教學設計 完整版：光的干涉

光的干涉教學設計一、教學目標知識與技能1.知道光的干涉現(xiàn)象和干涉條件，并能從光的干涉現(xiàn)象中說明光是一種波。2．理解楊氏雙縫干涉實驗中亮暗條紋產生的原因。3．理解薄膜干涉的原理并能解釋一些干涉現(xiàn)象。4．了解相干光源，掌握干涉條件。過程與方法(1)通過觀察實驗，培養(yǎng)學生對物理現(xiàn)象的觀察、表述、概括能力。(2)通過觀察實驗培養(yǎng)學生觀察、表述物理現(xiàn)象，概括其規(guī)律特征的能力，學生親自做實驗培養(yǎng)學生動手的實踐能力。二、教學重點與難點分析1.楊氏雙縫干涉實驗是重點，亮暗條紋產生的原因是難點。2.理解薄膜干涉的原理并能解釋一些干涉現(xiàn)象。三、教學過程【新知初探】老師要求同學閱讀課本，了解基本知識。（一）楊氏雙縫干涉實驗1.史實1801年，英國物理學家_____________做了著名的光的____________實驗，成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象。2.實驗過程及現(xiàn)象如圖所示，用_______光照射雙縫干涉儀上的________S1和S2，通過測微目鏡可以觀察到兩束光在屏上形成的一系列____________的條紋。3.實驗結論：證明光具有波動性。4.現(xiàn)象解釋當兩個光源與屏上某點的距離之差等于半個波長的_________時，兩列光在這里相互_______，出現(xiàn)亮條紋．當兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長的________時，兩列光在這里相互________，出現(xiàn)暗條紋。5.干涉條件兩列光的_________相同，__________相同且相位差恒定，能發(fā)生干涉的兩個光源叫做_______光源。（二）奇妙的薄膜干涉1.觀察薄膜干涉：如圖所示，把這層液膜當作一個平面鏡，用它觀察燈焰的像時會發(fā)現(xiàn)水平方向的_______________的條紋。2.相干光源：薄膜__________面反射的光波。3.形成明暗相間條紋的原因：與雙縫干涉的情況相同，在膜上不同位置，來自前后兩個面的反射光用圖中實虛線來代表兩列光，所走的路程差不同。路程差是光在介質中波長的_______倍的這些位置上，疊加后加強，出現(xiàn)了亮紋；路程差是光在介質中半波長的_________倍的這些位置上，疊加后相互削弱，于是出現(xiàn)了暗紋?！疽c探究】（一）雙縫干涉出現(xiàn)明暗條紋的條件1.干涉條件兩列光的頻率相同，振動情況相同且相位差恒定．能發(fā)生干涉的兩列波稱為相干波，兩個光源稱為相干光源，相干光源可用同一束光分成兩列而獲得，稱為分光法。2.雙縫干涉的分析如圖所示，S為單縫，S1、S2為雙縫(間距為d)，雙縫到屏的距離為L，O為S1S2垂直平分線與屏的交點，S1、S2到屏上P點的路程分別為L1、L2，兩列光波傳到P的光程差ΔL＝|L1－L2|，設光波波長為λ。(1)當ΔL＝nλ(n＝0，1，2…)，兩列波傳到P點同相，互相加強，出現(xiàn)明紋。(2)若ΔL＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2…)，兩列波傳到P點反相，互相減弱，出現(xiàn)暗紋。(3)相鄰明紋或相鄰暗紋之間的距離相等，且Δx＝eq\f(L,d)λ。當L、d一定時，條紋寬度與波長成正比。3.一般情況下很難觀察到光的干涉現(xiàn)象的原因由于不同光源發(fā)出的光頻率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位發(fā)出的光也不一定有相同的頻率和恒定的相位差，在一般情況下，很難找到那么小的縫和那些特殊的裝置。故一般情況下不易觀察到光的干涉現(xiàn)象。4.雙縫干涉圖樣的特點(1)單色光的干涉圖樣若用單色光作光源，則干涉條紋是明暗相間的條紋，且條紋間距相等。中央為亮條紋，兩相鄰亮紋(或暗紋)間距離與光的波長有關，波長越大，條紋間距越大。(2)白光的干涉圖樣若用白光作光源，則干涉條紋是彩色條紋，且中央條紋是白色的。這是因為：①從雙縫射出的兩列光波中，各種色光都形成明暗相間的條紋，各種色光都在中央條紋處形成亮條紋，從而復合成白色條紋。②兩側條紋間距與各色光的波長成正比，即紅光的亮紋間距寬度最大，紫光亮紋間距寬度最小，即除中央條紋以外的其他條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋。（二）對薄膜干涉現(xiàn)象的理解1.薄膜干涉現(xiàn)象的產生薄膜可以是透明固體、液體或由兩塊玻璃所夾的氣體薄層，入射光經(jīng)薄膜上表面反射后得第一束光，折射光經(jīng)薄膜下表面反射，又經(jīng)上表面折射后得第二束光，這兩束光在薄膜的同側，由同一入射光分出，是相干光。2.薄膜干涉的應用由薄膜上、下表面反射(或折射)光束相遇而產生的干涉．薄膜通常由厚度很小的透明介質形成。如肥皂膜、水面上的油膜、兩片玻璃間所夾的空氣膜、照相機鏡頭上所鍍的介質膜等。利用薄膜干涉還可以制造增透膜。在照相機、放映機的透鏡表面上涂上一層透明薄膜，能夠減少光的反射，增加光的透射，這種薄膜叫做增透膜。平常在照相機鏡頭上有一層呈藍紫色的反射膜就是增透膜。3.條紋特點(1)用單色光照射薄膜時，兩個表面反射的光是相干光，形成明暗