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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 光的干涉一等奖教案
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 光的干涉一等奖教案，共3页。
上课时间： 年 月 日
题课
选择性必修一第四章第三节：光的干涉
课型
新
课时
1
教
学
目
标
1.了解相干光源，知道光的干涉条件和，知道杨氏干涉实验的设计原理。
2.通过光的双缝干涉实验，认识双缝干涉图样和特征。
3.知道光和路程的概念，知道产生明暗条纹的条件和相邻两个亮（暗）条纹中心间距与波长的关系。
4.知道薄膜干涉的原理并解释一些现象。
学习重点
双缝干涉条纹特征和产生条件
学习难点
相邻两个亮（暗）条纹中心间距与波长的关系式推导、薄膜干涉条纹的解释
教 学 过 程
教学环节（含备注）
教 学 内 容
引入新课
进行新课
练习与讲
课后作业
一.引入新课
肥皂膜为什么看起来呈彩色？洗碗时，漂浮在水面的油为什么呈彩色？水波发生干涉的条件是什么？光是电磁波，是否也会发生干涉现象？
二.进行新课
1. 光的双缝干涉
（1）观察杨氏干涉实验
（2）条纹特征：单色光为光源时，有明暗相间的条纹；白色光为光源时，中央白色条纹，两侧是彩色条纹。
（3）解释现象
一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近。如果光是一种波，狭缝就成了两个波相干波源即它们的频率、相位和振动方向总是相同的。这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象，光在一些位置相互加强，在另一些位置相互削弱，因此在挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹。
①亮条纹的条件：
屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。
②暗条纹的条件：
屏上某点到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍。
（4）干涉条纹和光的波长之间的关系：Δx=Lλ/d红光比蓝光的条纹间距大。
2.薄膜干涉
（1）观察实验
（2）现象：单色光为光源，则看到：明暗相间的条纹；条纹是水平排列。
（3）解释：薄膜两表面反射的光互相叠加而成的。
竖立的肥皂膜在重力的作用下形成上薄下厚的楔形，当光照在薄膜上时，从膜的前后表面各反射回一列光波，这两列波即是频率相同的相干光波，由于薄膜的厚度不同，这两列光波的路程差不同。当路程差为光波波长的整数倍时，则为波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇，使光波的振动加强，形成亮条纹；当光波的路程差为半波长的奇数倍时，则波峰与波谷相遇，光波的振动减弱，形成暗条纹。
（4）当光源为白色时，则是彩色条纹
由于白光是复色光，各色光的波长不同，各色光都发生薄膜干涉，但不同颜色的光在不同的位置相互加强，所以看起来肥皂泡是彩色的
路面上飘浮的油膜上的彩色条纹；蝴蝶等昆虫翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。
（5）应用：
A、检查精密部件的表面
如果被检表面是平的，那么空气层厚度相同的各点就位于一条亮纹或暗纹线上，产生的干涉条纹就是平行的(如图乙)；如果观察到的干涉条纹如图丙所示，A、B处的凹凸情况可以这样分析：由丙图知，P、Q两点位于同一条亮纹上，故甲图中与P、Q对应的位置空气层厚度相同。由于Q位于P的右方(即远离楔尖)，如果被检表面是平的，Q处厚度应该比P处大，所以，只有当A处凹陷时才能使P与Q处深度相同。同理可以判断与M对应的B处为凸起。
B、增透膜
是在透镜、棱镜等光学元件表面涂的一层氟化镁薄膜。当薄膜的两个表面上反射光的路程差等于半个波长时，反射回来的光抵消。从而增强了透射光的强度。显然增透膜的厚度应该等于光在该介质中波长的1/4。
增透膜只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光起增透作用。当白光照到(垂直)增透膜上，绿光产生相消干涉，反射光中绿光的强度几乎是零。这时其他波长的光(如红光和紫光)并没有被完全抵消。因此，增透膜呈绿光的互补色——淡紫色。
【例】．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m，则在这里出现的应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”“变窄”或“不变”)。
解析：(eq \f(λ,2)×n＝7.95×10－7得n＝3，因此P点为暗条纹。由Δx＝eq \f(L,d)λ可知，λ增大，则Δx也将增大，即条纹间距将变宽。)
三.课堂练习：教材94练习1、2、3、4（第4题重点讨论）
四.课堂总结：（见板书设计）
五、学习效果检测（见学案“闯关检测题”）
板书设计
光的干涉
1．双缝干涉图样：单色光——明暗相间的条纹。
2．干涉条件：两列光的频率相同，振动方向相同，相位差恒定。
3．出现明纹与暗纹的条件：两光源到屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时出现亮条纹，等于半波长的奇数倍时出现暗条纹。
4．相邻两亮条纹(或暗条纹)的中心间距Δx＝eq \f(l,d)λ。
5．薄膜干涉
(1)在薄膜的前后两个面反射的光的干涉现象
(2)前后两个面的反射光的路程差不同，出现亮条纹或暗条纹。
课后反思
上课时间： 年 月 日
题课
选择性必修一第四章第三节：光的干涉
课型
新
课时
1
教
学
目
标
1.了解相干光源，知道光的干涉条件和，知道杨氏干涉实验的设计原理。
2.通过光的双缝干涉实验，认识双缝干涉图样和特征。
3.知道光和路程的概念，知道产生明暗条纹的条件和相邻两个亮（暗）条纹中心间距与波长的关系。
4.知道薄膜干涉的原理并解释一些现象。
学习重点
双缝干涉条纹特征和产生条件
学习难点
相邻两个亮（暗）条纹中心间距与波长的关系式推导、薄膜干涉条纹的解释
教 学 过 程
教学环节（含备注）
教 学 内 容
引入新课
进行新课
练习与讲
课后作业
一.引入新课
肥皂膜为什么看起来呈彩色？洗碗时，漂浮在水面的油为什么呈彩色？水波发生干涉的条件是什么？光是电磁波，是否也会发生干涉现象？
二.进行新课
1. 光的双缝干涉
（1）观察杨氏干涉实验
（2）条纹特征：单色光为光源时，有明暗相间的条纹；白色光为光源时，中央白色条纹，两侧是彩色条纹。
（3）解释现象
一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近。如果光是一种波，狭缝就成了两个波相干波源即它们的频率、相位和振动方向总是相同的。这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象，光在一些位置相互加强，在另一些位置相互削弱，因此在挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹。
①亮条纹的条件：
屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。
②暗条纹的条件：
屏上某点到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍。
（4）干涉条纹和光的波长之间的关系：Δx=Lλ/d红光比蓝光的条纹间距大。
2.薄膜干涉
（1）观察实验
（2）现象：单色光为光源，则看到：明暗相间的条纹；条纹是水平排列。
（3）解释：薄膜两表面反射的光互相叠加而成的。
竖立的肥皂膜在重力的作用下形成上薄下厚的楔形，当光照在薄膜上时，从膜的前后表面各反射回一列光波，这两列波即是频率相同的相干光波，由于薄膜的厚度不同，这两列光波的路程差不同。当路程差为光波波长的整数倍时，则为波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇，使光波的振动加强，形成亮条纹；当光波的路程差为半波长的奇数倍时，则波峰与波谷相遇，光波的振动减弱，形成暗条纹。
（4）当光源为白色时，则是彩色条纹
由于白光是复色光，各色光的波长不同，各色光都发生薄膜干涉，但不同颜色的光在不同的位置相互加强，所以看起来肥皂泡是彩色的
路面上飘浮的油膜上的彩色条纹；蝴蝶等昆虫翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。
（5）应用：
A、检查精密部件的表面
如果被检表面是平的，那么空气层厚度相同的各点就位于一条亮纹或暗纹线上，产生的干涉条纹就是平行的(如图乙)；如果观察到的干涉条纹如图丙所示，A、B处的凹凸情况可以这样分析：由丙图知，P、Q两点位于同一条亮纹上，故甲图中与P、Q对应的位置空气层厚度相同。由于Q位于P的右方(即远离楔尖)，如果被检表面是平的，Q处厚度应该比P处大，所以，只有当A处凹陷时才能使P与Q处深度相同。同理可以判断与M对应的B处为凸起。
B、增透膜
是在透镜、棱镜等光学元件表面涂的一层氟化镁薄膜。当薄膜的两个表面上反射光的路程差等于半个波长时，反射回来的光抵消。从而增强了透射光的强度。显然增透膜的厚度应该等于光在该介质中波长的1/4。
增透膜只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光起增透作用。当白光照到(垂直)增透膜上，绿光产生相消干涉，反射光中绿光的强度几乎是零。这时其他波长的光(如红光和紫光)并没有被完全抵消。因此，增透膜呈绿光的互补色——淡紫色。
【例】．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m，则在这里出现的应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”“变窄”或“不变”)。
解析：(eq \f(λ,2)×n＝7.95×10－7得n＝3，因此P点为暗条纹。由Δx＝eq \f(L,d)λ可知，λ增大，则Δx也将增大，即条纹间距将变宽。)
三.课堂练习：教材94练习1、2、3、4（第4题重点讨论）
四.课堂总结：（见板书设计）
五、学习效果检测（见学案“闯关检测题”）
板书设计
光的干涉
1．双缝干涉图样：单色光——明暗相间的条纹。
2．干涉条件：两列光的频率相同，振动方向相同，相位差恒定。
3．出现明纹与暗纹的条件：两光源到屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时出现亮条纹，等于半波长的奇数倍时出现暗条纹。
4．相邻两亮条纹(或暗条纹)的中心间距Δx＝eq \f(l,d)λ。
5．薄膜干涉
(1)在薄膜的前后两个面反射的光的干涉现象
(2)前后两个面的反射光的路程差不同，出现亮条纹或暗条纹。
课后反思
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