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2023年光的干涉公式(大全6篇)

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2023年光的干涉公式(大全6篇)
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在日常學(xué)習(xí)、工作或生活中,大家總少不了接觸作文或者范文吧,通過文章可以把我們那些零零散散的思想,聚集在一塊。那么我們該如何寫一篇較為完美的范文呢?下面我給大家整理了一些優(yōu)秀范文,希望能夠幫助到大家,我們一起來看一看吧。

光的干涉公式篇一

(一)知識目標

1、知道現(xiàn)象,了解相干條件,知道光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的以及產(chǎn)生明暗條紋間距與波長的關(guān)系;

2、知道薄膜干涉是如何產(chǎn)生的,了解薄膜干涉的現(xiàn)象及技術(shù)上的應(yīng)用。

(二)能力目標

通過觀察實驗現(xiàn)象,與以前學(xué)過的機械波的干涉進行類比,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力以及對問題的分析、推理能力。

建議

是本章的重點之一.講解前先引導(dǎo)學(xué)生回憶機械波的有關(guān)內(nèi)容.

在的中,一個值得注意的問題是相干條件的講述(有關(guān)內(nèi)容可以參見擴展資料).相對于機械波--比較容易的獲得連續(xù)振動的波源、滿足相干波的條件,兩個獨立光源發(fā)出的光,即使是"頻率相同的單色光"(實際上嚴格的單色光并不存在),也不能保持恒定的相差.考慮到學(xué)生的知識基礎(chǔ)和接受水平,講解中可以不提出相干光的概念,只強調(diào)利用"單孔雙縫"使得一束光"成了兩個振動情況總是相同的波源",這同機械波中提到的振源的"振動步調(diào)相同"的要求是一致的.

做好演示實驗.讓學(xué)生通過觀察白光的雙縫干涉和單色光的雙縫干涉加深知識的理解.

雙縫干涉的雖不要求定量討論,但是在講條紋間距與波長的關(guān)系時,要讓學(xué)生知道公式中每一項的意義,配合彩圖讓學(xué)生將白光、單色圖樣的特點記住.并要知道不同色光具有不同的頻率,光的頻率只由光源決定而與介質(zhì)無關(guān).在狹縫間的距離和狹縫與屏間的距離不變的條件下,單色光產(chǎn)生的干涉條紋間距跟光的波長成正比,這個關(guān)系是應(yīng)該讓學(xué)生知道的.知道了這一點,學(xué)生才能理解不同色光具有不同的頻率和波長.

薄膜干涉的,可以結(jié)合實驗、演示來進行,只要求學(xué)生初步認識這種現(xiàn)象,不必做進一步的分析.除了肥皂膜的干涉外,兩片玻璃之間的空氣膜的干涉、浮在水面上的油膜的干涉,都可以讓學(xué)生觀察.如果有牛頓環(huán)的實驗裝置,也可以讓學(xué)生觀察.

關(guān)于在技術(shù)上的應(yīng)用,教材中舉了用干涉法檢查平面和增透膜的例子.對此只要求學(xué)生初步了解其原理,可不再補充.

關(guān)于演示實驗的建議

(1)演示實驗可以用激光光學(xué)演示儀、實驗時使激光束的行進方向正對學(xué)生的觀察方向,用毛玻璃屏接收干涉條紋.讓光屏到雙縫的距離保持一定(l不變),讓光束通過不同間距(d)的雙縫,可觀察到屏上的條紋間距不同,d大的條紋間距窄,保持d不變,使雙縫到屏的距離增大,則條紋間距變寬.

(2)學(xué)生實驗用雙縫干涉儀測光的波長.實驗時可以用燈絲為線狀的燈泡作光源,在雙縫前加一濾光片(紅、綠均可),讓雙縫對準光源且雙縫平行于燈絲,這樣通過雙縫的為單色光.然后調(diào)節(jié)雙縫的卡腳,即可在筒內(nèi)帶有刻波的光屏上得到單色條紋,再從觀察到的條紋中選若干條清晰的條紋,從屏上的刻度讀出他們的間距之和,求出相鄰兩條紋的間距: ,

可以求出

d在雙縫上已標出,l從儀器上可得到, 為測量到的值,即可求出 ,本實驗除了測波長,還可以讓學(xué)生用其觀察白條紋(不加濾光片,直接觀察燈絲發(fā)出的光),在屏上可看到彩色條紋

(3)薄膜干涉可采用隨堂實驗.用生物實驗用的蓋玻片、酒精燈、食鹽.將少許食鹽撒在酒精燈的燈芯上點燃,然后將蓋玻片置于火焰后方,用眼睛從前面著蓋玻片即可看到明、暗相間的條紋

(4)用激光演示儀加牛頓圈配件可以在屏上得到牛頓環(huán)

設(shè)計示例

(-)引入新課

通過機械波的干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和現(xiàn)象引入和衍射

(二)過程(需要重點強調(diào)的主要知識點)

1、實現(xiàn)新舊知識遷移是掌握雙縫干涉的關(guān)鍵

干涉和衍射是波的特有現(xiàn)象,確定某種物理過程是不是波動,就看它有沒有干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生,只有觀察到現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象,才能確認光具有波動性在學(xué)習(xí)雙縫干涉前,應(yīng)回顧下列有關(guān)機械波的知識:

a、兩列波彼此相遇后,仍像相遇以前一樣,各自保持原有的波形,繼續(xù)向前傳播;

b、在兩列波重疊的區(qū)域里,任何一個質(zhì)點的總位移都等于兩列波分別引起的位移矢量和;

c、頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強,某些區(qū)域的振動減弱,并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔,這種現(xiàn)象叫波的干涉;

d、要得到穩(wěn)定的干涉圖樣,兩個波源必須是相干波源

2、掌握了上述波的共同性后,再分析光的特殊性.

由于物質(zhì)發(fā)光的特殊性,任何兩個獨立的光源發(fā)出的光相疊加均不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象怎樣才能得到相干光源呢?雙縫干涉就是成功的一例.在雙縫干涉實驗中,光從單縫射到雙縫上,形成了兩個振動情況總是相同的相干光源,它們在光屏上疊加就出現(xiàn)干涉圖樣.

上述思維過程,不僅能順利地掌握雙縫干涉,同時為研究薄膜干涉打好了基礎(chǔ)

(1)雙縫干涉

兩個獨立的光源發(fā)出的光不是相干光,雙縫干涉的裝置使一束光通過雙縫后變?yōu)閮墒喔晒猓诠馄辽舷嗤ㄐ纬煞€(wěn)定的干涉條紋.

在雙縫干涉實驗中,光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的偶數(shù)倍時,該點出現(xiàn)亮條紋;光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的奇數(shù)倍時,該點出現(xiàn)暗條紋.

a、對干涉圖樣的研究可知:相鄰兩條明條紋(暗條紋)中心距離 與屏到雙縫的距離l成正比;與雙縫間距離d成反比;與照射光的波長成正比.

b、在實驗裝置不變的情況下化、d不變),由于紅光的波長大于紫光的波長,所以紅光產(chǎn)生的干涉條紋間距較大,紫光產(chǎn)生的干涉條紋間距較小;初步了解通過雙縫干涉測波長的原理.

c、用白光進行干涉實驗,各種單色光在光屏中央均為明紋,中央亮紋是各色光復(fù)合而成,所以是白色的.各色光由于波長不同,在光屏上產(chǎn)生的其它各級亮紋的位置均不相同,所以其它各級亮紋是彩色的.

(2)薄膜干涉

讓一束光經(jīng)薄膜的兩個表面反射后,形成的兩束反射光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉.

a、在薄膜干涉中,前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定,所以薄膜干涉中同一明條紋(暗條紋)應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚度相等的地方.由于光波波長極短,所以微薄膜干涉時,介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄,才能觀察到干涉條紋.

b、用手緊壓兩塊玻璃板看到彩色條紋,陽光下的肥皂泡和水面飄浮油膜出現(xiàn)彩色等都是薄膜干涉.

c、薄膜于涉在技術(shù)上可以檢查鏡面和精密部件表面形狀;精密光學(xué)過鏡上的增透膜(當增透膜的厚度是入射光在膜中波長的1/4時,透鏡上透光損失的能量最小,增強了透鏡的透光能力.)

3、光的衍射

光離開直線路徑繞到障礙物幾何陰影里去的現(xiàn)象叫光的衍射.只有當小孔、單縫或小屏的尺寸小于波長或和波長差不多時,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象.

a、白光通過小孔或單縫時,屏上出現(xiàn)的衍射圖樣中央是白色亮紋,它各級亮紋是彩色的;用單色光進行單縫衍射時,屏上出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋.

b、光的衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)明暗相間的條紋,實際上是干涉的結(jié)果,說明和衍射現(xiàn)象有密切關(guān)系.

c、干涉和衍射是波的基本特性,和衍射現(xiàn)象征明了光是一種波.干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的機理不同,產(chǎn)生的圖樣也有區(qū)別.干涉圖樣的中央亮紋和其它各級亮紋的寬度基本相等,而衍射圖樣各級亮紋的寬度各不相同,中央亮紋的寬度差不多是其它各級亮紋寬度的兩倍.

d、白光干涉、衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)的彩色條紋與白光色散的彩色條紋產(chǎn)生的機理不同,前者由光的疊加產(chǎn)生的,后者由光的折射產(chǎn)生的.

探究活動

1、查閱資料:有關(guān)的內(nèi)容

2、實驗:觀察薄膜干涉和牛頓環(huán)

3、了解等厚干涉和等傾干涉.

光的干涉公式篇二

(一)知識目標

1、知道現(xiàn)象,了解相干條件,知道光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的以及產(chǎn)生明暗條紋間距與波長的關(guān)系;

2、知道薄膜干涉是如何產(chǎn)生的,了解薄膜干涉的現(xiàn)象及技術(shù)上的應(yīng)用。

(二)能力目標

通過觀察實驗現(xiàn)象,與以前學(xué)過的機械波的干涉進行類比,培養(yǎng)學(xué)生的自主的能力以及對問題的分析、推理能力。

教學(xué)建議

是本章的重點之一.講解前先引導(dǎo)學(xué)生回憶機械波的有關(guān)內(nèi)容.

在的教學(xué)中,一個值得注意的問題是相干條件的講述(有關(guān)內(nèi)容可以參見擴展資料).相對于機械波--比較容易的獲得連續(xù)振動的波源、滿足相干波的條件,兩個獨立光源發(fā)出的光,即使是"頻率相同的單色光"(實際上嚴格的單色光并不存在),也不能保持恒定的相差.考慮到學(xué)生的知識基礎(chǔ)和接受水平,講解中可以不提出相干光的概念,只強調(diào)利用"單孔雙縫"使得一束光"成了兩個振動情況總是相同的波源",這同機械波中提到的振源的"振動步調(diào)相同"的要求是一致的.

做好演示實驗.讓學(xué)生通過觀察白光的雙縫干涉和單色光的雙縫干涉加深知識的理解.

雙縫干涉的教學(xué)雖不要求定量討論,但是在講條紋間距與波長的關(guān)系時,要讓學(xué)生知道公式中每一項的意義,配合彩圖讓學(xué)生將白光、單色圖樣的特點記住.并要知道不同色光具有不同的頻率,光的頻率只由光源決定而與介質(zhì)無關(guān).在狹縫間的距離和狹縫與屏間的距離不變的條件下,單色光產(chǎn)生的干涉條紋間距跟光的波長成正比,這個關(guān)系是應(yīng)該讓學(xué)生知道的.知道了這一點,學(xué)生才能理解不同色光具有不同的頻率和波長.

薄膜干涉的教學(xué),可以結(jié)合實驗、演示來進行,只要求學(xué)生初步認識這種現(xiàn)象,不必做進一步的分析.除了肥皂膜的干涉外,兩片玻璃之間的空氣膜的干涉、浮在水面上的油膜的干涉,都可以讓學(xué)生觀察.如果有牛頓環(huán)的實驗裝置,也可以讓學(xué)生觀察.

關(guān)于在技術(shù)上的應(yīng)用,教材中舉了用干涉法檢查平面和增透膜的例子.對此只要求學(xué)生初步了解其原理,可不再補充.

關(guān)于演示實驗的教學(xué)建議

(1)演示實驗可以用激光光學(xué)演示儀、實驗時使激光束的行進方向正對學(xué)生的觀察方向,用毛玻璃屏接收干涉條紋.讓光屏到雙縫的距離保持一定(l不變),讓光束通過不同間距(d)的雙縫,可觀察到屏上的條紋間距不同,d大的條紋間距窄,保持d不變,使雙縫到屏的距離增大,則條紋間距變寬.

(2)學(xué)生實驗用雙縫干涉儀測光的波長.實驗時可以用燈絲為線狀的燈泡作光源,在雙縫前加一濾光片(紅、綠均可),讓雙縫對準光源且雙縫平行于燈絲,這樣通過雙縫的為單色光.然后調(diào)節(jié)雙縫的卡腳,即可在筒內(nèi)帶有刻波的光屏上得到單色條紋,再從觀察到的條紋中選若干條清晰的條紋,從屏上的刻度讀出他們的間距之和,求出相鄰兩條紋的間距: ,

可以求出

d在雙縫上已標出,l從儀器上可得到, 為測量到的值,即可求出 ,本實驗除了測波長,還可以讓學(xué)生用其觀察白條紋(不加濾光片,直接觀察燈絲發(fā)出的光),在屏上可看到彩色條紋

(3)薄膜干涉可采用隨堂實驗.用實驗用的蓋玻片、酒精燈、食鹽.將少許食鹽撒在酒精燈的燈芯上點燃,然后將蓋玻片置于火焰后方,用眼睛從前面著蓋玻片即可看到明、暗相間的條紋

(4)用激光演示儀加牛頓圈配件可以在屏上得到牛頓環(huán)

教學(xué)設(shè)計示例

(-)引入新課

通過機械波的干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和現(xiàn)象引入和衍射

(二)(需要重點強調(diào)的主要知識點)

1、實現(xiàn)新舊知識遷移是掌握雙縫干涉的關(guān)鍵

干涉和衍射是波的特有現(xiàn)象,確定某種過程是不是波動,就看它有沒有干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生,只有觀察到現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象,才能確認光具有波動性在雙縫干涉前,應(yīng)回顧下列有關(guān)機械波的知識:

a、兩列波彼此相遇后,仍像相遇以前一樣,各自保持原有的波形,繼續(xù)向前傳播;

b、在兩列波重疊的區(qū)域里,任何一個質(zhì)點的總位移都等于兩列波分別引起的位移矢量和;

c、頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強,某些區(qū)域的振動減弱,并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔,這種現(xiàn)象叫波的干涉;

d、要得到穩(wěn)定的干涉圖樣,兩個波源必須是相干波源

2、掌握了上述波的共同性后,再分析光的特殊性.

由于物質(zhì)發(fā)光的特殊性,任何兩個獨立的光源發(fā)出的光相疊加均不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象怎樣才能得到相干光源呢?雙縫干涉就是成功的一例.在雙縫干涉實驗中,光從單縫射到雙縫上,形成了兩個振動情況總是相同的相干光源,它們在光屏上疊加就出現(xiàn)干涉圖樣.

上述思維過程,不僅能順利地掌握雙縫干涉,同時為研究薄膜干涉打好了基礎(chǔ)

(1)雙縫干涉

兩個獨立的光源發(fā)出的光不是相干光,雙縫干涉的裝置使一束光通過雙縫后變?yōu)閮墒喔晒猓诠馄辽舷嗤ㄐ纬煞€(wěn)定的干涉條紋.

在雙縫干涉實驗中,光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的偶數(shù)倍時,該點出現(xiàn)亮條紋;光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的奇數(shù)倍時,該點出現(xiàn)暗條紋.

a、對干涉圖樣的研究可知:相鄰兩條明條紋(暗條紋)中心距離 與屏到雙縫的距離l成正比;與雙縫間距離d成反比;與照射光的波長成正比.

b、在實驗裝置不變的情況下化、d不變),由于紅光的波長大于紫光的波長,所以紅光產(chǎn)生的干涉條紋間距較大,紫光產(chǎn)生的干涉條紋間距較小;初步了解通過雙縫干涉測波長的原理.

c、用白光進行干涉實驗,各種單色光在光屏中央均為明紋,中央亮紋是各色光復(fù)合而成,所以是白色的.各色光由于波長不同,在光屏上產(chǎn)生的其它各級亮紋的位置均不相同,所以其它各級亮紋是彩色的.

(2)薄膜干涉

讓一束光經(jīng)薄膜的兩個表面反射后,形成的兩束反射光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉.

a、在薄膜干涉中,前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定,所以薄膜干涉中同一明條紋(暗條紋)應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚度相等的地方.由于光波波長極短,所以微薄膜干涉時,介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄,才能觀察到干涉條紋.

b、用手緊壓兩塊玻璃板看到彩色條紋,陽光下的肥皂泡和水面飄浮油膜出現(xiàn)彩色等都是薄膜干涉.

c、薄膜于涉在技術(shù)上可以檢查鏡面和精密部件表面形狀;精密光學(xué)過鏡上的增透膜(當增透膜的厚度是入射光在膜中波長的1/4時,透鏡上透光損失的能量最小,增強了透鏡的透光能力.)

3、光的衍射

光離開直線路徑繞到障礙物幾何陰影里去的現(xiàn)象叫光的衍射.只有當小孔、單縫或小屏的尺寸小于波長或和波長差不多時,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象.

a、白光通過小孔或單縫時,屏上出現(xiàn)的衍射圖樣中央是白色亮紋,它各級亮紋是彩色的;用單色光進行單縫衍射時,屏上出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋.

b、光的衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)明暗相間的條紋,實際上是干涉的結(jié)果,說明和衍射現(xiàn)象有密切關(guān)系.

c、干涉和衍射是波的基本特性,和衍射現(xiàn)象征明了光是一種波.干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的機理不同,產(chǎn)生的圖樣也有區(qū)別.干涉圖樣的中央亮紋和其它各級亮紋的寬度基本相等,而衍射圖樣各級亮紋的寬度各不相同,中央亮紋的寬度差不多是其它各級亮紋寬度的兩倍.

d、白光干涉、衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)的彩色條紋與白光色散的彩色條紋產(chǎn)生的機理不同,前者由光的疊加產(chǎn)生的,后者由光的折射產(chǎn)生的.

探究活動

1、查閱資料:有關(guān)的內(nèi)容

2、實驗:觀察薄膜干涉和牛頓環(huán)

3、了解等厚干涉和等傾干涉.

光的干涉公式篇三

(一)知識目標

1、知道光的干涉現(xiàn)象,了解相干條件,知道光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的以及產(chǎn)生明暗條紋間距與波長的關(guān)系;

2、知道薄膜干涉是如何產(chǎn)生的,了解薄膜干涉的現(xiàn)象及技術(shù)上的應(yīng)用。

(二)能力目標

通過觀察實驗現(xiàn)象,與以前學(xué)過的機械波的干涉進行類比,培養(yǎng)學(xué)生的自主的能力以及對問題的分析、推理能力。

教學(xué)建議

光的干涉是本章的重點之一.講解前先引導(dǎo)學(xué)生回憶機械波的有關(guān)內(nèi)容.

在光的干涉的教學(xué)中,一個值得注意的問題是相干條件的講述(有關(guān)內(nèi)容可以參見擴展資料).相對于機械波--比較容易的獲得連續(xù)振動的波源、滿足相干波的條件,兩個獨立光源發(fā)出的光,即使是頻率相同的單色光(實際上嚴格的單色光并不存在),也不能保持恒定的相差.考慮到學(xué)生的知識基礎(chǔ)和接受水平,講解中可以不提出相干光的概念,只強調(diào)利用單孔雙縫使得一束光成了兩個振動情況總是相同的波源,這同機械波中提到的振源的振動步調(diào)相同的要求是一致的.

做好演示實驗.讓學(xué)生通過觀察白光的雙縫干涉和單色光的雙縫干涉加深知識的理解.

雙縫干涉的教學(xué)雖不要求定量討論,但是在講條紋間距與波長的關(guān)系時,要讓學(xué)生知道公式中每一項的意義,配合彩圖讓學(xué)生將白光、單色光的干涉圖樣的特點記住.并要知道不同色光具有不同的頻率,光的頻率只由光源決定而與介質(zhì)無關(guān).在狹縫間的距離和狹縫與屏間的距離不變的條件下,單色光產(chǎn)生的干涉條紋間距跟光的波長成正比,這個關(guān)系是應(yīng)該讓學(xué)生知道的.知道了這一點,學(xué)生才能理解不同色光具有不同的頻率和波長.

薄膜干涉的教學(xué),可以結(jié)合實驗、演示來進行,只要求學(xué)生初步認識這種現(xiàn)象,不必做進一步的分析.除了肥皂膜的干涉外,兩片玻璃之間的空氣膜的干涉、浮在水面上的油膜的干涉,都可以讓學(xué)生觀察.如果有牛頓環(huán)的實驗裝置,也可以讓學(xué)生觀察.

關(guān)于光的干涉在技術(shù)上的應(yīng)用,教材中舉了用干涉法檢查平面和增透膜的例子.對此只要求學(xué)生初步了解其原理,可不再補充.

關(guān)于演示實驗的教學(xué)建議

(1)演示實驗可以用激光光學(xué)演示儀、實驗時使激光束的行進方向正對學(xué)生的觀察方向,用毛玻璃屏接收干涉條紋.讓光屏到雙縫的距離保持一定(l不變),讓光束通過不同間距(d)的雙縫,可觀察到屏上的條紋間距不同,d大的條紋間距窄,保持d不變,使雙縫到屏的距離增大,則條紋間距變寬.

(2)學(xué)生實驗用雙縫干涉儀測光的波長.實驗時可以用燈絲為線狀的燈泡作光源,在雙縫前加一濾光片(紅、綠均可),讓雙縫對準光源且雙縫平行于燈絲,這樣通過雙縫的為單色光.然后調(diào)節(jié)雙縫的卡腳,即可在筒內(nèi)帶有刻波的光屏上得到單色光的干涉條紋,再從觀察到的條紋中選若干條清晰的條紋,從屏上的刻度讀出他們的間距之和,求出相鄰兩條紋的間距: ,

由?

可以求出?

d在雙縫上已標出,l從儀器上可得到, 為測量到的值,即可求出 ,本實驗除了測波長,還可以讓學(xué)生用其觀察白光的干涉條紋(不加濾光片,直接觀察燈絲發(fā)出的光),在屏上可看到彩色條紋

(3)薄膜干涉可采用隨堂實驗.用實驗用的蓋玻片、酒精燈、食鹽.將少許食鹽撒在酒精燈的燈芯上點燃,然后將蓋玻片置于火焰后方,用眼睛從前面著蓋玻片即可看到明、暗相間的條紋

(4)用激光演示儀加牛頓圈配件可以在屏上得到牛頓環(huán)

教學(xué)設(shè)計示例

(-)引入新課

通過機械波的干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和現(xiàn)象引入光的干涉和衍射

(二)(需要重點強調(diào)的主要知識點)

1、實現(xiàn)新舊知識遷移是掌握雙縫干涉的關(guān)鍵

干涉和衍射是波的特有現(xiàn)象,確定某種過程是不是波動,就看它有沒有干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生,只有觀察到光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象,才能確認光具有波動性在雙縫干涉前,應(yīng)回顧下列有關(guān)機械波的知識:

a、兩列波彼此相遇后,仍像相遇以前一樣,各自保持原有的波形,繼續(xù)向前傳播;

b、在兩列波重疊的區(qū)域里,任何一個質(zhì)點的總位移都等于兩列波分別引起的位移矢量和;

c、頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強,某些區(qū)域的振動減弱,并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔,這種現(xiàn)象叫波的干涉;

d、要得到穩(wěn)定的干涉圖樣,兩個波源必須是相干波源

2、掌握了上述波的共同性后,再分析光的特殊性.

由于物質(zhì)發(fā)光的特殊性,任何兩個獨立的光源發(fā)出的光相疊加均不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象怎樣才能得到相干光源呢?雙縫干涉就是成功的一例.在雙縫干涉實驗中,光從單縫射到雙縫上,形成了兩個振動情況總是相同的相干光源,它們在光屏上疊加就出現(xiàn)干涉圖樣.

上述思維過程,不僅能順利地掌握雙縫干涉,同時為研究薄膜干涉打好了基礎(chǔ)

(1)雙縫干涉

兩個獨立的光源發(fā)出的光不是相干光,雙縫干涉的裝置使一束光通過雙縫后變?yōu)閮墒喔晒猓诠馄辽舷嗤ㄐ纬煞€(wěn)定的干涉條紋.

在雙縫干涉實驗中,光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的偶數(shù)倍時,該點出現(xiàn)亮條紋;光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的奇數(shù)倍時,該點出現(xiàn)暗條紋.

a、對干涉圖樣的研究可知:相鄰兩條明條紋(暗條紋)中心距離 與屏到雙縫的距離l成正比;與雙縫間距離d成反比;與照射光的波長成正比.

b、在實驗裝置不變的情況下化、d不變),由于紅光的波長大于紫光的波長,所以紅光產(chǎn)生的干涉條紋間距較大,紫光產(chǎn)生的干涉條紋間距較小;初步了解通過雙縫干涉測波長的原理.

c、用白光進行干涉實驗,各種單色光在光屏中央均為明紋,中央亮紋是各色光復(fù)合而成,所以是白色的.各色光由于波長不同,在光屏上產(chǎn)生的其它各級亮紋的位置均不相同,所以其它各級亮紋是彩色的.

(2)薄膜干涉

讓一束光經(jīng)薄膜的兩個表面反射后,形成的兩束反射光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉.

a、在薄膜干涉中,前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定,所以薄膜干涉中同一明條紋(暗條紋)應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚度相等的地方.由于光波波長極短,所以微薄膜干涉時,介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄,才能觀察到干涉條紋.

b、用手緊壓兩塊玻璃板看到彩色條紋,陽光下的肥皂泡和水面飄浮油膜出現(xiàn)彩色等都是薄膜干涉.

c、薄膜于涉在技術(shù)上可以檢查鏡面和精密部件表面形狀;精密光學(xué)過鏡上的增透膜(當增透膜的厚度是入射光在膜中波長的1/4時,透鏡上透光損失的能量最小,增強了透鏡的透光能力.)

3、光的衍射

光離開直線路徑繞到障礙物幾何陰影里去的現(xiàn)象叫光的衍射.只有當小孔、單縫或小屏的尺寸小于波長或和波長差不多時,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象.

a、白光通過小孔或單縫時,屏上出現(xiàn)的衍射圖樣中央是白色亮紋,它各級亮紋是彩色的;用單色光進行單縫衍射時,屏上出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋.

b、光的衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)明暗相間的條紋,實際上是干涉的結(jié)果,說明光的干涉和衍射現(xiàn)象有密切關(guān)系.

c、干涉和衍射是波的基本特性,光的干涉和衍射現(xiàn)象征明了光是一種波.干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的機理不同,產(chǎn)生的圖樣也有區(qū)別.干涉圖樣的中央亮紋和其它各級亮紋的寬度基本相等,而衍射圖樣各級亮紋的寬度各不相同,中央亮紋的寬度差不多是其它各級亮紋寬度的兩倍.

d、白光干涉、衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)的彩色條紋與白光色散的彩色條紋產(chǎn)生的機理不同,前者由光的疊加產(chǎn)生的,后者由光的折射產(chǎn)生的.

探究活動

1、查閱資料:有關(guān)光的干涉的內(nèi)容

2、實驗:觀察薄膜干涉和牛頓環(huán)

3、了解等厚干涉和等傾干涉.

光的干涉公式篇四

(-)引入新課

通過機械波的干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和現(xiàn)象引入光的干涉和衍射

(二)教學(xué)過程(需要重點強調(diào)的主要知識點)

1、實現(xiàn)新舊知識遷移是掌握雙縫干涉的關(guān)鍵

干涉和衍射是波的特有現(xiàn)象,確定某種物理過程是不是波動,就看它有沒有干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生,只有觀察到光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象,才能確認光具有波動性在學(xué)習(xí)雙縫干涉前,應(yīng)回顧下列有關(guān)機械波的知識:

a、兩列波彼此相遇后,仍像相遇以前一樣,各自保持原有的波形,繼續(xù)向前傳播;

b、在兩列波重疊的區(qū)域里,任何一個質(zhì)點的總位移都等于兩列波分別引起的位移矢量和;

c、頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強,某些區(qū)域的振動減弱,并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔,這種現(xiàn)象叫波的干涉;

d、要得到穩(wěn)定的干涉圖樣,兩個波源必須是相干波源

2、掌握了上述波的共同性后,再分析光的特殊性.

由于物質(zhì)發(fā)光的特殊性,任何兩個獨立的光源發(fā)出的光相疊加均不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象怎樣才能得到相干光源呢?雙縫干涉就是成功的一例.在雙縫干涉實驗中,光從單縫射到雙縫上,形成了兩個振動情況總是相同的相干光源,它們在光屏上疊加就出現(xiàn)干涉圖樣.

上述思維過程,不僅能順利地掌握雙縫干涉,同時為研究薄膜干涉打好了基礎(chǔ)

(1)雙縫干涉

兩個獨立的光源發(fā)出的光不是相干光,雙縫干涉的裝置使一束光通過雙縫后變?yōu)閮墒喔晒猓诠馄辽舷嗤ㄐ纬煞€(wěn)定的干涉條紋.

在雙縫干涉實驗中,光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的偶數(shù)倍時,該點出現(xiàn)亮條紋;光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的奇數(shù)倍時,該點出現(xiàn)暗條紋.

a、對干涉圖樣的研究可知:相鄰兩條明條紋(暗條紋)中心距離 與屏到雙縫的距離l成正比;與雙縫間距離d成反比;與照射光的波長成正比.

b、在實驗裝置不變的情況下化、d不變),由于紅光的波長大于紫光的波長

,所以紅光產(chǎn)生的干涉條紋間距較大,紫光產(chǎn)生的干涉條紋間距較小;初步了解通過雙縫干涉測波長的原理.

c、用白光進行干涉實驗,各種單色光在光屏中央均為明紋,中央亮紋是各色光復(fù)合而成,所以是白色的.各色光由于波長不同,在光屏上產(chǎn)生的其它各級亮紋的位置均不相同,所以其它各級亮紋是彩色的.

(2)薄膜干涉

讓一束光經(jīng)薄膜的兩個表面反射后,形成的兩束反射光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉.

a、在薄膜干涉中,前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定,所以薄膜干涉中同一明條紋(暗條紋)應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚度相等的地方.由于光波波長極短,所以微薄膜干涉時,介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄,才能觀察到干涉條紋.

b、用手緊壓兩塊玻璃板看到彩色條紋,陽光下的肥皂泡和水面飄浮油膜出現(xiàn)彩色等都是薄膜干涉.

c、薄膜于涉在技術(shù)上可以檢查鏡面和精密部件表面形狀;精密光學(xué)過鏡上的增透膜(當增透膜的厚度是入射光在膜中波長的1/4時,透鏡上透光損失的能量最小,增強了透鏡的透光能力.)

3、光的衍射

光離開直線路徑繞到障礙物幾何陰影里去的現(xiàn)象叫光的衍射.只有當小孔、單縫或小屏的尺寸小于波長或和波長差不多時,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象.

a、白光通過小孔或單縫時,屏上出現(xiàn)的衍射圖樣中央是白色亮紋,它各級亮紋是彩色的;用單色光進行單縫衍射時,屏上出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋.

b、光的衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)明暗相間的條紋,實際上是干涉的結(jié)果,說明光的干涉和衍射現(xiàn)象有密切關(guān)系.

c、干涉和衍射是波的基本特性,光的干涉和衍射現(xiàn)象征明了光是一種波.干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的機理不同,產(chǎn)生的圖樣也有區(qū)別.干涉圖樣的中央亮紋和其它各級亮紋的寬度基本相等,而衍射圖樣各級亮紋的寬度各不相同,中央亮紋的寬度差不多是其它各級亮紋寬度的兩倍.

d、白光干涉、衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)的彩色條紋與白光色散的彩色條紋產(chǎn)生的機理不同,前者由光的疊加產(chǎn)生的

光的干涉公式篇五

(一)知識目標

1、知道現(xiàn)象,了解相干條件,知道光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的以及產(chǎn)生明暗條紋間距與波長的關(guān)系;

2、知道薄膜干涉是如何產(chǎn)生的,了解薄膜干涉的現(xiàn)象及技術(shù)上的應(yīng)用。

(二)能力目標

通過觀察實驗現(xiàn)象,與以前學(xué)過的機械波的干涉進行類比,培養(yǎng)學(xué)生的自主的能力以及對問題的分析、推理能力。

教學(xué)建議

是本章的重點之一.講解前先引導(dǎo)學(xué)生回憶機械波的有關(guān)內(nèi)容.

在的教學(xué)中,一個值得注意的問題是相干條件的講述(有關(guān)內(nèi)容可以參見擴展資料).相對于機械波--比較容易的獲得連續(xù)振動的波源、滿足相干波的條件,兩個獨立光源發(fā)出的光,即使是"頻率相同的單色光"(實際上嚴格的單色光并不存在),也不能保持恒定的相差.考慮到學(xué)生的知識基礎(chǔ)和接受水平,講解中可以不提出相干光的概念,只強調(diào)利用"單孔雙縫"使得一束光"成了兩個振動情況總是相同的波源",這同機械波中提到的振源的"振動步調(diào)相同"的要求是一致的.

做好演示實驗.讓學(xué)生通過觀察白光的雙縫干涉和單色光的雙縫干涉加深知識的理解.

雙縫干涉的教學(xué)雖不要求定量討論,但是在講條紋間距與波長的關(guān)系時,要讓學(xué)生知道公式中每一項的意義,配合彩圖讓學(xué)生將白光、單色圖樣的特點記住.并要知道不同色光具有不同的頻率,光的頻率只由光源決定而與介質(zhì)無關(guān).在狹縫間的距離和狹縫與屏間的距離不變的條件下,單色光產(chǎn)生的干涉條紋間距跟光的波長成正比,這個關(guān)系是應(yīng)該讓學(xué)生知道的.知道了這一點,學(xué)生才能理解不同色光具有不同的頻率和波長.

薄膜干涉的教學(xué),可以結(jié)合實驗、演示來進行,只要求學(xué)生初步認識這種現(xiàn)象,不必做進一步的分析.除了肥皂膜的干涉外,兩片玻璃之間的空氣膜的干涉、浮在水面上的油膜的干涉,都可以讓學(xué)生觀察.如果有牛頓環(huán)的實驗裝置,也可以讓學(xué)生觀察.

關(guān)于在技術(shù)上的應(yīng)用,教材中舉了用干涉法檢查平面和增透膜的例子.對此只要求學(xué)生初步了解其原理,可不再補充.

關(guān)于演示實驗的教學(xué)建議

(1)演示實驗可以用激光光學(xué)演示儀、實驗時使激光束的行進方向正對學(xué)生的觀察方向,用毛玻璃屏接收干涉條紋.讓光屏到雙縫的距離保持一定(l不變),讓光束通過不同間距(d)的雙縫,可觀察到屏上的條紋間距不同,d大的條紋間距窄,保持d不變,使雙縫到屏的距離增大,則條紋間距變寬.

(2)學(xué)生實驗用雙縫干涉儀測光的波長.實驗時可以用燈絲為線狀的燈泡作光源,在雙縫前加一濾光片(紅、綠均可),讓雙縫對準光源且雙縫平行于燈絲,這樣通過雙縫的為單色光.然后調(diào)節(jié)雙縫的卡腳,即可在筒內(nèi)帶有刻波的光屏上得到單色條紋,再從觀察到的條紋中選若干條清晰的條紋,從屏上的刻度讀出他們的間距之和,求出相鄰兩條紋的間距: ,

可以求出

d在雙縫上已標出,l從儀器上可得到, 為測量到的值,即可求出 ,本實驗除了測波長,還可以讓學(xué)生用其觀察白條紋(不加濾光片,直接觀察燈絲發(fā)出的光),在屏上可看到彩色條紋

(3)薄膜干涉可采用隨堂實驗.用實驗用的蓋玻片、酒精燈、食鹽.將少許食鹽撒在酒精燈的燈芯上點燃,然后將蓋玻片置于火焰后方,用眼睛從前面著蓋玻片即可看到明、暗相間的條紋

(4)用激光演示儀加牛頓圈配件可以在屏上得到牛頓環(huán)

教學(xué)設(shè)計示例

(-)引入新課

通過機械波的干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和現(xiàn)象引入和衍射

(二)(需要重點強調(diào)的主要知識點)

1、實現(xiàn)新舊知識遷移是掌握雙縫干涉的關(guān)鍵

干涉和衍射是波的特有現(xiàn)象,確定某種過程是不是波動,就看它有沒有干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生,只有觀察到現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象,才能確認光具有波動性在雙縫干涉前,應(yīng)回顧下列有關(guān)機械波的知識:

a、兩列波彼此相遇后,仍像相遇以前一樣,各自保持原有的波形,繼續(xù)向前傳播;

b、在兩列波重疊的區(qū)域里,任何一個質(zhì)點的總位移都等于兩列波分別引起的位移矢量和;

c、頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強,某些區(qū)域的振動減弱,并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔,這種現(xiàn)象叫波的干涉;

d、要得到穩(wěn)定的干涉圖樣,兩個波源必須是相干波源

2、掌握了上述波的共同性后,再分析光的特殊性.

由于物質(zhì)發(fā)光的特殊性,任何兩個獨立的光源發(fā)出的光相疊加均不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象怎樣才能得到相干光源呢?雙縫干涉就是成功的一例.在雙縫干涉實驗中,光從單縫射到雙縫上,形成了兩個振動情況總是相同的相干光源,它們在光屏上疊加就出現(xiàn)干涉圖樣.

上述思維過程,不僅能順利地掌握雙縫干涉,同時為研究薄膜干涉打好了基礎(chǔ)

(1)雙縫干涉

兩個獨立的光源發(fā)出的光不是相干光,雙縫干涉的裝置使一束光通過雙縫后變?yōu)閮墒喔晒猓诠馄辽舷嗤ㄐ纬煞€(wěn)定的干涉條紋.

在雙縫干涉實驗中,光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的偶數(shù)倍時,該點出現(xiàn)亮條紋;光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的奇數(shù)倍時,該點出現(xiàn)暗條紋.

a、對干涉圖樣的研究可知:相鄰兩條明條紋(暗條紋)中心距離 與屏到雙縫的距離l成正比;與雙縫間距離d成反比;與照射光的波長成正比.

b、在實驗裝置不變的情況下化、d不變),由于紅光的波長大于紫光的波長,所以紅光產(chǎn)生的干涉條紋間距較大,紫光產(chǎn)生的干涉條紋間距較小;初步了解通過雙縫干涉測波長的原理.

c、用白光進行干涉實驗,各種單色光在光屏中央均為明紋,中央亮紋是各色光復(fù)合而成,所以是白色的.各色光由于波長不同,在光屏上產(chǎn)生的其它各級亮紋的位置均不相同,所以其它各級亮紋是彩色的.

(2)薄膜干涉

讓一束光經(jīng)薄膜的兩個表面反射后,形成的兩束反射光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉.

a、在薄膜干涉中,前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定,所以薄膜干涉中同一明條紋(暗條紋)應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚度相等的地方.由于光波波長極短,所以微薄膜干涉時,介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄,才能觀察到干涉條紋.

b、用手緊壓兩塊玻璃板看到彩色條紋,陽光下的肥皂泡和水面飄浮油膜出現(xiàn)彩色等都是薄膜干涉.

c、薄膜于涉在技術(shù)上可以檢查鏡面和精密部件表面形狀;精密光學(xué)過鏡上的增透膜(當增透膜的厚度是入射光在膜中波長的1/4時,透鏡上透光損失的能量最小,增強了透鏡的透光能力.)

3、光的衍射

光離開直線路徑繞到障礙物幾何陰影里去的現(xiàn)象叫光的衍射.只有當小孔、單縫或小屏的尺寸小于波長或和波長差不多時,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象.

a、白光通過小孔或單縫時,屏上出現(xiàn)的衍射圖樣中央是白色亮紋,它各級亮紋是彩色的;用單色光進行單縫衍射時,屏上出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋.

b、光的衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)明暗相間的條紋,實際上是干涉的結(jié)果,說明和衍射現(xiàn)象有密切關(guān)系.

c、干涉和衍射是波的基本特性,和衍射現(xiàn)象征明了光是一種波.干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的機理不同,產(chǎn)生的圖樣也有區(qū)別.干涉圖樣的中央亮紋和其它各級亮紋的寬度基本相等,而衍射圖樣各級亮紋的寬度各不相同,中央亮紋的寬度差不多是其它各級亮紋寬度的兩倍.

d、白光干涉、衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)的彩色條紋與白光色散的彩色條紋產(chǎn)生的機理不同,前者由光的疊加產(chǎn)生的,后者由光的折射產(chǎn)生的.

探究活動

1、查閱資料:有關(guān)的內(nèi)容

2、實驗:觀察薄膜干涉和牛頓環(huán)

3、了解等厚干涉和等傾干涉.

光的干涉公式篇六

(一)知識目標

1、知道現(xiàn)象,了解相干條件,知道光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的以及產(chǎn)生明暗條紋間距與波長的關(guān)系;

2、知道薄膜干涉是如何產(chǎn)生的,了解薄膜干涉的現(xiàn)象及技術(shù)上的應(yīng)用。

(二)能力目標

通過觀察實驗現(xiàn)象,與以前學(xué)過的機械波的干涉進行類比,培養(yǎng)學(xué)生的自主的能力以及對問題的分析、推理能力。

教學(xué)建議

是本章的重點之一.講解前先引導(dǎo)學(xué)生回憶機械波的有關(guān)內(nèi)容.

在的教學(xué)中,一個值得注意的問題是相干條件的講述(有關(guān)內(nèi)容可以參見擴展資料).相對于機械波--比較容易的獲得連續(xù)振動的波源、滿足相干波的條件,兩個獨立光源發(fā)出的光,即使是"頻率相同的單色光"(實際上嚴格的單色光并不存在),也不能保持恒定的相差.考慮到學(xué)生的知識基礎(chǔ)和接受水平,講解中可以不提出相干光的概念,只強調(diào)利用"單孔雙縫"使得一束光"成了兩個振動情況總是相同的波源",這同機械波中提到的振源的"振動步調(diào)相同"的要求是一致的.

做好演示實驗.讓學(xué)生通過觀察白光的雙縫干涉和單色光的雙縫干涉加深知識的理解.

雙縫干涉的教學(xué)雖不要求定量討論,但是在講條紋間距與波長的關(guān)系時,要讓學(xué)生知道公式中每一項的意義,配合彩圖讓學(xué)生將白光、單色圖樣的特點記住.并要知道不同色光具有不同的頻率,光的頻率只由光源決定而與介質(zhì)無關(guān).在狹縫間的距離和狹縫與屏間的距離不變的條件下,單色光產(chǎn)生的干涉條紋間距跟光的波長成正比,這個關(guān)系是應(yīng)該讓學(xué)生知道的.知道了這一點,學(xué)生才能理解不同色光具有不同的頻率和波長.

薄膜干涉的教學(xué),可以結(jié)合實驗、演示來進行,只要求學(xué)生初步認識這種現(xiàn)象,不必做進一步的分析.除了肥皂膜的干涉外,兩片玻璃之間的空氣膜的干涉、浮在水面上的油膜的干涉,都可以讓學(xué)生觀察.如果有牛頓環(huán)的實驗裝置,也可以讓學(xué)生觀察.

關(guān)于在技術(shù)上的應(yīng)用,教材中舉了用干涉法檢查平面和增透膜的例子.對此只要求學(xué)生初步了解其原理,可不再補充.

關(guān)于演示實驗的教學(xué)建議

(1)演示實驗可以用激光光學(xué)演示儀、實驗時使激光束的行進方向正對學(xué)生的觀察方向,用毛玻璃屏接收干涉條紋.讓光屏到雙縫的距離保持一定(l不變),讓光束通過不同間距(d)的雙縫,可觀察到屏上的條紋間距不同,d大的條紋間距窄,保持d不變,使雙縫到屏的距離增大,則條紋間距變寬.

(2)學(xué)生實驗用雙縫干涉儀測光的波長.實驗時可以用燈絲為線狀的燈泡作光源,在雙縫前加一濾光片(紅、綠均可),讓雙縫對準光源且雙縫平行于燈絲,這樣通過雙縫的為單色光.然后調(diào)節(jié)雙縫的卡腳,即可在筒內(nèi)帶有刻波的光屏上得到單色條紋,再從觀察到的條紋中選若干條清晰的條紋,從屏上的刻度讀出他們的間距之和,求出相鄰兩條紋的間距: ,

可以求出

d在雙縫上已標出,l從儀器上可得到, 為測量到的值,即可求出 ,本實驗除了測波長,還可以讓學(xué)生用其觀察白條紋(不加濾光片,直接觀察燈絲發(fā)出的光),在屏上可看到彩色條紋

(3)薄膜干涉可采用隨堂實驗.用實驗用的蓋玻片、酒精燈、食鹽.將少許食鹽撒在酒精燈的燈芯上點燃,然后將蓋玻片置于火焰后方,用眼睛從前面著蓋玻片即可看到明、暗相間的條紋

(4)用激光演示儀加牛頓圈配件可以在屏上得到牛頓環(huán)

教學(xué)設(shè)計示例

(-)引入新課

通過機械波的干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和現(xiàn)象引入和衍射

(二)(需要重點強調(diào)的主要知識點)

1、實現(xiàn)新舊知識遷移是掌握雙縫干涉的關(guān)鍵

干涉和衍射是波的特有現(xiàn)象,確定某種過程是不是波動,就看它有沒有干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生,只有觀察到現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象,才能確認光具有波動性在雙縫干涉前,應(yīng)回顧下列有關(guān)機械波的知識:

a、兩列波彼此相遇后,仍像相遇以前一樣,各自保持原有的波形,繼續(xù)向前傳播;

b、在兩列波重疊的區(qū)域里,任何一個質(zhì)點的總位移都等于兩列波分別引起的位移矢量和;

c、頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強,某些區(qū)域的振動減弱,并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔,這種現(xiàn)象叫波的干涉;

d、要得到穩(wěn)定的干涉圖樣,兩個波源必須是相干波源

2、掌握了上述波的共同性后,再分析光的特殊性.

由于物質(zhì)發(fā)光的特殊性,任何兩個獨立的光源發(fā)出的光相疊加均不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象怎樣才能得到相干光源呢?雙縫干涉就是成功的一例.在雙縫干涉實驗中,光從單縫射到雙縫上,形成了兩個振動情況總是相同的相干光源,它們在光屏上疊加就出現(xiàn)干涉圖樣.

上述思維過程,不僅能順利地掌握雙縫干涉,同時為研究薄膜干涉打好了基礎(chǔ)

(1)雙縫干涉

兩個獨立的光源發(fā)出的光不是相干光,雙縫干涉的裝置使一束光通過雙縫后變?yōu)閮墒喔晒猓诠馄辽舷嗤ㄐ纬煞€(wěn)定的干涉條紋.

在雙縫干涉實驗中,光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的偶數(shù)倍時,該點出現(xiàn)亮條紋;光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的奇數(shù)倍時,該點出現(xiàn)暗條紋.

a、對干涉圖樣的研究可知:相鄰兩條明條紋(暗條紋)中心距離 與屏到雙縫的距離l成正比;與雙縫間距離d成反比;與照射光的波長成正比.

b、在實驗裝置不變的情況下化、d不變),由于紅光的波長大于紫光的波長,所以紅光產(chǎn)生的干涉條紋間距較大,紫光產(chǎn)生的干涉條紋間距較小;初步了解通過雙縫干涉測波長的原理.

c、用白光進行干涉實驗,各種單色光在光屏中央均為明紋,中央亮紋是各色光復(fù)合而成,所以是白色的.各色光由于波長不同,在光屏上產(chǎn)生的其它各級亮紋的位置均不相同,所以其它各級亮紋是彩色的.

(2)薄膜干涉

讓一束光經(jīng)薄膜的兩個表面反射后,形成的兩束反射光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉.

a、在薄膜干涉中,前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定,所以薄膜干涉中同一明條紋(暗條紋)應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚度相等的地方.由于光波波長極短,所以微薄膜干涉時,介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄,才能觀察到干涉條紋.

b、用手緊壓兩塊玻璃板看到彩色條紋,陽光下的肥皂泡和水面飄浮油膜出現(xiàn)彩色等都是薄膜干涉.

c、薄膜于涉在技術(shù)上可以檢查鏡面和精密部件表面形狀;精密光學(xué)過鏡上的增透膜(當增透膜的厚度是入射光在膜中波長的1/4時,透鏡上透光損失的能量最小,增強了透鏡的透光能力.)

3、光的衍射

光離開直線路徑繞到障礙物幾何陰影里去的現(xiàn)象叫光的衍射.只有當小孔、單縫或小屏的尺寸小于波長或和波長差不多時,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象.

a、白光通過小孔或單縫時,屏上出現(xiàn)的衍射圖樣中央是白色亮紋,它各級亮紋是彩色的;用單色光進行單縫衍射時,屏上出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋.

b、光的衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)明暗相間的條紋,實際上是干涉的結(jié)果,說明和衍射現(xiàn)象有密切關(guān)系.

c、干涉和衍射是波的基本特性,和衍射現(xiàn)象征明了光是一種波.干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的機理不同,產(chǎn)生的圖樣也有區(qū)別.干涉圖樣的中央亮紋和其它各級亮紋的寬度基本相等,而衍射圖樣各級亮紋的寬度各不相同,中央亮紋的寬度差不多是其它各級亮紋寬度的兩倍.

d、白光干涉、衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)的彩色條紋與白光色散的彩色條紋產(chǎn)生的機理不同,前者由光的疊加產(chǎn)生的,后者由光的折射產(chǎn)生的.

探究活動

1、查閱資料:有關(guān)的內(nèi)容

2、實驗:觀察薄膜干涉和牛頓環(huán)

3、了解等厚干涉和等傾干涉.

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