第18章第01节光的干涉教案01 人教版 4页

第11单元：双缝干涉 ‎ 教学目的：1、在学生已有几何光学知识的基础上引导学生回顾人类对光的本性的认识发展过程 ‎2、在了解机械波干涉的基础上使学生了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理。‎ ‎3、使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件，并了解其有关计算，明确可以利用双缝干涉的关系测定光波的波长。‎ ‎4、通过干涉实验使学生对光的干涉现象加深认识。‎ 重点内容：1、波的干涉条件及相干光源的获得。‎ ‎2、双缝干涉中明暗条纹的产生及有关计算。‎ 教学过程：‎ 一、 引言：‎ 前面一章已学过几何光学，对光的一些性质有了初步了解。如：‎ 1、 光在均匀介质中是沿直线传播的；‎ 2、 光照射到两种介质的界面处会发生反射和折射；‎ 3、 光的传播速度很大，在真空中为最大c=3.0×108m/s；‎ 4、 光具有能量 但是对于光的本性还没有深一步的探讨，这一章要讲这个问题-----（光的本性）‎ 二、 讲授新课 ‎1、引导学生阅读第一节光的微粒说和波动说。阅读后小结：（1）17世纪同时出现了两种学说---牛顿的微粒说和惠更斯的波动说；（2）两种学说对光的现象的解释各有成功和不足之处；（3）19世纪从实验中观察到了光的干涉、衍射现象，证明了光具有波动性；（4）19世纪末发现了光电效应，证明了光具有粒子性。所以光既具有波动性又具有粒子性。本章就从这两方面来认识光的本性。‎ ‎2、复习波的干涉：‎ 提问：‎ 什么是波的干涉现象？‎ 若使两列波产生干涉现象，它们要具备什么样的条件？‎ 小结：干涉是波的特有现象；只有相干波源才能产生稳定的干涉现象；光若具有波动性则必能观察到它的干涉现象，但必须要有产生干涉现象的相干光源。‎ ‎3、杨氏实验（突出介绍实验中如何获得相干光源）‎ ‎（1）、介绍实验装置，强调以下两点：用单色光源；双孔屏上的两个小孔离的很近，到前一小孔的距离相等，所以两小孔处光振动不但频率相等，而且总是同相的。‎ ‎（2）实验结果：在屏上出现明暗相间的干涉条纹。若用白光做该实验则屏上出现彩色的干涉条纹。‎ ‎4、双缝干涉实验：与前面杨氏实验原理相同，只是将双孔改为平行的双缝，双缝距离很近，大约0.1毫米左右。在单孔处是一线光源（可以通过光源照射滤光玻璃后经狭缝产生），使双缝与光源平行，即可在屏上得到比小孔实验更明亮的干涉条纹。‎ 分析双缝干涉示意图（从路程差分析明暗相间条纹的产生原因）‎ 小结：‎ ‎（1）、当屏上某点到双缝S1S2的路程差是光波波长的整数倍时，在这些地方出现亮纹 ‎（2）、当屏上某点到双缝S1S2的路程差是光波半波长的奇数倍时，在这些地方出暗纹 引导学生观看彩色插图6，并指出：‎ （1） 干涉条纹是等间距的；‎ （2） 同样条件的双缝实验，用红光和紫光得到的相邻暗条纹间的宽度不等。下面我们通过计算来分析其原因：‎ O是S1S2的中垂线与屏的交点 d----S1S2距离 l----缝与屏的距离 x----P点到O点的距离 r1r2----屏上某点P到S1S2的距离 条件：l≥d，且l≥x 设SS到P点的路程差为﹠，‎ 则﹠=r2-r1 从图上可以看出：‎ r22=l2+（x+d/2）2………………①‎ r12=l2+（x-d/2）2………………②‎ ‎①-②得: ﹠=dx/l 当﹠等于光波波长的整数倍时,两列波在P点同相,出现明条纹.‎ k·λ=d/l·x k=0、1、2、…‎ x=k·l/d·λ 当﹠等于半波长的奇数倍时,两列波在P点反相,出现暗条纹.‎ ‎(2K+1) ·λ/2=d/l·x k=0、1、2……‎ x=(2k+1) ·l/d·λ/2 ‎ 则相邻明暗相间条纹间的距离是 △X=l/d·λ (1) 同一实验中,任意两个相邻的亮纹间的距离是相等的 (2) ‎△X与l、d、λ三因素有关，当l、d相同条件下，△X与λ成正比，所以红光和紫光分别做实验得到的条纹间隔是不同的，经光波长比紫光波长长，因而红光干涉条纹比紫光宽。‎ (3) 波长与频率乘积等于波速而光在真空中的波速是相同的。故不同波长的色光它们的频率不同。P203各种色光的波长和频率表。‎ 作业：《基础训练》第一、二节。‎