高二物理人教版选修34光的干涉.docx

光的干涉重/难点重点：双缝干涉图象的形成实验及分析难点：亮纹（或暗纹）位置的确定。重/难点分析重点分析：托马斯•扬在历史上第一次解决了相干光源问题成功做出了光的干涉实验。光的干涉现象微粒说无法解释而波动说可做出完善解释使人们认识到光具有波动性。两个相干光源发出的光在屏上某处叠加时如果同相光就加强如果反相光就减弱于是产生明暗条纹其特征是在中央明纹两侧对称地分布着明暗相间的各级干涉条纹且相邻明纹和相邻暗条纹的间隔相等。难点分析：①若S1、S2光振动情况完全相同则符合（n=0、1、2、3…）时出现亮条纹；若符合(n=0123…)时出现暗条纹。中央为明条纹两边等间距对称分布明暗相间条纹。突破策略（一）引入新课复习机械波的干涉［复习提问诱导猜想］［多媒体投影静态图片］师：大家对这幅图还有印象吗？生：有波的干涉示意图。师：［投影问题］请大家回忆思考下面的问题：图中S1、S2是两个振动情况总是相同的波源实线表示波峰虚线表示波谷a、b、c、d、e中哪些点振动加强？哪些点振动减弱？学生回答结果不出所料大部分同学能答出a、c两点振动加强d、e两点振动减弱而对于b点则出现了争议。一种认为b点是振动加强点另一种则认为b点是由加强到减弱的过渡状态。师：b点振动加强和减弱由什么来决定呢？只有弄清这一点才能解决两派同学的争端。（有学生低语“路程差”）师：好！刚才这位同学说到了关键那么就请你来分析一下b点与S1、S2两点的路程差。生：由图可以看出OO′是S1、S2连线的中垂线所以b到S1、S2的路程差为零。师：那么b点应为振动——（学生一起回答）：加强点。（教师总结机械波干涉的规律突出强调两列波的振动情况总是完全相同。）师：光的波动理论认为光具有波动性。那么如果两列振动情况总是相同的光叠加也应该出现振动加强和振动减弱的区域并且出现振动加强和振动减弱的区域互相间隔的现象。那么这种干涉是一个什么图样呢？大家猜猜。生：应是明暗相间的图样。师：猜想合理。那么有同学看到过这一现象吗？（学生一片沉默表示没有人看到过）师：看来大家没有见过。是什么原因呢？［生1］可能是日常生活中找不到两个振动情况总相同的光源。［生2］可能是我们看见了但不知道是光的干涉现象。师：两位同学分析得非常好也许是没有干涉的条件也许是相逢未必曾相识。大家看他们俩谁分析得对呢？生：我觉得生1说的不成立这样的光源很多像我们教室里的日光灯我觉得它们完全相同。师：好。我们可以现场来试试。（先打开一盏日光灯再打开另一盏对称位置的日光灯）师：请大家认真找一找墙上、地上、天花板上有没有出现明暗相间的干涉现象？（大家积极寻找没有发现思维活跃议论纷纷）师：看来两个看似相同的日光灯或白炽灯光源并不是“振动情况总相同的光源”。［投影图］师：1801年英国物理学家托马斯·杨想出了一个巧妙的办法把一个点光源分成两束从而找到了“两个振动情况总是相同的光源”成功地观察到了干涉条纹为光的波动说提供了有力的证据推动了人们对光的本性的认识。下面我们就来重做这一著名的双缝干涉实验。（二）进行新课1．杨氏干涉实验［动手实验观察描述］介绍杨氏实验装置。师：用氦氖激光器演示双缝干涉实验。用激光器发出的红色光（平行光）垂直照射双缝将干涉图样投影到教室的墙上引导学生注意观察现象。现象：可以看到墙壁上出现明暗相间的干涉条纹。师：（介绍）狭缝S1、S2相距很近双缝的作用是将同一束光波分成两束“振动情况总是相同的光束”。这样就得到了频率相同的两列光波它们在屏上叠加就会出现明暗相间的条纹”。结论：杨氏实验证明光的确是一种波。2．亮（暗）条纹的位置［比较推理探究分析］师：通过实验我们现在知道光具有波动性。现在我们是不是可以根据机械波的干涉理论来认真探究一下实验中的明暗条纹是如何形成的呢？［投影图］图中P0点距S1、S2距离相等路程差Δ=S1P0-S2P0=0应出现亮纹（中央明纹）［演示动画］图中S1、S2发出的正弦波形在P点相遇叠加P点振动加强（如图）鉴于上述动画的表述角度和效果教师在此基础上再播放动画如下图所示振动情况示意图使学生进一步明确不管波处于哪种初态P0点的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇振幅A总为A1、A2之和即P点总是振动加强点应出现亮纹。师：那么其他点情况如何呢？［投影图］P1点应出现什么样的条纹？生：亮纹。师：为什么？生：因为路程差为λ是半波长的2倍。师：我们可以从图上动画看一下［演示下图］在这里大家看到屏上P1点的上方还可以找到Δ2=|S1P2-S2P2|=2λ的P2点的点点它们对应产生第2、3、4…条明条纹还有明条纹的地方吗？生：。师：好。我们可以总结为：n=0、1、2…时出现明纹。［投影下图］那么发出的光在点叠加又该如何呢？［演示动画］我们先来看一下动画显示在Q1点振动减弱。师：在Q1点是波峰与波峰相遇还是波峰与