光的干涉、薄膜干涉.doc

《光的干涉、薄膜干涉.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。

1、光的干涉、薄膜干涉教學目的1．知識目標：(1)認識光的干涉現(xiàn)象及產(chǎn)生光干涉的條件．(2)理解光的干涉條紋形成原因，認識干涉條紋的特征．(3)了解雙縫干涉條紋的特點．(4)知道薄膜干涉是如何獲得相干光源的，了解薄膜干涉產(chǎn)生的原因，知道薄膜干涉在技術(shù)上的應用．2．能力目標：通過觀察、實驗，培養(yǎng)學生對物理現(xiàn)象的觀察、表達、分析及概括能力．3．情感目標：通過介紹光的波動性的發(fā)現(xiàn)過程，滲透科學家認識事物的科學態(tài)度和辯證唯物主義觀點．教具透明發(fā)波水槽，投影儀，光的干涉演示儀，激光干涉演示儀，燈泡，多媒體，電腦動畫課件，酒精燈，肥皂溶液，鐵絲圈，食

2、鹽，火柴，空氣尖劈，牛頓圈，照相機鏡頭．教學過程引入新課【演示】通過投影儀演示水波的干涉現(xiàn)象，提問：1．這是什么現(xiàn)象？2．干涉圖樣中的“明”“暗”條紋是如何形成的？3．是否任何兩列波在傳播空間相遇都會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象？引導學生在復習舊知識的基礎上解釋波的干涉現(xiàn)象是兩列波在傳播中相遇疊加而形成的，是波的特性，產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件是有相干波源——頻率相等且振動情況相同的兩列波，干涉圖樣中的“明”“暗”條紋就是相干波源疊加形成的振動“加強區(qū)”和振動“減弱區(qū)”．提問：1．光有波動性嗎？能否產(chǎn)生干涉現(xiàn)象？2．怎樣得到光的干涉圖樣？【板書】第一節(jié)

3、光的干涉進行新課引導學生思考：光若具有波動性，應會產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象，那么要得到穩(wěn)定的干涉圖樣，必須具備什么前提條件呢？由前面復習可知，必須要有相干光源及頻率相同、振動情況相同的兩列光波．如何得到相干光波呢？可由學生先討論．【演示】將兩個通有同頻率交流電的單絲燈泡作為兩個光源，放在光屏前面，如圖21－1所示，移動屏與燈泡之間的距離．現(xiàn)象：屏幕上看不到明暗相間的現(xiàn)象．【演示】把兩支同樣的蠟燭點燃作為兩個相同光源也看不到光的干涉現(xiàn)象提問：為什么不能看到干涉圖樣？是光沒有波動性還是沒有滿足相干光源的條件？引導學生討論后得到：兩個獨立熱光源的光

4、波相遇得不到干涉現(xiàn)象，是由于光無波動性，還是實驗設計有錯誤，沒有滿足相干條件？歷史上很長時間內(nèi)人們一直認為光不是波，所以沒有波動性，也不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象．直到19世紀英國物理學家托馬斯·楊改進實驗設計，在歷史上第一次得到了相干光源．【板書】一、雙縫干涉介紹實驗裝置——楊氏雙縫干涉儀．說明雙縫距離很近，約為0.1mm，強調(diào)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，而且總是同相的．如圖21－2．【演示】先用加有紅色濾光片的雙縫演示儀演示單色紅光的干涉條紋．再用激光干涉演示儀演示得到一個更大的干涉圖樣讓學生

5、觀察．增大雙縫與屏的距離，可以看到條紋寬度和間距都增大．通過觀察，讓學生總結(jié)干涉圖樣的特點．【板書】1．雙縫干涉現(xiàn)象：(1)明暗相間的條紋；(2)相鄰的亮條紋等距，相鄰的暗條紋——中央亮紋．提問：為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？怎樣用波動理論解釋干涉條紋的形成？【板書】2．波動理論解釋【電腦演示】兩列頻率相同、振動方向相同或相反的波在一直線上疊加的情形，如圖21－3．引導學生分析：(1)兩列機械波傳播經(jīng)同一位置時此點的運動仍在它的平衡位置附近做往復振動，位移隨時間而改變．(2)兩列波傳播經(jīng)同一位置時，若兩列波同相，此點的振動振幅變大，說明此點的

6、振動加強了；若反相，此點的振幅變小，說明此點的振動減弱了．【電腦演示】一列波由近及遠傳播時波峰、波谷在移動的示意圖，如圖21－4．【電腦演示】兩列頻率相同、同相波由近及遠傳播時波峰、波谷示意圖，如圖21－5．【掛圖展示】雙縫干涉示意圖樣，如圖21－6．引導學生分析：(1)示意圖是兩列波在某一時刻峰谷位置分布圖．(2)在兩列波峰峰、谷谷相遇點均是加強點；而峰谷相遇點均是減弱點．(3)S1、S2連線中垂線上的點：振動在峰——平衡位置——谷——平衡位置——峰之間往復振動，是加強點．均是峰峰相遇或谷谷相遇，S1、S2中垂線兩側(cè)相距λ/4的兩個

7、對稱位置的點，即兩波峰谷相遇點，是削弱點，所在連線是削弱區(qū)．在S1、S2中垂線兩側(cè)更遠相距λ/2的兩個對稱位置的點又是加強區(qū)……小結(jié)：通過以上分析可知：振動加強區(qū)與減弱區(qū)的分布是相互間隔的，而且位置是不變的．反映在屏幕上：同相光疊加，光能量較強——亮；反相光疊加，光能量較弱——暗．得到亮暗間隔的干涉條紋．【板書】若同相疊加，振幅增大，振動加強，光能增加，出現(xiàn)亮條紋；反之，出現(xiàn)暗條紋．引導學生總結(jié)屏幕上出現(xiàn)亮、暗條紋的條件．以圖21－6說明．(1)實線a0上各點，S1、S2發(fā)出的光波到達此線上某點的路程差δ＝0．實線a2(a2′)上各點

8、，S1、S2發(fā)出的光波到達此線上某點的路程差δ＝λ．實線a4(a4′)上各點，S1、S2發(fā)出的光波到達此線上某點的路程差δ＝2λ．……(2)虛線a1(a1′)上各點，S1、S2發(fā)出的光波到達此線上某點的路程差δ＝λ/2．