13.3 光的干涉
【教学目标】
（一）知识与技能
1．通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波。
2．掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。
（二）过程与方法
1．通过杨氏双缝干涉实验，体会把一个点光源发出的一束光分成两束，得到相干光源的设计思想。
2．通过根据波动理论分析单色光双缝干涉，培养学生比较推理，探究知识的能力。
（三）情感、态度与价值观
通过对光的本性的初步认识，建立辩证唯物主义的世界观。
【教学重点】双缝干涉图象的形成实验及分析。
【教学难点】亮纹（或暗纹）位置的确定。
【教学方法】复习提问，实验探究，计算机辅助教学
【教学用具】JGQ型氦氖激光器一台，双缝干涉仪，多媒体电脑及投影装置，多媒体课件（相关静态图片及Flash动画）
【教学过程】
（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（如图）
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和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-S2
P0=0应出现亮纹，（中央明纹）
［演示动画］图20—3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］
P 1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P 1点的上方还可以找到Δ2=|S 1P 2-S 2P 2|=2λ的P 2点，Δ3=|S 1P 3-S 2P 3|=3λ的P 3点，Δn =|S 1P n -S 2P n |=nλ的P n 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：在P 点下方，与P 1、P 2等关于P 0对称的点也应是明条纹。 师：好。我们可以总结为：Δ=2n ·2
，n =0、1、2…时，出现明纹。 ［投影下图］那么S 1、S 2发出的光在Q 1点叠加又该如何呢？
［演示动画］我们先来看一下，动画显示，在Q 1点振动减弱。
师：在Q 1点是波峰与波峰相遇还是波峰与波谷相遇？两振动步调如何？ 生：是波峰与波谷相遇，振动步调刚好相反。
（教师启发学生进一步分析这点合振幅情况，以及Q 1点与P 0、P 1的相对位置。） 师：哪位同学能总结一下Q 1点的特征？
生：Q 1点位置在P 0、P 1间，它与两波源路程差|S 1Q 1-S 2Q 1|=2
λ
。该点出现暗纹。 师：非常好！大家看像Q 1这样的点还有吗？ 生：有。
（全体学生此时已能一起总结出Q 2、Q 3…等的位置） ［教师总结］Δ=|S 1Q 2-S 2Q 2|=23λ，2
5
λ…处，在P 1P 2、P 2P 3、…等明纹之间有第2条暗纹Q 2、第3条暗纹Q 3…
师：哪位同学能用上面的方法写个通式，归纳一下？ 生：当Δ=（2n +1） 2
λ
，n =0、1、2…时，出现暗纹。 ［投影下图］
师：综合前面分析，我们可以画出上面图示的双缝干涉结果。
同时介绍一下相干光源，强调干涉条件。引导学生阅读教材57页上方的内容，进一步体会，杨氏实验中的双缝的作用就是得到一对相干光源。
（三）课堂总结、点评
今天我们学习了光的干涉，知道光的确是一种波。我们还确定了双缝干涉实验中，明暗
条纹出现的位置：当屏上某点到两个狭缝的路程差Δ=2n ·2
λ，n =0、1、2…时，出现明纹；当Δ=（2n +1）
2
λ
，n =0、1、2…时，出现暗纹。 两列波要产生干涉，它们的频率必须相同，且相位差恒定。能够产生干涉的光源叫做相干光源。杨氏实验中，双缝的作用就是得到一对相干光源。
（四）课余作业
完成P57“问题与练习”的题目。 附：课后训练
1．用波长为0.4μm 的光做双缝干涉实验，A 点到狭缝S 1、S 2的路程差为1.8×10-6 m ，则A 点是出现明条纹还是暗条纹？
答案：暗条纹
2．关于杨氏实验，下列论述中正确的是 （ ） A ．实验证明，光的确是一种波。
B ．双缝的作用是获得两个振动情况总是相同的相干光源
C ．在光屏上距离两个小孔的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹
D ．在光屏上距离两个小孔的路程差等于波长的整数倍处出现亮条纹 答案：AB
3．对于光波和声波，正确的说法是 A ．它们都能在真空中传播 B ．它们都能产生反射和折射 C ．它们都能产生干涉
D ．声波能产生干涉而光波不能
答案：BC
4．两个独立的点光源S 1和S 2都发出同频率的红色光，照亮一个原是白色的光屏，则光屏上呈现的情况是 （ ）
A ．明暗相间的干涉条纹
B ．一片红光
C ．仍是呈白色的
D ．黑色
解析：两个点光源发出的光虽然同频率，但“振动情况”并不总是完全相同，故不能产生干涉，屏上没有干涉条纹，只有红光。
答案：B
5．在真空中，黄光波长为6×10-7 m ，紫光波长为4×10-7 m 。现有一束频率为5×1014 Hz 的单色光，它在n =1.5的玻璃中的波长是多少？它在玻璃中是什么颜色？
解析：先根据λ0=c /f 0计算出单色光在真空中的波长λ0，再根据光进入另一介质时频率不变，由n =
v c =λλD
，求出光在玻璃中的波长λ. λ0=c /f 0=14
810
5103?? m=6×10-7 m ，可见该单色光是黄光。
又由n =λ0/λ得λ=λ0/n =5
.11067
-? m=4×107 m 。由于光的颜色是由光的频率决定的，而
在玻璃中光的频率未变化，故光的颜色依然是黄光。
答案：4×10－
7 m 黄色
光的干涉 【教学目标】 知识与技能:1.通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波。2.掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。 过程与方法:1.通过杨氏双缝干涉实验，体会把一个点光源发出的一束光分成两束，得到相干光源的设计思想。2.通过根据波动理论分析单色光双缝干涉，培养学生比较推理，探究知识的能力。 情感、态度与价值观:通过对光的本性的初步认识，建立辩证唯物主义的世界观。 【教学重难点】 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。 【教学方法】 复习提问，实验探究，计算机辅助教学 【教学用具】 JGQ型氦氖激光器一台，双缝干涉仪，多媒体电脑及投影装置，多媒体课件（相关静态图片及Flash动画） 【教学过程】 （一）引入新课 复习机械波的干涉、提问，诱导猜想，多媒体投影静态图片。 教师：大家对这幅图还有印象吗？ 学生：有，波的干涉示意图。 教师：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。 教师：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” 教师：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。 学生：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。 教师：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。）教师：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。 学生：应是明暗相间的图样。 教师：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） 教师：看来大家没有见过。是什么原因呢？ 学生1：可能是日常生活中找不到两个振动情况总相同的光源。 学生2：可能是我们看见了但不知道是光的干涉现象。 教师：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？ 学生：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。 教师：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） 教师：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） 教师：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”。 教师：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
课时13.3光的干涉 1.通过实验观察,认识光的干涉现象。理解光是一种波,干涉是波特有的性质。 2.明确光产生干涉的条件以及相干光源的概念。 3.理解干涉的原理、干涉条纹形成的原因及特点,能够利用明暗条纹产生的条件解决相应的问题。 重点难点:光的干涉产生的条件,形成明暗条纹的条件,以及双缝干涉中明暗条纹的有关计算。 教学建议:本节主要讲杨氏双缝干涉实验和决定条纹间距的条件。教学中要注意回顾和应用机械波干涉的相关知识,分析光屏上明暗条纹的分布规律,这可以进一步加深学生对光的波动性的认识。本节做好光的干涉的演示实验是使学生正确理解本节知识的关键。 导入新课:在托马斯·杨之前,不少人都曾进行过光学实验,试图找到证明光的波动性的有力证据:光的干涉和衍射现象。但这些实验都失败了,原因是他们不能找到相干光源。直到1801年托马斯·杨做了著名的干涉实验,为光的波动说奠定了基础。杨氏干涉实验巧妙地解决了相干光源问题,它的巧妙之处在哪? 1.杨氏干涉实验 (1)1801年,英国物理学家①托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。证明光的确是一种②波。 (2)双缝干涉实验:让一束③单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上,狭缝相距很近,就形成了两个波源,它们的④频率、⑤相位和⑥振动方向总是相同。这两
个波源发出的光在挡板后互相叠加,挡板后面的屏上就可以得到⑦明暗相间的条纹。 2.决定条纹间距的条件 (1)出现亮条纹的条件:当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的⑧偶数倍时(即恰好等于波长的⑨整数倍时),两列光在这点相互⑩加强,这里出现亮条纹。 (2)出现暗条纹的条件:当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的 奇数倍时,两列光在这点相互削弱,这里出现暗条纹。 1.杨氏实验观察到的是什么现象?为什么说它证明了光是一种波? 解答:干涉现象,干涉现象是波特有的现象。 2.双缝干涉实验中为什么用激光做光源? 解答:激光亮度高、相干性好。 3.光的干涉能用叠加原理解释吗? 解答:能。 主题1:光的干涉 问题:(1)光是一种波,跟波有相似的特性。上一章我们学了波的干涉,什么是光的干涉呢? (2)光的干涉条件是什么? (3)如何获得相干光源? (4)思考后讨论,为什么生活中很少见到光的干涉现象呢? 解答:(1)在两列光波的叠加区域,某些区域相互加强,出现亮纹,某些区域相互减弱,出现暗纹,且加强区域和减弱区域相互间隔,即亮纹和暗纹相互间隔,这种现象称为光的干涉。
班级______________学号____________姓名________________ 练习六 光的干涉 一、选择题 1.在折射率n=的厚玻璃中，有一层平行玻璃表面的厚度为mm d 3105.0-?=的空气隙， 今以波长λ=400nm 的平行单色光垂直照射厚玻璃表面，如图所示，则从玻璃右侧向玻 璃看去，视场中将呈现（ ） A 、亮影； B 、暗影； C 、明暗相间的条纹； D 、均匀明亮。 2. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 （ ） （A ）使屏靠近双缝； （B ）使两缝的间距变小； （C ）把两个缝的宽度稍微调窄； （D ）改用波长较小的单色光源。 3.在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝1S 、2S 距离相等，则观察屏上中央明纹中心位于图中O 处， 现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置，则 （ ） （A ）中央明条纹向下移动，且条纹间距不变； （B ）中央明条纹向上移动，且条纹间距增大； （C ）中央明条纹向下移动，且条纹间距增大； （D ）中央明条纹向上移动，且条纹间距不变。 4.用单色光垂直照射牛顿环装置，设其平凸透镜可以在垂直的方向上移动，在透镜离开平玻璃的过程中， 可以观察到这些环状干涉条纹 （ ） （A ）向右平移； （B ）向中心收缩； （C ）向外扩张； （D ）向左平移。 5.如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为2n 的薄膜上，经上下两个表面 反射的两束光发生干涉。若薄膜厚度为e ，而且321n n n >>，则两束反射光在相遇点的 位相差为（ ） （A ）λπ/42e n ； （B ）λπ/22e n ； （C ）λππ/42e n +； （D ）λππ/42e n +-。 6.两个直径相差甚微的圆柱体夹在两块平板玻璃之间构成空气劈尖，如图所示，单色光垂直照射，可看到 等厚干涉条纹，如果将两个圆柱之间的距离L 拉大，则L 范围内的干涉条纹 （ ） （A ）数目增加，间距不变； （B ）数目增加，间距变小； （C ）数目不变，间距变大； （D ）数目减小，间距变大。 二、填空题 1.双缝干涉实验中，若双缝间距由d 变为d '，使屏上原第十级明纹中心变为第五级明纹中心，则='d d : ；若在其中一缝后加一透明媒质薄片，使原光线光程增加λ5.2，则此时屏中心处为第 级 纹。 2.用600=λnm 的单色光垂直照射牛顿环装置时，第4级暗纹对应的空气膜厚度为_________m 。 3.在牛顿环实验中，平凸透镜的曲率半径为，当用某种单色光照射时，测得第k 个暗纹半径为，第k +10个 暗纹半径为，则所用单色光的波长为___________nm 。 4.在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将向 方向移动，相邻条纹间的距离 将变 。 5.在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角rad 100.14 -?=θ，在波长700=λnm 的单色光垂直照射下，测 得干涉相邻明条纹间距l=，此透明材料的折射率n =___________。 三、计算题 1.用很薄的云母片（n =纹的位置上。如果入射光波长为550nm ，试问此云母片的厚度为多少 S S 3 n e
光的干涉和衍射的区别与联系 光学是物理学中较古老的一门应用性较强的基础性学 科,其中光的干涉与衍射现象是光学课程最主要的内容之一 ： 也是现代光学的基础。如傅立叶光学，全息学，光传输和光波导等理论基础。 干涉和衍射现象是一切波动所特有的，也是用于判断某 种物质是否有波动性的判据。从理论上分析，干涉和衍射都是 光波发生相干叠加的结果。光波叠加的原理表述为对于真空中传播的光或在媒质中传播的不太强的光，当几列光波相遇时,其合成光波的光矢量E等于各分光波的光矢量E1,E2,E3, 的矢量和，即 E=E1+E2+E3 ....... =E Ei 而在相遇区外各列光波仍保持各自原有的特性频率 波长振动方向等和传播方向继续传播就好像在各自的路径上没有遇到其他的波一样。 在我们的日常生活中就有不少的干涉现象，例如，水面 上的油膜在太阳光的照射下呈现出五彩缤纷的美丽图像。 儿童吹起的肥皂泡在阳光下也显出五光十色的彩纹，这些都是光在薄膜上干涉所产生的图样。
光的干涉现象的广义定义为“两束（或多束）频率相同振动偏振方向一致振动位相差恒定的光在一定的空间 范围内叠加其光强度分布与原来两束或多束光的强度之和不同的现象。”为了突出“相干叠加”与“非相干叠加”在空间强度分布的明显的差别又有了狭义的定义 “满足一定条件的两束或多束光在空间叠加后其合振动有些地方固定的加强有些地方固定的减弱强度在 空间在有一种周期性的变化的稳定分布” 。 根据光源分成两束时所采用的方法不同干涉分为两种： (1)由波阵面造成的干涉将点光源发出的波阵面分割为两 个或两个以上的部分 使它们通过不同的光路后交叠起来。 (2)由振幅分割造成的干涉用半透膜等波阵面上同一点处的振幅分成两个或更多个部分然后使这些波相遇而叠加起来。 让我们在日常生活中来观察光的衍射现象伸出你的手 把两个指头并拢靠近眼睛通过指缝观看电灯灯丝使缝与灯丝平行可以看到灯丝两旁有明暗相间的并带有彩色 的平行条纹这就是光通过指缝产生的衍射现象。 光的直线传播和衍射现象是有内在联系的衍射现象是光的波动特性的最基本的表现光的直线传播不过是光 的衍射现象的极限而已。惠更斯菲涅尔原理指出。在同一
教案 光的等厚干涉与应用 林一仙 一 目的 1、 观察光的等厚干涉现象，加深理解干涉原理 2、 学习牛顿环干涉现象测定该装置中平凸透镜的曲率半径 3、 掌握读数显微镜的使用方法 4、 掌握逐差法处理数据的方法 二 仪器 读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置 三 原理 牛顿环装置是一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃上，这样两玻璃间形成空气薄层厚度e 与薄层位置到中央接触点的距离r ，凸透镜曲率半径R 的关系为： R r e 22 (a) (b) 图20—1 根据干涉相消条件易得第K 级暗纹的半径与波长λ及牛顿环装置中平凸透镜的凸面曲率半径R 存在下述关系：
λ λ K K R d r K K 422= = 根据d K 2与K 成正比的性质采取逐差法处理实验数据 )(42 2n m R d d n m -=-λ 四 教学内容和步骤 1、 牛顿环装置的调整，相应的提出问题，怎样将干涉图样调到装 置的中心？ 2、 显微镜的调节，焦距怎么调？叉丝怎样调节？干涉图样不清晰 怎么办？反光镜怎么用？刻度尺怎么读？ 3、 读数方法，要防止螺距差。读完一组之后要把牛顿环转90度再 重新读一组。 4、 用逐差法处理数据，忽略仪器误差。 五 注意事项 1、 仪器轻拿轻放，避免碰撞。 2、 镜头不可用手触摸，有灰尘时用擦镜纸轻轻拂去不能用力擦拭。 调焦及调鼓轮时不可超出可调范围。为防止产生螺距误差，测量过程中鼓轮只能往一个方向转动，不许中途回倒鼓轮。 六 主要考核内容 1、 预习报告内容是否完整，原理图、公式、表格等是否无误。 2、 看是否将干涉图样调出来，数据是否有误等。 七 参考数据
1引言 光学是物理学中较古老的一门应用性较强的基础学科, 又是当前物理学领域最活跃前沿之一, 然而光学的发展也是经过一场场磨难和斗争, 其历史被当作自然科学发展史的典范。光的干涉和衍射现象是光学课程最主要的内容之一, 也是现代光学的基础, 如傅里叶光学, 全息学, 光传输与光波导等的理论基础。在大学本科层次的光学学习中, 光的反射, 折射现象和成像规律我们学生已比较熟悉, 较容易接受。但对光的波动性, 干涉和衍射现象, 我们还是比较生疏, 理论解释也比较困难。本文将通过对光的干涉和衍射现象更加深入的比较和分析, 阐明干涉与衍射现象的意义, 系统归纳总结出了两者的异同，以促进相关概念的学习。 2光的干涉现象 “两束（或多束）频率相同, 振动方向一致, 振动位相差恒定的光在一定的空间范围内叠加后, 其强度分布与原来两束（或多束）光的强度之和不同的现象称为光的干涉”, 该定义范围广泛, 是光的干涉的广义定义[1]。为突出“ 相干叠加” 与“ 非相干叠加” 在空间强度分布的明显差别, 很多教科书给出了光的干涉的狭义定义“ 满足一定条件的两束（或多束）光在空间叠加后, 其合振动有些地方固定的加强, 有些地方固定的减弱, 强度在空间有一种周期性变化的稳定分布, 这种现象称为光的干涉” 。此时, 在叠加区内的屏上一般会形成固定的干涉图样, 其图象不随时间改变。这种狭义的干涉是我们以下讨论的重点, 也是中学物理所涉及的内容。 波动是振动在介质中的传播, 因此, 光波的叠加问题可以归结为讨论空间任一点电磁振动的叠加。设两波源为1S 和2S , 它们是电矢量振动方向相同, 各自发出频率相同, 初相 位不同的光波, 当这两列光波在介质中任一点P 相遇时, 可证明, 它们在该点引起的平均强度为 12I I I δ- =++ 式中, 1I 和2I 分别是发自1S 和2S 的两列光波到达P 点的各自的平均强度,δ为两列光波到达P 点时的 相位差, 上式右边的第三项称为两列光波的干涉 项。又因为振动的强度正比于振幅的平方，设1A ，
13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 【教学目标】 （一）知识与技能 1．掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式及推导过程。 2．观察双缝干涉图样，掌握实验方法。 （二）过程与方法 培养学生的动手能力和分析处理“故障”的能力。 （三）情感、态度与价值观 体会用宏观量测量微观量的方法，对学生进行物理方法的教育。 【教学重点】 双缝干涉测量光的波长的实验原理及实验操作。 【教学难点】 x ?、L 、d 、λ的准确测量。 【教学方法】 复习提问，理论推导，实验探究 【教学用具】 双缝干涉仪、光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺 【教学过程】 （一）引入新课 师：在双缝干涉现象中，明暗条纹出现的位置有何规律？ 生：当屏上某点到两个狭缝的路程差Δ=2n ·2 λ ，n =0、1、2…时，出现明纹；当Δ=（2n +1） 2 λ，n =0、1、2…时，出现暗纹。 师：那么条纹间距与波长之间有没有关系呢？下面我们就来推导一下。 （二）进行新课 1．实验原理 师：［投影下图及下列说明］
设两缝S 1、S 2间距离为d ，它们所在平面到屏面的距离为l ，且l >>d ，O 是S 1S 2的中垂线与屏的交点，O 到S 1、S 2距离相等。 推导：（教师板演，学生表达） 由图可知S 1P =r 1 师：r 1与x 间关系如何？ 生：r 12=l 2+（x - 2d ）2 师：r 2呢？ 生：r 22=l 2+（x +2 d ）2 师：路程差|r 1-r 2|呢？（大部分学生沉默，因为两根式之差不能进行深入运算） 师：我们可不可以试试平方差？ r 22-r 12=（r 2-r 1）（r 2+r 1）=2dx 由于l >>d ，且l >>x ，所以r 1+r 2≈2l ，这样就好办了，r 2-r 1=Δr =l d x 师：请大家别忘了我们的任务是寻找Δx 与λ的关系。Δr 与波长有联系吗？ 生：有。 师：好，当Δr =2n ·2λ，n =0、1、2…时，出现亮纹。 即l d ·x =2n ·2 λ时出现亮纹，或写成x =d l n λ 第n 条和第（n -1）条（相邻）亮纹间距离Δx 为多少呢？ 生：Δx =x n -x n -1 =［n -（n -1）］ d l λ 师：也就是Δx =d l ·λ 我们成功了！大家能用语言表述一下条纹间距与波长的关系吗？ 生：成正比。 师：对，不过大家别忘了这里l 、d 要一定。暗纹间距大家说怎么算？ 生：一样。 师：结果如何？ 生：一样。 师：有了相邻两个亮条纹间距公式Δx = d l ·λ，我们就可以用双缝干涉实验来测量光的波长了。 2．观察双缝干涉图样 （教师指导学生按步骤进行观察，也可引导学生先设计好步骤，分析研究后再进行，教师可将实验步骤投影）
第3节光_的_干_涉 1.英国物理学家托马斯·杨于1801年成功地观察到 了光的干涉现象。 2．双缝干涉图样：单色光——明暗相间的条纹。 3．干涉条件：两列光的频率相同，振动方向相同， 相位差恒定。 4．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，奇数倍时 出现暗条纹。 一、杨氏干涉实验 1．物理史实 1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象，开始让人们认识到光的波动性。 2．双缝干涉实验 (1)实验过程：让一束平行的完全相同的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉。 (2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。 (3)实验结论：证明光是一种波。 二、光发生干涉的条件 1．干涉条件 两列光的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。 2．相干光源 发出的光能够产生干涉的两个光源。 3．一般情况下很难观察到光的干涉现象的原因 由于不同光源发出的光的频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相位差，故一般情况下不易观察到光的干涉现象。
1．自主思考——判一判 (1)直接用强光照射双缝，发生干涉。(×) (2)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。(×) (3)若用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。(√) (4)在双缝干涉实验中单缝屏的作用是为了获得一个线光源。(√) (5)双缝干涉实验证明光是一种波。(√) 2．合作探究——议一议 (1)两只手电筒射出的光束在空间相遇，能否观察到光的干涉现象？ 提示：不能。两只手电筒射出的光束在空间相遇，不满足光发生干涉的条件，不能观察到光的干涉现象。 (2)在双缝干涉实验中，如果入射光用白光，在两条狭缝上，一个用红色滤光片(只允许通过红光)遮挡，一个用绿色滤光片(只允许通过绿光)遮挡。试想：屏上还有干涉条纹吗？ 提示：屏上不会出现干涉条纹，因为双缝用红、绿滤光片遮挡后，透过的两束光频率不相等，就不是相干光源了，不会再发生干涉。 对杨氏双缝干涉实验的理解 1．双缝干涉的装置示意图 实验装置如图13-3-1所示，有光源、单缝、双缝和光屏。 图13-3-1 2．单缝屏的作用 获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。 3．双缝屏的作用 平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。
衍射和干涉 1801年，英国医生杨氏所做的有名的双孔实验对于确认光的波动特征有过非常重要的意义．但同一双孔实验有时被称为双孔衍射，有时则又被称之为双孔干涉；什么时候只出现“纯干涉”，什么情况又属“纯衍射”呢？究竟干涉与衍射之间有何区别和联系？本篇短文拟就此做一简要定性的讨论． 一、光波的传播与迭加 光的干涉与光的衍射现象都是从光源发出的光波在波场中传播所产生的物理现象．运用1678年惠更斯提出的原理，引用“次波”概念，通过作图即可由已知时刻的波面S1决定其后任一时刻的波面S2，它虽然可以成功地解释许多光波传播的问题，例如，光波在透明介质表面上发生的反射，折射现象；晶体中的双折射现象；光通过开有小孔屏以后，传播方向发生偏折的现象……等等，如图1 所示．但是惠更斯原理未能说明作图中为什么不存在“倒退波”的问题，也没有能定量给出次波面在波场中各点振幅贡献的大小． 经验告诉我们，两列光波在空间交会时，它们的传播互不干扰，即每列光波的传播就好象另一列光波完全不存在一样，各自独立地进行．而当两列光波在同一空间传播时，那么在它们交迭区内每点的总振动将是各列光波单独在该点产生电磁场振动的合成．这就是大家熟知的迭加原理．由于迭加的结果，在迭加区域内，光强的分布因迭加光波的相互作用而出现重新分布的现象，即空间每一点的强度并不一定等于参与迭加的各列光波单独强度之和，有的地方互相加强，有的地方互相削弱，这种出现明暗光强分布的现象．就在历史上就叫做“干涉”．不过能产生稳定的干涉图样的各光波波列必须是相干波列，而相干波列必须满足特定的相干条件．这种相干波列的迭加称为相干迭加．相干迭加时，迭加场内各点的强度分布应先由各波列的振幅迭加求得合振幅，而后再由合振幅的平方表示该点的相对强度．如果迭加点的强度等于分单独光波波列的强度之和，则属于非相干迭加．
13．2----13．3光的干涉 一、教学目标 1、知识与技能 （1）认识光的干涉现象及产生光干涉的条件． （2）理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征． 2、过程与方法 （1）通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力． （2）通过观察实验培养学生观察、表述物理现象，概括其规律特征的能力，学生亲自做实验培养学生动手的实践能力． 二、教学重点与难点分析： （1）波的干涉条件，相干光源． （2）如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在着 （3）加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”． 三、教学过程： 1、从红光到紫光频率是如何变化的？频率由谁决定？ （1）从红光到紫光的频率关系为：υ紫>………> υ红 （2）频率由光源决定与传播介质无关。（由光源的发光方式决定） 2、在真空中，从红光到紫光波长是如何变化的？ 3、任一单色光从真空进入某一介质时，波长、光速、频率各如何变化？ （1）当光从真空进入介质或从一种介质进入另一种介质时，频率不发生变化。即光的的颜色不发生改变。（2）当光从真空进入介质后，传播速度将变小 （当光从一种介质进入另一种介质后，又如何判断传播速度的变化？） （当光从一种介质进入另一种介质后，又如何判断波长的变化？） 例1、已知介质对某单色光的临界角为θ，则() A.该介质对此单色光的折射率等于1/sinθ B.此单色光在该介质中的传播速度等于csinθ倍(c是真空中的光速) C.此单色光在该介质中的波长是在真空中的波长的sinθ倍 D.此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的1/sinθ倍 4、在同一介质中，从红光到紫光波长、速度大小间的关系如何？ （1）在同一种介质中，频率小的传播速度大 （2）在同一种介质中，频率小的波长大（这一点与真空中的规律一样） 5、产生稳定干涉现象的条件是什么？频率相同、振动方向相同、相差保持恒定。 6、日常生活中为何不易看到光的干涉现象？对机械波来说容易满足相干条件，对光来讲就困难的多。这与光源的发光机理有关。利用普通光源获得相关光的方法是把一列光波设法分成两部分进行叠加发生干涉。 7、杨氏双缝干涉图样的特点有那些？（1）单色光为等间隔明暗相间的条纹。（明暗条纹的宽度相同）（2）相同双缝时，频率越大纹越窄。（3）白光干涉图样为彩色，中央亮纹为白色。注意；与单缝衍射图样进行对比。 8、如何解释白光杨氏双缝干涉图样是彩色的这一现象？（如何解释紫光的杨氏双缝干涉条纹比红光窄这一现象？ 例1、用红光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹.在其他条件不变的情况下，改用紫光做实验，则干涉条纹间距将变_____，如果改用白光做实验，在屏上将出现_____色条纹.例2、用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是() A.相邻干涉条纹之间的距离相等
光的干涉 陈艳 【教学目标】 1、知识与技能： （1）在复习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。 （2）通过干涉实验使学生认识光的干涉现象和干涉条纹的特征 （3）使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。 2、过程与方法 （1）在机械波产生干涉现象的知识基础上，学生通过自主实验探究，小组合作学习探究掌握光的干涉条件，推理在双缝干涉实验中形成亮条纹和暗条纹的原因及产生亮暗条纹的条件。 (2) 通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力． 3、情感态度价值观 (1)通过“杨氏双缝干涉”实验的学习，渗透科学家认识事物的物理思维方法． (2) 培养学生循着科学家足迹自主探究科学知识的能力，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标。 【教学重点】 （1）使学生知道双缝干涉产生的条件，认识干涉图样的特征。 （2）理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件 【教学难点】 对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解,如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，在时间上是稳定的，空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”． 【教学方法】 类比、实验、分组探究 【教学工具】 PPT课件、激光光源、双缝、红、绿、蓝、紫滤色片；激光干涉演示仪． 【教学过程】 课题引入： 在日常生活中，我们见到许多光学的现象。 图片展示：如光的直线传播、彩虹、“海市蜃楼” 引入：自然界中的光现象如此丰富多彩，人们不禁要问光的本质到底是什么？ 新课教学： 一、两大学说之争： 在17世纪以牛顿为代表的一派认为：“光是一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播” 以惠更斯为代表的一派认为：“光是在空间传播的某种波” 二、光的干涉： （一）假设：光是一种波，则必然会观察到波的特有现象。 波的特有现象有哪些？学生答：波的干涉和衍射
光的干涉、衍射和偏振 考纲解读 1.理解光的干涉现象，掌握双缝干涉中出现明暗条纹的条件. 2.理解光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件. 3.知道光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用．
1．[光的干涉现象的理解]一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色亮纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是() A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 B．各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 C．各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 D．上述说法都不正确 2．[光的衍射现象的理解]对于光的衍射的定性分析，下列说法中不正确的是() A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候，才能明显地产生光的衍射现象 B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果 C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论 D．光的衍射现象说明了光具有波动性 3．[光的偏振现象的理解]如图1所示，偏振片P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，能在P的另一侧观察到透射光是() A．太阳光 B．沿竖直方向振动的光 C．沿水平方向振动的光 D．沿与竖直方向成45°角振动的光
考点梳理 1．光的干涉 (1)定义：两列频率相同、振动情况相同的光波相叠加，某些区域出现振动加强，某些区域出现振动减弱，并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象． (2)相干条件 只有相干光源发出的光叠加，才会发生干涉现象．相干光源是指频率相同、相位相同(振动情况相同)的两列光波． 2．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后，在屏上出现明暗相间的条纹．白光的双缝干涉的条纹是中央为白色条纹，两边为彩色条纹，单色光的双缝干涉中相邻亮条纹间距离 为Δx＝l d λ. 3．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后两面反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同． 4．光的衍射
13.3光的干涉的教学设计 一、教材分析 1．国内以往教材对光的教学都是按光学的两大分支——利用几何学的概念和方法研究光的传播规律的几何光学和研究光的本性以及光与物质相互作用的规律的物理光学而分两章进行，两部分教学内容的处理相对独立．新课标下的光学教材，突出“光的本性”这条主线，将两部分内容整合为一，全章教材内容编排灵动活跃，贴近光学研究高新理念与成果，具有时代气息． 2．教材将《光的干涉》安排在学生可感知的光折射现象研究（第1 节）之后，意在建立有层次的光本性认知平台．在光折射现象研究中得到折射定律后，教材及时引导学生作深层思考：从实验中得出的折射定律1 212sin sin n θθ=与从惠更斯原理得出的结论形式一致，是否可以 推测光可能是一种波？“光线”是否应该是光波的波线？为将对光的认知同化至波的图式中去作了自然的铺垫，这样的编排与高中学生的认知水平相适应的，也顺乎人类对光本性认识的进程． 3．本节围绕波的特征现象之一 ——光的干涉的研究展开，以完成“光是一种波”的推理与同化．教材着力于展示典型的光干涉实验及光干涉现象，分析光干涉图样的规律及发生光干涉的条件．教材贯穿了如下的科学方法： 不完整的事实（折射定律1 212sin sin n θθ=与从惠更斯原理得出的结论形式一致） ↓ 假说（光是一种波） ↓ 可检验的依据（是波就会干涉） ↓ 新事实的检验（双缝干涉图样） 二、学情分析 1．学生大多在生活中没有光的干涉现象的体验，但通过高中物理学习，已有水波、声波等机械波干涉的经验与理论，高二学生已有一定的自主构建新知识框架的能力，可以从已感知的机械波干涉现象与规律延伸至待认定的光是波的推想．
光的干涉教案
光的干涉 【教学目标】 1、知识与技能： （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）在复习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原因及条件，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。 2、过程与方法 在教学的主要设置了两个探究的问题 （1）在机械波产生干涉现象的知识基础上，学生通过自主学习掌握光的干涉条件，在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。 （2）小组合作学习探究相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距与什么因素有关。 3、情感态度价值观 培养学生合作的精神、团队的意识和集体的观念，培养学生循着科学家足迹自主探究科学知识的能力，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标。 【教学重点】 （1）使学生知道双缝干涉产生的条件，掌握干涉图样的特征。 （2）理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件 （3）理解相邻的亮条纹（或暗条纹）的间距，并能应用这一规律解决实际问题 【教学难点】 (1)对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解 (2)理解影响双缝干涉图样中相邻亮条纹(或暗条纹)间距的因素 【教学方法】 类比、实验、分组探究 【教学工具】 PPT课件、玩具激光光源、光栅（双缝） 【教学过程】 课题引入： 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
问一：在日常生活中，我们见到许多光学的现象，这些自然现象是如何形成的？ 图片展示：如光的直线传播、彩虹、“海市蜃楼” 引入：自然界中的光现象如此丰富多彩，人们不禁要问光的本质到底是什么？ 新课教学： 一、两大学说之争： 在17世纪以牛顿为代表的一派认为：“光是一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播” 以惠更斯为代表的一派认为：“光是在空间传播的某种波” 学生讨论：你赞同谁的观点？并说一说赞同的原因。 二、光的干涉： （一）假设：光是一种波，则必然会观察到波的特有现象。 学生回顾：机械波的特有现象——干涉 引导：只要能看到光的干涉现象，就能说明光具有波性 （二）实验探究： 1、我们怎样才能使两列光相遇时发生干涉现象？ 演示：两个单独的激光光源相遇 设问：为什么看不到干涉现象？产生干涉现象必须有什么条件？ 学史介绍：实际上很难找到两个能相互干涉的光源，一直到1801年英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功的观察到了光的干涉。 2、托马斯·杨双缝干涉实验介绍： 介绍实验装置，在挡板上开两条很窄的狭缝，当一束单色光投射到挡板时，两条狭缝相当于两个完全相同的光源——相干光源。 光的干涉条件：相干光源 3、演示实验：双缝干涉实验 思考：光通过双缝后墙上出现了什么现象？这又说明了什么？ 师生小结：光具有波动性 引导学生参阅课本彩图中的双缝干涉图样 小组讨论：光的干涉图样有什么特征？ 得出实验现象：中央亮条纹、明暗相间、间距相等的条纹 设问(现象解释)：你该如何解释光屏上出现的亮条纹（暗条纹）？ 光屏上何处出现亮条纹，何处出现暗条纹？即产生的条件是什么？ 小组讨论：形成共识，派代表阐述原因。 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
习题18 GG 上传 18-1．杨氏双缝的间距为mm 2.0，距离屏幕为m 1，求：（1）若第一级明纹距离为2.5mm ，求入射光波长。（2）若入射光的波长为6000A ，求相邻两明纹的间距。 解：（1）由L x k d λ= ，有：xd k L λ=，将0.2mm d =，1m L =，1 2.5mm x =，1k =代入，有：33 72.5100.210 5.0101 m λ---???= =?；即波长为：500nm λ=； （2）若入射光的波长为 A 6000，相邻两明纹的间距：7 3 161030.210D x mm d λ--???===?。 18-2．图示为用双缝干涉来测定空气折射率n 的装置。实验前，在长度为l 的两个相同密封玻璃管内都充以一大气压的空气。现将上管中的空气逐渐抽去，（1）则光屏上的干涉条纹将向什么方向移动；（2）当上管中空气完全抽到真空，发现屏上波长为λ的干涉条纹移过N 条。计算空气的折射率。 解：（1）当上面的空气被抽去，它的光程减小，所以它将 通过增加路程来弥补，条纹向下移动。 （2）当上管中空气完全抽到真空，发现屏上波长为λ的干涉 条纹移过N 条，可列出：λN n l =-）（1 得：1+= l N n λ 。 18-3．在图示的光路中，S 为光源，透镜1L 、2L 的焦距都为f ， 求（1）图中光线SaF 与光线SOF 的光程差为多少？（2）若光线SbF 路径中有长为l ，折射率为n 的玻璃，那么该光线与SOF 的光程差为多少？。 解：（1）图中光线SaF 与光线SOF 的几何路程相同，介质相同，透镜不改变光程，所以SaF 与光线SOF 光程差为0。 （2）若光线SbF 路径中有长为l ，折射率为n 的玻璃，那么光程差为几何路程差与介质折射率差的乘积，即：(1)n l δ=-。 18-4．在玻璃板（折射率为50.1）上有一层油膜（折射率为30.1）。已知对于波长为nm 500和nm 700的垂直入射光都发生反射相消，而这两波长之间没有别的波长光反射相消，求此油膜的厚度。 解：因为油膜（ 1.3n =油）在玻璃（ 1.5n =玻）上，所以不考虑半波损失，由反射相消条件有：2(21) 122 n e k k λ =-= 油，，， 当12500700nm nm λλ==?????时，1122 2(21)22(21)2 n e k n e k λλ=? -=-??????油油?21 21217215k k λλ-==-， 因为12λλ<，所以12k k >，又因为1λ与2λ之间不存在'λ以满足' 2(21) 2 n e k λ=-油式， 即不存在21'k k k <<的情形，所以1k 、2k 应为连续整数，可得：14k =，23k =；
干涉与衍射的区别与联系 摘要：干涉和衍射现象是一切波动所特有的,也是用于判断某种物质是否有波动性的判据。光的干涉与衍射都可以得到明暗相间的色纹，都有力地证明了光的波动性。由于叠加，两列具有相同频率、固定相位差的同类波在空间共存时，会形成振幅相互加强或相互减弱的现象，称为干涉。相互加强时称为相长干涉，相互减弱时称为相消干涉。波在传播中遇到有很大障碍物或遇到大障碍物中的孔隙时，会绕过障碍物的边缘或孔隙的边缘，呈现路径弯曲，在障碍物或孔隙边缘的背后展衍，这种现象称为波的衍射。波的衍射现象有不见其人，只闻其声。 关键词：干涉；衍射；联系；区别 Interference with the distinction between the diffraction Abstract：Interference and diffraction phenomenon is all special fluctuations, is also used to judge whether a substance of the criterion of volatility. Light interference and diffraction can get light and shade and white color lines, powerful proved the volatility of the light. Due to the superposition of two columns with the same frequency, fixed phase difference of the same kind waves in space: when, can form the amplitude of each other mutually reinforcing or weakened phenomenon, is called interference. When the mutually reinforcing called phase long interfere with each other, they are called destructively interfere with weakened. Wave propagation in met in the great obstacles or meet a big obstacle, the pore, will be around obstructions edge or the edge of the pore, present paths crooked, in the edge of the pore obstacles or behind exhibition yan, this phenomenon is called the diffraction wave. Wave diffraction phenomenon has not see the person, only hear its voice. Key Words：Interference; Diffraction; Contact; Difference between
广东省第五届高校师范生教学技能大赛物理教学技能参赛教案 光的干涉
《光的干涉》教学设计 ?教材选用 人教版普通高中课程标准实验教科书·物理选修3-4·第十三章第三节。 ?教学容分析 （一）作用与地位 本节是在《机械波》的基础上展开的，上承几何光学，也是后面学习《光的衍射》等知识的基础，本节揭示了光的波动性，促使人类对光的本性有更进一步的认识。同时也与选修3-5《光电效应》共同构成光的波粒二象性，所以本节具有重要的研究意义。 （二）课程标准 1、观察光的干涉现象； 2、知道产生干涉现象的条件。 （三）课程特点 课程标准是课程的宏观结构，教材是课程的微观结构。从教材特点看，本节通过提出猜想：如果光真的是一种波；随后进行氏双缝实验，通过得到干涉图样，进而证明光是一种波；最后讨论路程差与半波长的关系，得出明暗条纹出现的条件。 但教材中并没有突出“空间”干涉；双缝干涉实验的示意图并没有采用形象化的展示，从而影响了学生对光的干涉机理的理解；增加了学习的难度，所以我对教材做了以下的处理： 1.增加创新演示实验，利用丁达尔效应展示干涉通路，有助于学生对物理规律的深刻理解； 2. 通过演示光波直观图示，形象的展示光波的干涉机理，化抽象的光波为直观； 3.增强教学中的逻辑性，注重知识的构建过程； ?学生情况分析 （一）思维特点 按皮亚杰的理论,高二学生正处在形式运算的思维阶段, 遵循从简单到复杂，从直观到抽象的认知规律，但是他们的抽象思维能力还不够强,常常会需要具体的表象或类比于相似的具体经验来支持思维过程。 （二）知识基础
学生已经学习了机械波的容,对机械波的干涉和波的叠加原理有一定认识。 （三）认知困难 但学生知识的迁移能力相对薄弱，且光的干涉机理比较抽象，加之对光干涉无本质的认识。 ?教学目标分析 （一）知识与技能 （1）知道光产生干涉的条件，知道光是一种波； （2）知道光的干涉现象和干涉条纹的分布特点； （3）知道路程差与明暗条纹之间的关系。 （二）过程与方法 （1）通过光的干涉与机械波干涉的类比，培养学生比较分析的能力和知识迁移的能力。 （三）情感、态度、价值观 （1）通过观察实验，培养学生实事的科学态度。 （2）通过了解氏双缝干涉实验，培养学生的物理学史情怀，增加对物理学的热爱。 教学重难点 重点：光的干涉特点和产生条件 重点：明暗条纹产生的原因 ?教学策略分析 一、教学方法 主要采用实验法、讲授法、并辅以提问法等教法，把教学过程设计成以激发学生兴趣的吹肥皂泡实验为切入点，以观察实验和已有知识为基础，以“为什么肥皂泡表面的条纹始怎么形成的？”等问题为主线的师生对话活动，（1）实验法 通过探究氏双缝实验，观察光干涉的特点，得出光是一种波；通过创新演示实验，利用丁达尔效应显现干涉通路，展示光干涉的空间性，进一步理解光的波动性；通过演示直观图示模拟波在空间P点的三种叠加情况（峰峰、谷谷、峰谷），理解光的干涉机理。
13.3 光的干涉 【教学目标】 （一）知识与技能 1．通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波。 2．掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。 （二）过程与方法 1．通过杨氏双缝干涉实验，体会把一个点光源发出的一束光分成两束，得到相干光源的设计思想。 2．通过根据波动理论分析单色光双缝干涉，培养学生比较推理，探究知识的能力。 （三）情感、态度与价值观 通过对光的本性的初步认识，建立辩证唯物主义的世界观。 【教学重点】双缝干涉图象的形成实验及分析。 【教学难点】亮纹（或暗纹）位置的确定。 【教学方法】复习提问，实验探究，计算机辅助教学 【教学用具】JGQ型氦氖激光器一台，双缝干涉仪，多媒体电脑及投影装置，多媒体课件（相关静态图片及Flash动画） 【教学过程】 （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。