距

9、薄膜干涉是指哪兩列光波的疊加？（薄膜上下表面的反射光，干涉條紋出現在被照面上）

11、如何理解等厚干涉的“厚”字？

（1）由于膜很薄所以上下表面疊加反射光的光程差為所在處膜厚的2倍。（2）厚度相同各點光程差相同，干涉紋的亮度相同。（同一條紋下方膜的厚度相同）

（3）在膜的一個表面為平面的前提下，如果紋是等間隔直紋，說明膜的另一表面是平面；如果局部出現彎曲，說明彎曲處面不平。

例1：如圖4-4所示，豎直的肥皂液膜的橫截面，右側受到一束平行光的照射，關于肥皂液膜產生干涉條紋的說法正確的是()A.在右側觀察到的干涉條紋是由光線在肥皂液薄膜左右兩個表面反射的兩列波迭加生成的 B.在左側也能觀察到類似的條紋

C.觀察到的條紋可能是黑白相間的也可能是色彩相間的 D.觀察到的條紋可能是水平的也可能是豎直的

11、為什么照相機的鏡頭常呈淡紫色或藍色？

為了增加通光量，在鏡頭上鍍上了增透膜的緣故。因為人的視覺最敏感的色光為綠光，所以增透膜的厚度為綠光的1/4。以增大綠光的透射強度。因為紅光與紫光反射強度大，所以鏡頭的顏色常呈淡紫色或藍色。

例1：市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時能使被照物品處產生的熱效應大大降低，從而廣泛地應用于博物館、商店等處.這種燈降低熱效應的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍了一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應最顯著的紅外線.以λ表示此紅外線的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應為（）A.λ/8 B.λ/4 C.λ/4 D.λ

第二篇：高中物理 《光學光的干涉》教案 滬科版選修3-4

光學·光的干涉·教案

一、教學目標

1．認識光的干涉現象及產生光干涉的條件．

2．理解光的干涉條紋形成原理，認識干涉條紋的特征．

3．通過觀察實驗，培養學生對物理現象的觀察、表述、概括能力．

4．通過“揚氏雙縫干涉”實驗的學習，滲透科學家認識事物科學的物理思維方法．

二、重點、難點分析

1．波的干涉條件，相干光源．

2．如何用波動說來說明明暗相間的干涉條紋，怎么會出現時間上是穩定的，空間上存在著加強區和減弱區并且互相間隔，如何理解“加強”和“減弱”．

3．培養學生觀察、表述、分析能力．

三、教具

1．演示水波干涉現象：頻率可調的兩個波源，發波水槽，投影幻燈，屏幕．

2．演示光的干涉現象：直絲白熾燈泡；單縫；雙縫；紅、綠、藍、紫濾色片；光的干涉演示儀；激光干涉演示儀．

3．干涉圖樣示意掛圖.四、主要教學過程(一)引入

由機械波的干涉現象引入：首先演示“水波干涉現象”，并向學生提出問題．(1)這是什么現象？

(2)是否任何兩列波在傳播空間相遇都會產生這樣的現象？

讓學生回答，讓學生描述穩定干涉現象的特征，指出干涉現象是兩列波在空間相遇疊加的一種情景；一切波都能發生干涉現象，干涉現象是波特有的現象．要得到穩定干涉現象需是相干波源．

(二)教學過程設計

1．光的干涉現象——揚氏干涉實驗．

(1)提出問題：光是否具有波動性？如果有則會有光的干涉現象，觀察光的干涉現象可以用屏幕，在屏幕上會得到什么現象呢？

演示 兩個通有同頻率交流電單絲燈泡(或蠟燭)作為兩個光源，移動屏與它們之間的距離，屏幕上看不到明暗相間的現象．

實驗結果表明：兩個獨立熱光源的光波相遇得不到干涉現象．說明光的復雜性．認識事物不是一帆風順的．實驗的不成功是光無波動性？還是實驗設計有錯誤，沒有滿足相干條件？

(2)揚氏實驗．

①介紹英國物理學家托馬斯·揚．如何認識光，如何獲得相干光源——展示揚氏實驗掛圖鼓勵學生在認識事物或遇到問題時，學習揚氏的科學態度，巧妙的思維方法．

用心

愛心

專心 1

②介紹實驗裝置——雙縫干涉儀．

說明雙縫很近0.1mm，強調雙縫S1、S2與單縫S的距離相等，所以兩單縫S1、S2處光的振動不僅頻率相同，而且總是同相．

③演示：

先用加濾色片后單色光紅光進行演示，然后改用激光源做雙縫干涉實驗，并使雙縫與屏幕的距離加大，這樣在屏幕上得到條紋間距離大，更為清晰的明暗相同的圖樣．

展示雙縫干涉圖樣，讓學生注意觀察圖樣，回答圖樣的特點：(1)明暗相間．(2)亮紋間等距，暗紋間等距．(3)兩縫S1、S2中垂線與屏幕相交位置是亮條紋——中央亮紋．

提出問題：為什么會出現這樣的圖樣？怎樣用波動理論進行解釋． 2．運用波動理論進行分析．

(1)演示兩列頻率相同、振動方向相同兩列波在一直線上疊加的情景．

用做好的幻燈片用投影幻燈進行演示；或用編制好的軟件在電腦上進行演示． 注意分析兩列波傳播經同一位置時此點的振動情況． ①仍在某一平衡位置附近往復振動，位移隨時間而改變．

②兩列波同相振幅變大，說明此點振動加強了；兩列波反相振幅減小，說明此點振動減弱了．

強調波形圖是各個質點在同一時刻位移的包絡線，演示波在傳播時，波峰波谷的移動情況．

用心

愛心

專心 2

(2)演示一列波由近及遠波峰、波谷示意圖，演示兩列頻率相同，同相波由近及遠波峰、波谷的示意圖．

波峰、波谷行進位置．

②幻燈片數量準備多一些，波峰、波谷向前推進速度要慢，若用電腦波行進的速度要慢且可暫停．

③最后形成書上雙縫干涉示意圖樣，展示彩色掛圖． 分析：

①說明示意圖是兩列波某一時刻峰谷位置分布圖．

②說明兩列波同頻率、初相相同，在兩列波峰峰、谷谷相遇位置均是加強點；而峰谷相遇位置均是消弱點．

用心

愛心

專心

③先分析S1S2連線中垂線上的點：首先讓學生注意中垂線上的某一點，演示讓波行進起來結果峰谷依次通過此點——說明此點振動在峰→平衡位置→谷→平衡位置→峰之間往復振動是加強點．然后再讓學生看兩列波的相遇峰、谷依次通過該直線上的所有點——說明此直線上的點均是加強點．

④再分析S1S2中垂線兩側對稱位置上的點，即兩列波峰谷相遇點，首先注意某一點，演示讓波行進起來總是峰谷同時通過此點——說明兩列波通過此點總是振動方向相反，是被消弱的；然后再看兩列波峰谷交叉點的移動情況——為消弱區域．

⑤其次再分析遠離中垂線上的點又是加強區域??

小結：通過以上分析振動加強與消弱點的分布是相互間隔的而且是穩定的．結合干涉掛圖反映在屏幕上：同相加強光能量較強——亮；反相減弱光能量較弱——暗．得到亮暗間隔的干涉圖樣．

(3)屏幕上出現亮紋、暗紋的條件．

在示意圖中，S1和S2為一對相干光源，兩組半徑相同的同心圓表示S1和S2兩相干光源向外傳播的兩列波．實線表示波峰，虛線表示波谷．實線a0、a2、a′2，a4、a′4?為加強區域，虛線a1、a′1；a3、a′3?為減弱區域．

①實線a0上各點，S1、S2發出光波到達線上某點的光程差δ=0．

實線a2(a′2)上各點，S1、S2發出光波到達線上某點的光程差δ2=λ． 實線a4(a′4)上各點，S1、S2發出光波到達線上某點的光程差δ4=2λ． 即在實線a0、a2(a′2)、a4(a′4)?上各點光程差各為0、λ、2λ?，即為波長的整數倍．屏上出現亮紋．

用心

愛心

專心

?，即為半波長的奇數倍，屏上出現暗紋．

總結規律：凡光程差等于波長整數倍的位置，產生亮條紋；凡光程差等于半波奇數倍的位置，產生暗條紋，即產生亮暗條紋條件表達式：

亮紋 光程差δ=kλ(k=0，1，2?)．

*(4)若學生數學基礎好，接受能力強可推導屏上亮暗紋的位置公式，否則不進行此內容． 3．干涉條紋間距與哪些因素有關．

教師重做雙縫干涉實驗，讓學生注意實驗現象，并定性尋找規律．

①改變屏與縫之間的距離L——波長λ不變時L越大，亮紋間距(暗紋間距)越大． ②屏與縫之間距離L不變，用不同的單色光進行實驗——波長長的亮紋間距(暗紋間距)大，并展示彩色掛圖．

③L、λ不變，用雙縫距離d不同配件進行實驗——d小的亮紋間距(暗紋間距)大．

小結：(1)實驗可證明(或用上述亮暗紋的位置公式得亮紋間距)Δx=

(2)利用雙縫干涉實驗，測量L、d、Δx可測單色光的波長．

4．用復色光源做揚氏雙縫干涉實驗．

讓學生猜測干涉圖樣，然后教師做演示，讓學生注意觀察屏上圖樣特征：雙縫S1、S2連線的中垂線與屏相交的中央位置是白色亮縫，而兩側是彩色條紋，然后展示掛圖以便讓學生對圖樣有深刻印象．

(三)課堂小結

1．托馬斯·揚在歷史上第一次解決了相干光源問題，成功做出了光的干涉實驗．光的干涉現象微粒說無法解釋，而波動說可做出完善解釋，使人們認識到光具有波動性．

2．兩個相干光源發出的光在屏上某處疊加時如果同相，光就加強，如果反相光就減弱，于是產生明暗條紋，其特征是在中央明紋兩側對稱地分布著明暗相間的各級干涉條紋，且相鄰明紋和相鄰暗條紋的間隔相等．

單色光：亮紋 光程差 δ=kλ(k=0，1，2?)．

復色光則出現彩色條紋．

用心

愛心

專心

3．明暗相間條紋反映光的能量在空間分布情況，暗條紋處光能量幾乎是零．表明兩列光波疊加彼此相互抵消．這并不是光能量損耗了或變成其它形式能量，而是按波的傳播規律，沒有能量傳到該處；亮條紋處的光能量比較強，光能量增加也不是光的干涉可以產生能量，而是按波的傳播規律，到達該處的能量比較集中．

用心

愛心

專心6

第三篇：光的干涉教案

光的干涉

【教學目標】

1、知識與技能：

（1）在學生已有幾何光學知識的基礎上引導學生回顧人類對光的本性的認識發展過程（2）在復習機械波干涉的基礎上使學生了解產生光的干涉的條件和楊氏實驗的設計原理。

（3）使學生掌握在雙縫干涉實驗中產生亮條紋和暗條紋的原因及條件，并了解其有關計算，明確可以利用雙縫干涉的關系測定光波的波長。

（4）通過干涉實驗使學生對光的干涉現象加深認識。

2、過程與方法

在教學的主要設置了兩個探究的問題

（1）在機械波產生干涉現象的知識基礎上，學生通過自主學習掌握光的干涉條件，在雙縫干涉實驗中產生亮條紋和暗條紋的原因及條件。

（2）小組合作學習探究相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）的間距與什么因素有關。

3、情感態度價值觀

培養學生合作的精神、團隊的意識和集體的觀念，培養學生循著科學家足跡自主探究科學知識的能力，從而真正實現使每個學生都得到發展的目標。

【教學重點】

（1）使學生知道雙縫干涉產生的條件，掌握干涉圖樣的特征。（2）理解雙縫干涉實驗中產生亮條紋和暗條紋的條件

（3）理解相鄰的亮條紋（或暗條紋）的間距，并能應用這一規律解決實際問題 【教學難點】

(1)對雙縫干涉圖樣中亮條紋和暗條紋產生原因的正確理解(2)理解影響雙縫干涉圖樣中相鄰亮條紋(或暗條紋)間距的因素 【教學方法】 類比、實驗、分組探究 【教學工具】

PPT課件、玩具激光光源、光柵（雙縫）【教學過程】 課題引入：

問一：在日常生活中，我們見到許多光學的現象，這些自然現象是如何形成的？ 圖片展示：如光的直線傳播、彩虹、“海市蜃樓”

引入：自然界中的光現象如此豐富多彩，人們不禁要問光的本質到底是什么？ 新課教學：

一、兩大學說之爭：

在17世紀以牛頓為代表的一派認為：“光是一種物質微粒，在均勻的介質中以一定的速度傳播”

以惠更斯為代表的一派認為：“光是在空間傳播的某種波” 學生討論：你贊同誰的觀點？并說一說贊同的原因。

二、光的干涉：

（一）假設：光是一種波，則必然會觀察到波的特有現象。學生回顧：機械波的特有現象——干涉

引導：只要能看到光的干涉現象，就能說明光具有波性

（二）實驗探究：

1、我們怎樣才能使兩列光相遇時發生干涉現象？ 演示：兩個單獨的激光光源相遇

設問：為什么看不到干涉現象？產生干涉現象必須有什么條件？

學史介紹：實際上很難找到兩個能相互干涉的光源，一直到1801年英國物理學家托馬斯·楊在實驗室里成功的觀察到了光的干涉。

2、托馬斯·楊雙縫干涉實驗介紹：

介紹實驗裝置，在擋板上開兩條很窄的狹縫，當一束單色光投射到擋板時，兩條狹縫相當于兩個完全相同的光源——相干光源。

光的干涉條件：相干光源

3、演示實驗：雙縫干涉實驗

思考：光通過雙縫后墻上出現了什么現象？這又說明了什么？ 師生小結：光具有波動性

引導學生參閱課本彩圖中的雙縫干涉圖樣 小組討論：光的干涉圖樣有什么特征？

得出實驗現象：中央亮條紋、明暗相間、間距相等的條紋 設問(現象解釋)：你該如何解釋光屏上出現的亮條紋（暗條紋）？

光屏上何處出現亮條紋，何處出現暗條紋？即產生的條件是什么？ 小組討論：形成共識，派代表闡述原因。光屏上出現亮條紋（或暗條紋）的條件： 亮條紋：?s?2n??2?暗條紋：?s??2n?1??（n=0、1、2、3…）（n=0、1、2、3…）

引導學生參閱課本彩圖，比較三種干涉圖樣相鄰亮條紋（或暗條紋）間距有什么區別。過渡：干涉圖樣相鄰亮條紋（或暗條紋）間距Δx到底與哪些因素有關？

4、分組探究：

猜想：影響干涉圖樣相鄰亮條紋（或暗條紋）間距Δx的因素 探究方法：控制變量法、歸納法

（1）利用現有實驗資料探究：其他條件不變，雙縫間距d減小，Δx如何改變。學生參閱課本彩圖，通過對比分析得出結論。

（2）實驗方法和數學方法：其他條件不變，雙縫與屏的距離L增大，△X如何變化？ 實驗演示，學生觀察現象。

多媒體輔助演示：用干涉圖樣從幾何角度可以定性說明L與△X的關系（3）學生自主探究：其他條件不變，波長λ增大，△X如何變化？ 探究工具：幾張干涉圖樣、直尺、兩種顏色的記號筆。

小組探究的結果：雙縫的間距d越小，屏到擋板間的距離L越大，光的波長λ越大

則相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）的間距Δx越大。（4）理論證明： ?x?

（三）規律應用： 1測光的波長（1）小組討論：

你能否根據所學的知識，設計一測量某種可見光波長的方案？

（2）學生代表小結： 由?x?L? d雙縫的間距d，屏到擋板間的距離L，相鄰兩條亮條紋（或明條紋）的間距Δx。就能知道這種可見光的波長

（3）實例：雙縫的間距d=0.18mm，光屏到檔板的距離L=90cm，相鄰兩條亮條紋的間距Δx =3.50mm，則此單色光的波長為多少？

（4）各種色光的波長測定及介紹：（光的波長單位往往用納米）學生閱讀課本表格

小結：紅光波長最大，紫光波長最小。因此紅光的干涉條紋間距最大，紫光最小。Ld?可知：???x，只要測出： dL2、白光的干涉現象：

如果用白光做雙縫干涉實驗，在屏上會出現什么現象？ 媒體展示 【復習鞏固】 師生回顧本節重點內容 【課后反思】

1、中央亮條紋為什么是白的來兩側的為彩色條紋？

2、兩側彩色條紋的分布有沒有規律？紅色在外還是紫色在外側？ 【板書設計】

光的干涉

1、干涉條件：相干光源

2、干涉圖樣：中央亮條紋、明暗相間、間距相等的條紋

3、圖樣分析：

（1）光屏上出現亮條紋（或暗條紋）的條件： 亮條紋：?s?2n? ?2?暗條紋：?s??2n?1??（n=0、1、2、3…）

2（2）相鄰的亮條紋（或暗條紋）的間距：?x?

4、應用：（1）測波長：??【教學反思】

本節課是一堂典型的探究式課堂教學，教學中體現了新課程學習的理念。教學中設置兩個探究點，學生在自主學習，合作學習，探究學習的過程中不僅掌握了知識，更重要的是學會了研究問題的方法。在學習的過程中興趣盎然，積極主動地參與到教學中，從而培養了學習物理的興趣。

不足是：由于上課時間和器材的限制，實驗探究未能讓學生主自主研究，而是通過演示替代，另外在學生觀察了光的干涉實驗后，未能進一步追問這一現象說明了什么？基礎差點的同學可能還不能自主地把現象和波動性聯系上。今后的教學中就進一步注意細節的把握，努力體現新課改理念，最大限度地增加課堂效益。（n=0、1、2、3…）

L? d（2）白光的雙縫干涉圖樣分析：明暗相間的彩色條紋 d?x L 4

第四篇：13.2 光的干涉教案

衡陽縣一中高二物理組

全新課標理念，集體智慧結晶

第二節 光的干涉

教學目標：

（一）知識與技能

1、了解產生光的干涉的條件和楊氏實驗的設計原理。

2、通過干涉實驗使學生認識光的干涉現象和干涉條紋的特征。

3、使學生掌握在雙縫干涉實驗中產生亮條紋和暗條紋的原因及條件。

（二）過程與方法

1、在機械波產生干涉現象的知識基礎上，學生通過自主實驗探究，小組合作學習探究掌握光的干涉條件，推理在雙縫干涉實驗中形成亮條紋和暗條紋的原因及產生亮暗條紋的條件。

2、通過觀察實驗，培養學生對物理現象的觀察、表述、概括能力。

（三）情感態度與價值觀

1、通過“楊氏雙縫干涉”實驗的學習，滲透科學家認識事物的物理思維方法。

2、培養學生循著科學家足跡自主探究科學知識的能力，從而真正實現使每個學生都得到發展的目標。教學重點：

1、使學生知道雙縫干涉產生的條件，認識干涉圖樣的特征。

2、理解雙縫干涉實驗中產生亮條紋和暗條紋的條件。教學難點：

對雙縫干涉圖樣中亮條紋和暗條紋產生原因的正確理解,如何用波動說來說明明暗相間的干涉條紋，在時間上是穩定的，空間上存在著加強區和減弱區并且互相間隔，如何理解“加強”和“減弱”。教學方法：

類比法、實驗法、分組探究法 教學用具：

PPT課件、激光光源、雙縫、紅、綠、藍、紫濾色片；激光干涉演示儀。教學過程：

（一）引入新課 衡陽縣一中高二物理組

全新課標理念，集體智慧結晶

在日常生活中，我們見到許多光學的現象。圖片展示：如光的直線傳播、彩虹、“海市蜃樓”

引入：自然界中的光現象如此豐富多彩，人們不禁要問光的本質到底是什么？

（二）新課教學

1、兩大學說之爭

在17世紀以牛頓為代表的一派認為：“光是一種物質微粒，在均勻的介質中以一定的速度傳播”

以惠更斯為代表的一派認為：“光是在空間傳播的某種波”

2、光的干涉

假設：光是一種波，則必然會觀察到波的特有現象。波的特有現象有哪些？學生答：波的干涉和衍射

3、光的干涉現象——楊氏干涉實驗．

（1）引導：只要我們能看到光的干涉現象，就能說明光具有波動性。聲波發生干涉聽到有些地方強，有些地方弱。光若發生干涉在屏幕上會看到什么現象？

學生回答：會看到有些地方亮有些地方暗（2）楊氏實驗

1801年英國物理學家托馬斯·楊在實驗室里成功的觀察到光的干涉現象。請大家參照楊氏實驗利用身邊的器材進行實驗并注意實驗中看到的現象。（3）學生實驗探究

學生觀察到圖樣的特點：①明暗相間。②亮紋間等距，暗紋間等距。③兩縫S1、S2中垂線與屏幕相交位置是亮條紋——中央亮紋。

總結：明暗相間的條紋說明了光在傳播的共同區域發生加強和減弱，光發生了干涉現象。光發生干涉說明光是一種波。

既然光是一種波，我們就試著用波的理論來解釋為什么中央會出現亮條紋？

4、決定條紋間距的條件 衡陽縣一中高二物理組

全新課標理念，集體智慧結晶

由于S1和S2發出的兩列波到達P0點的路程一樣，所以這兩列波的波峰或波谷同時到達P0點。這兩列波總是波峰與波峰疊加、波谷與波谷疊加，他們在P0點相互加強，因此在P0這里出現了一個亮條紋。

其他點情況如何呢？ ［投影圖］

P1點應出現什么樣的條紋？

分析：因為倆列波到達P1的路程差為λ，所以這兩列波的波峰或波谷同時到達P1點，他們在P0點相互加強，因此在P0點出現了一個亮條紋。

同理：在P1點的上方還可以找到Δ2=|S1P2-S2P2|=2λ的P2點，Δ3=|S1P3-S2P3|= 3λ的P3點，Δn=|S1Pn-S2Pn|=nλ的Pn點，它們對應產生第2、3、4?條明條紋，還有明條紋的地方嗎？在P點下方，與P1、P2等關于P0對稱的點也應是明條紋。

［投影下圖］那么S1、S2發出的光在Q1點疊加又該如何呢？

分析：在Q1點倆列波的波程差是λ/2,是波峰與波谷相遇,振動步調剛好相反,所以是暗條紋。

衡陽縣一中高二物理組

全新課標理念，集體智慧結晶

總結規律：凡光程差等于波長整數倍的位置，產生亮條紋；凡光程差等于半波奇數倍的位置，產生暗條紋，即產生亮暗條紋條件表達式：

亮紋

光程差δ=kλ(k=0，1，2?)． 暗紋：光程差??(2k?1)

（三）課堂小結

1、托馬斯·楊在歷史上第一次解決了相干光源問題，成功做出了光的干涉實驗。光的干涉現象用微粒說無法解釋，而波動說可做出完善解釋，使人們認識到光具有波動性。

2、兩個相干光源發出的光在屏上某處疊加時如果同相光，光就加強，如果反相光就減弱，于是產生明暗條紋，其特征是在中央明紋兩側對稱地分布著明暗相間的各級干涉條紋，且相鄰明紋和相鄰暗條紋的間隔相等。

單色光：亮紋 光程差 δ=kλ(k=0，1，2?)． 暗紋：光程差 ??(2k?1)

（四）布置作業

完成“問題與練習”中的題目。

?2(k?1,2,3,4..................)

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第五篇：高中物理第十三章光第3節光的干涉教案選修3-4教案

13.3光的干涉

物理核心素養主要由“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個方

面構成。

一、教學目標

1．認識光的干涉現象及產生光干涉的條件．

2．理解光的干涉條紋形成原理，認識干涉條紋的特征．

3．通過觀察實驗，培養學生對物理現象的觀察、表述、概括能力．

4．通過“揚氏雙縫干涉”實驗的學習，滲透科學家認識事物科學的物理思維方法．

二、重點、難點分析

1．波的干涉條件，相干光源．

2．如何用波動說來說明明暗相間的干涉條紋，怎么會出現時間上是穩定的，空間上存在著加強區和減弱區并且互相間隔，如何理解“加強”和“減弱”．

3．培養學生觀察、表述、分析能力．

三、教具

1．演示水波干涉現象：頻率可調的兩個波源，發波水槽，投影幻燈，屏幕． 2．演示光的干涉現象：直絲白熾燈泡；單縫；雙縫；紅、綠、藍、紫濾色片；光的干涉演示儀；激光干涉演示儀．

3．干涉圖樣示意掛圖，為分析干涉所做的幻燈片；或電腦及干涉現象示意的動畫軟件．

四、主要教學過程

(一)引入

由機械波的干涉現象引入：首先演示“水波干涉現象”，并向學生提出問題．(1)這是什么現象？

(2)是否任何兩列波在傳播空間相遇都會產生這樣的現象？

讓學生回答，讓學生描述穩定干涉現象的特征，指出干涉現象是兩列波在空間相遇疊加的一種情景；一切波都能發生干涉現象，干涉現象是波特有的現象．要得到穩定干涉現象需是相干波源．

(二)教學過程設計

新課教學： 雙縫干涉

1.什么是雙縫干涉：平行的單色光照射到相距很近的雙狹縫上，在狹縫后的光屏上出現亮暗相間條紋的現象叫做雙縫干涉現象。

問題：在什么樣的條件下才能在屏幕上形成亮暗相間的條紋呢？根據波的疊加原理，可知：在同一種介質中傳播的兩列波，當兩個波源的頻率相同，振動狀態完全相同或有恒定的相位差時，就會出現干涉現象。

2.形成光波干涉的條件

（1）兩個光源的頻率相同；

（2）兩個光源的振動狀態完全相同或有恒定的相位差。如圖所示的雙縫干涉裝置中，滿足上述條件嗎？為什么？ 分析：一束激光被分成兩束相當于兩個波源，激光束的顏色沒有發生變化，說明兩個波源的頻率一定相同；兩條狹縫距離光源的距離相等，所以兩個狹縫處波的振動狀態相同。由此可見，通過雙縫形成的兩個波源就是相干光源。

問題：為什么在光屏上會形成亮暗相間的條紋呢？

如圖，根據機械波的干涉理論可知，亮條紋出現的位置一定是波峰與波峰，或者波谷與波谷相遇的位置。我們可以肯定的說，P點就是亮條紋出現的位置，圖中P點距S1、S2距離相等，路程差：Δr=S1P-S2P=0應出現亮紋，中央亮條紋。不管波處于哪種初態，P點的振動總是波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇，振幅A總為A1、A2之和，即P點總是振動加強點，應出現亮紋。

如果P1點也出現亮條紋，那么P1點距S1、S2距離應滿足什么條件呢？

Δr1=|S1P1-S2P1|=λ=2×

? 2Δr2=|S1P2-S2P2|=2λ Δr3=|S1P3-S2P3|=3λ Δrn=|S1Pn-S2Pn|=nλ 它們對應產生第2、3、4?條明條紋，還有明條紋的地方嗎？在P點下方，與P1、P2等關于P對稱的點也應是明條紋。

（1）形成亮條紋的條件：Δr=2n·

?n=0，1，2?時，出現亮條紋。2

暗條紋出現的位置：

根據波的疊加原理：在Q1點是波峰與波谷相遇，振動步調剛好相反。Q1點位置與兩波源路程差：

Δr =|S1Q1-S2Q1|=Δr=|S1Q2-S2Q2|=?2

35λ,λ?處，在P1P2、P2P3、?等明紋之間有第2條暗紋Q2、第322條暗紋Q3?，哪位同學能用上面的方法寫個通式，歸納一下。

（2）形成暗條紋的條件：Δr=(2n+1)

?,n=0、1、2?時，出現暗紋。2 3