创新设计杨氏干涉实验装置

㈠ 一杨氏双缝干涉实验装置，在真空中观察时，干涉条纹间距为1.5mm。若把

条纹间距与波长成正比，与折射率成反比，干涉条纹间距：1.5mm/【4/3】=1.125mm

㈡ 干涉是

干涉 ：
ɡàn shè
①过问或制止，多指不应该管硬管：互不～内政。②关涉；关系：二者了无～。
干涉现象 ：
ɡàn shè xiàn xiànɡ
1.两个或两个以上的波相遇时，在一定情况下会相互影响，这种现象叫干涉现象。声波、光波和其他电磁波等都有此现象。
杨氏干涉实验 ：
yánɡ shì ɡàn shè shí yàn
英国物理学家托马斯·杨所做的光的干涉实验。1802年他用如图所示方式，让太阳光通过小孔s(以后改用狭缝)，射出的光又通过相邻两小孔s�1和s�2，由这两小孔射出的光在其后的屏ac上因光的干涉而形成明暗相间条纹。该实验不仅证明了光的波动性，还可用以测定光的波长。

光的干涉

一、光的干涉现象的发现

在光学发展史上，意大利科学家格里马第是第一个发现光的干涉现象的人．他做了一个简单的实验，其实验设计如下：在房子的窗户板上打两个紧挨着的小孔，太阳光经过这两个小孔射入室内形成两个锥形光柱．将一个屏放在两个光柱相互重叠的地方，此时可以发现，屏上一些地方的亮度反而比只用一个光柱照射时的还要暗些．格里马第从这一实验中得出结论：两根光柱相加并不总是使亮度增加．他通过类比方法，把光的干涉现象和石块投入水中激起水波的现象作了类比．但他对此干涉现象没有作出深刻的理论分析．

英国物理学家胡克（1635—1703）研究了另一种相干现象，他通过实验研究了用肥皂水形成的薄膜和云母薄片上光的干涉．胡克提出光是一种振幅很小的快速振动，还试图分析薄膜干涉时彩色的成因．他提出在薄膜上观察到彩色必须满足三个条件：膜的厚度有一定的限度；膜必须是透明的；在膜的背面必须有好的反射体．他认为，一束最弱的成分领先而最强的成分随后的倾斜而混杂的光脉冲，在网膜上的印象是蓝色；一束最强的成分领先而最弱部分随后的倾斜而混杂的光脉冲，在网膜上的印象是红色．虽然这种解释是不正确的，但其中它包含了两束光的位相差等现代干涉理论的某些观点，胡克关于光的这些理论研究，对于由笛卡儿提出的光是以太压力的模型过渡到光的波动说起了重要的作用．

牛顿设计并进行了“牛顿环”实验，研究了薄膜干涉问题，从而发现了“牛顿环”现象．牛顿亲自制造了仪器进行实验，他把一块平凸透镜放在一块双凸透镜上面，使平凸透镜的平面向下，然后慢慢压紧，围绕中心便陆续冒出各种颜色的圆环；如果使上面的平凸透镜慢慢抬起离开下面的双凸透镜，则带有颜色的圆环又在中心相继消失，这就是著名的“牛顿环”现象．牛顿还发现色环的颜色有一定的排列次序；当压紧两透镜时，色环的直径会不断增大，其周边的宽度则减小，若是抬起上面的透镜，色环的直径就会缩小，其周边的宽度则增大．牛顿还测量了环的半径，发现它和透镜的曲率半径、空气膜的厚度有一定关系．“牛顿环”现象实际上是两束光发生“干涉”的结果．但是由于牛顿是倾向于光的微粒说的观点，因此对这种光的波动性的表现没有作进一步的实验探索和理论研究．

二、光的干涉理论的建立

格里马第、胡克、牛顿等人相继发现了光的干涉现象，但是都没有得出正确的解释，也没有建立起光的干涉的正确理论．到了十九世纪初经过托马斯·杨、菲涅耳等人的工作，光的干涉理论终于形成与建立起来．

1．托马斯·杨运用类比方法首次把光的干涉概念引入了物理学．

1800年托马斯·杨在《关于光和声的实验和问题》的论文中，根据自己的实验，对当时占统治地位的光的微粒说提出怀疑，为惠更斯的波动理论进行辩护．他通过对声波的研究，提出在声波互相重叠时出现加强和减弱的现象即声波的干涉现象．并摒弃了互相重叠的波只能加强的观念，提出了在某些条件下，重叠的波也可以互相减弱甚至抵消的思想．杨氏在观察了水波的干涉现象后得到了启发，并联想到光的干涉．他运用水波的干涉现象类比提出了光的干涉现象．他说，设想有一组水波，它们以某个不变的速度沿平静的湖面运动，并进入一个狭窄的水道，水道是与湖相连通的．现在我们再设想，在某个因素的作用下形成了另一组同样的波，它与第一组波一样以相同的速度到达该水道．这两组波相互并不干扰，它们的作用将结合在一起．如果它们到达水道后，一组波的波峰与另一组波的波峰相重合，那么将形成一组波峰更高的波．但如果一组波的波峰与另一组波的波谷相重合，那么波峰将恰好填满波谷，水面将保持平静．我假设，如果以与此相同的方式将两束光混合在一起，则会出现与水波叠加类似的效应．我把这一现象称为光的干涉现象．

2．杨氏提出相干条件．

杨氏对干涉现象的研究，提出了产生干涉现象的基本条件是：只有同一光线的两部分才能发生干涉现象．按照现代的说法，即只有两束相干光才能产生干涉．

3．杨氏发现干涉定律

1801年杨氏在一篇论文中提出了他发现的关于光干涉的定律：“凡是同一光线的两部分沿不同的路程进行，而且方向准确地或接近于平行，那么当光线的路程差等于波长的整数倍时，光线相互加强，而在相干部分的中间态上，光线为最强，这波长对各种不同颜色的光各不相同”在这里杨氏还第一次明确地提出了波长、光程的概念和相干光这一名词．

托马斯·杨还做了一个著名的杨氏双缝干涉实验，他第一个提出干涉现象与衍射现象之间的密切联系等．虽然杨氏对光的波动说作出了杰出的贡献，但他的工作没有受到当时科学界的承认，而且还受到了恶意的攻击，他的论文被斥为“没有任何价值”，他所发现的干涉原理被说成是“荒唐的”和“不合逻辑的”．致使杨氏的发现被埋没了整整二十年．

4．光的干涉理论的进一步发展

法国科学家菲涅耳（1788—1827）1815年独立地得到了干涉和衍射方面的规律，同时他称赞了托马斯·杨的杰出工作．使杨氏的干涉理论得到了科学界承认，并使杨氏恢复了对光学的研究工作．菲涅耳用光的干涉的思想补充了惠更斯原理，提出著名的惠更斯——菲涅耳原理，并进行了有名的双面镜和双棱镜的干涉实验．使光的干涉理论更加完善．菲涅耳在光学研究中更多地应用了数学分析进行定量计算的方法，他把正确的物理思想与高超的实验技巧相结合，使他在光学的研究中得到了许多内容深刻和准确定量的成果．他还与阿拉果共同用实验研究了偏振对干涉现象的影响，于1819年得出了相互垂直的两束偏振光不相干涉的原理，从而进一步丰富与发展了光的干涉理论．

三、光的干涉规律的现代表述

1．光的干涉现象

由两个（或两个以上的）光束，在满足一定条件下迭加时，在交迭区的不同地点呈现稳定的互相加强或减弱的现象，称为干涉现象．通常两个独立的光源或同一光源上的两个不同部分都不会产生干涉现象．运用某些方法，如光的反射或折射，可以将同一光源发出的光分成两个光束，当这两光束在空间经不同路径而重新聚合时，就能实现干涉现象．

两束光在交迭区域中的加强和减弱形成“干涉图样”，能产生干涉现象的光称为“相干光”，产生相干光的光源称为“相干光源”，产生干涉的条件称为“相干条件”．

2．光的相干条件

产生光的干涉的必要条件：

①两光波具有相同的振动频率；

②两光波在相遇点有固定的位相差；

若要得到振动最弱点的振幅为零的干涉现象，除了具有上面两个条件外，还要满足下面两个条件：

③两光波在相遇点有相同的振动方向；

④两光波的振幅相同．

若两光波在相遇点所产生的振动不在同一方向，则该点的合成振动将不是简谐振动，因而不能产生干涉现象．若两光波在相遇点的位相差不固定，随时间作无规则且迅速的变化，由这种变化引起的光强改变的次数在观察或测量所需要的时间间隔t内几乎是无限大，在相遇点只能获得t间隔内的平均光强．这与两光波在该点单独产生的光强度之和无区别，因而无干涉现象．所以，只有满足上述①、②、③三条条件才能产生干涉现象．但是，要使产生明显的干涉现象，还必须满足产生光的干涉的充分条件．

产生光的干涉的充分条件：

①两光波在相遇点产生的振动的振幅相差不悬殊；

②两光波在相遇点的光程差不太大．

若两光波在相遇点所产生的振幅相差悬殊，则该点的合成振动的振幅将与单一光波在该点所产生的振动的振幅没有明显的差别，因而实际观察不出干涉现象，如果两光波在相遇点光程差很大，则在一光波的波列已通过时，另一光波相应的波列尚未到达，两相应的波列间无重叠，因而无干涉现象出现．若光程差为中等大小，两相应波列部分重叠，将出现不很明显的干涉现象．故仅当两光波的振幅相差很小、两光波的光程差很小时，方能观察到明显的干涉现象．当两光波的振幅相等时，还可观察到干涉条纹中最暗处光强为零的清晰的干涉图样．

3．光的干涉的种类

光的干涉可以分为两大类，一类是分波阵面的干涉，即从同一光源发出的光波的波阵面上分离出两部分或更多部分，再经两个或多个光具组后，在相遇区域产生干涉现象．如杨氏双缝干涉实验、菲涅耳双棱镜干涉实验和菲涅耳双面镜干涉实验等．

另一类是分振幅的干涉．利用透明薄板的两个表面对入射光的依次反射，将入射光的振幅分解为若干部分，由这些部分光波相遇产生的光波干涉，即为分振幅的干涉．如牛顿环实验、迈克耳逊干涉仪等．

在分振幅干涉中，如干涉条纹对应于同一入射角称为等倾干涉；干涉条纹对应于同一厚度的称为等厚干涉．

利用光的干涉可以测量微小的角度、微小的长度、检查表面的质量，测量长度的微小改变等．

四、几个著名的干涉实验方法分析

由光的干涉规律可知，为了观察到稳定的光的干涉现象，就必须创造特殊的条件．这些条件可归结为：在任何瞬时到达观察点的，应该是从同一批原子发射出来但经过不同光程的两列光波（例如反射或折射等方法）．各原子的发光尽管迅速的改变，但任何位相改变总是同时发生在两列波中，因而它们到达同一观察点时总是保持着不变的位相差，只有经过这样特殊装置的两束光才是相干的．所以历史上进行的一些著名的光的干涉实验都是采用以上的实验设计原理进行设计实验的．

1．杨氏干涉实验

托马斯·杨在1801年以极其简单的装置和巧妙的构思，做到了用普通光源来实现光的干涉．这一实验设计，不仅是许多其它光的干涉实验的装置原型，在理论上还可以从中得到许多重要的概念和启发．

杨氏干涉实验装置如图所示．让光源照射到开有小孔S的不透明的遮光板（称为光阑）上，后面置有另一块光阑，开有两个小孔S1和S2．从针孔S1和S2中发出的两组球面光波互相干涉，结果在屏幕D上形成一个对称而强度有变化的图样．若用单色光作光源，则在屏幕上可以观察到干涉图样．当时杨氏利用了惠更斯对光的传播所提出的次波假设（即惠更斯原理）解释了这个实验．

后来为了提高干涉的亮度，实验中S、S1、S2用三个相互平行的狭缝，即称之为杨氏双缝干涉．并且可以用目镜代替屏幕进行直接观测．在激光出现后，用激光作光源进行实验，则在屏幕可观察到稳定清晰的干涉条纹，还可用目镜放大或用照相机摄像．在杨氏实验装置中一般要求双孔间距d在0.1mm～1mm之间，横向观测范围在1cm～10cm之间，幕与双孔屏的间隔在1cm～10cm之间．

从杨氏实验中可以得出，从同一列波的波面上取出的两个次波源，总是相干的，后来的一切分波阵面干涉装置的设计思想都是源于杨氏这一精巧的构思．杨氏在分析干涉条纹的特征时推得：双孔干涉条纹的间距：

即光的波长为：

杨氏由此式算出了光的波长，这是人类历史上第一次由实验测得的光的波长．而且杨氏干涉实验在光学发展上是一个决定性的判决实验，由此导致了光的波动理论复兴的开端．

2．菲涅耳双棱镜实验

1817年法国物理学家菲涅耳设计进行了著名的菲涅耳双棱镜实验，如图：缝光源S发出的光经过一个顶角α很小（约1°左右）的薄棱镜P，借助于棱镜的折射，将自S发出的光束分为两束ac和bd，并沿不同方向传播，这两束光好像自图中所示的虚光源S1和S2发出的一样，在两束光重叠的bc区域产生干涉条纹．测量出由双棱镜所产生的干涉条纹宽度△x，则可由下式计算出光波的波长

式中L1和L2分别为光源及屏幕到棱镜P的距离d为两虚光源S1和S2之间的距离，△x为幕上相邻两个条纹的距离．接着菲涅耳又完成了两束光干涉的双面镜实验．

3．迈克耳逊干涉仪

一种用分光束法产生双光束干涉的精密光学仪器．是由美国物理学家迈克耳逊在1881年提出，故名．如图所示，从单色广光源S发出来的光，在平行平面玻璃板G1上镀有一薄层银的半反射面A，光在A上分成光强近于相等的两束，它们分别从平面镜M1、M2上反射回到A而重新会合，在透镜L2的焦平面F上形成等倾条纹．M2是固定的，而M1安装在一个可以平移调节的座架上．通常在G1与G2之间放一块与G1相同且与G1平行的补偿板G2·当M1与M2对A面互成镜象关

中的像，故在F上的等倾条纹可以看作是在反射面M1和虚反射面M'2之间的平行空气层上产生的．条纹的形状是以焦点为中心的同心圆．M1向M'2移近λ/2，则向中心收缩一个条纹；反之移远λ/2，则在中心冒出一个条纹．测出条纹变化的数目，就可计算M1移动的距离．迈克耳逊曾用此仪器做了如下三个重要实验：1887年测量以太漂移的迈克耳逊莫雷实验；1892年首次系统地研究光谱线的精细结构；1895年首次直接将光的波长与标准米进行比较．

迈克耳逊干涉仪的设计是光的干涉现象的典型应用．

干涉 （正体）
干涉(interference)为两波重叠时组成新合成波的现象。
目录
1 波的重叠原理
2 干涉的种类
3 驻波
4 参见
波的重叠原理
两波在同一介质中传播，相向行进而重叠时，重叠范围内介质的质点同时受到两个波的作用。若波的振幅不大，此时重叠范围内介质质点的振动位移等于各别波动所造成位移的矢量和，称为波的重叠原理。
同相(in phase)：若两波的波峰（或波谷）同时抵达同一地点，称两波在该点同相。
反相(out of phase)：若两波之一的波峰与另一波的波谷同时抵达同一地点，称两波在该点反相。
两波交会后的波形和行进速度，不会因为曾经重叠而发生变化。
干涉的种类
相长干涉(constructive interference)
两波重叠时，合成波的振幅大于成分波的振幅者，称为相长干涉或建设性干涉。
若两波刚好同相干涉，会产生最大的振幅，称为完全相长干涉或完全建设性干涉(fully constructive interference)。
相消干涉(destructive interference)
两波重叠时，合成波的振幅小于成分波的振幅者，称为相消干涉或破坏性干涉。
若两波刚好反相干涉，会产生最小的振幅，称为完全相消干涉或完全破坏性干涉(fully destructive interference)。
驻波
两个振幅、波长、周期皆相同的正弦波相向行进，会干涉而形成驻波。参见：驻波
参见
波
相位
Category: 振动和波

㈢ 关于杨氏双孔装置的问题，等待光学大神的解答，求求求求求！

杨氏双缝干涉实验，可以用点光源，也可以用线光源，或者扩展光源。

（1）将屏幕远离双孔，意味着到显示屏的距离增大，因此观察到的干涉条纹会减少，而且条纹将会变得模糊。
（2）双孔前面的单孔，是为了增加光的时间相干性和空间相干性，让干涉条纹清晰而已。所以无论你把这个单孔变大还是变小，只要双孔之间的距离没变，就不会影响干涉条纹的条数。影响的只是观察的清晰度。

㈣ 杨氏双缝干涉实验

你说干涉条纹保持与双缝平行很不理解，可以这样认为：干涉现象首先须有相干光绕过障碍物（其实就是衍射），然后相互叠加，形成明暗相间的条纹。设双缝竖直，每一条缝从水平方向看尺寸小，光容易绕过去（衍射），分布到左右两边去；而竖直方向尺寸大，光不容易绕过去，所以上下没有光。最终每条竖缝左右两边的光相互叠加，形成明暗相间的条纹，自然与缝平行。当缝转动，条纹也转动。
也可以理解为每条条纹离双缝的波程差为一个定值，经分析，这些点必然全都分布在与缝平行的直线上，所以条纹与双缝平行。
你的第四段考虑的是移动单缝的问题，这对条纹分布没有影响。要知道双缝很窄，才相当于两个新的光源。而单缝仅仅是保证有光透过双缝而已，它对条纹的方向、宽窄均没有影响。

㈤ 在杨氏双缝干涉实验装置的双缝后面各放一个

答案好像不对，
为了能把握题意正确解答，请把完整的题目和解答写出来，让大家看看。

㈥ 杨氏双缝干涉实验

目镜前方凸透镜所成的干涉条纹的实像

㈦ 干涉色的实验方法分析

由光的干涉规律可知，为了观察到稳定的光的干涉现象，就必须创造特殊的条件．这些条件可归结为：在任何瞬时到达观察点的，应该是从同一批原子发射出来但经过不同光程的两列光波（例如反射或折射等方法）．各原子的发光尽管迅速的改变，但任何位相改变总是同时发生在两列波中，因而它们到达同一观察点时总是保持着不变的位相差，只有经过这样特殊装置的两束光才是相干的．所以历史上进行的一些著名的光的干涉实验都是采用以上的实验设计原理进行设计实验的．
杨氏干涉实验
托马斯·杨在1801年以极其简单的装置和巧妙的构思，做到了用普通光源来实现光的干涉．这一实验设计，不仅是许多其它光的干涉实验的装置原型，在理论上还可以从中得到许多重要的概念和启发． 杨氏干涉实验装置如图所示．让光源照射到开有小孔S的不透明的遮光板（称为光阑）上，后面置有另一块光阑，开有两个小孔S1和S2．从针孔S1和S2中发出的两组球面光波互相干涉，结果在屏幕D上形成一个对称而强度有变化的图样．若用单色光作光源，则在屏幕上可以观察到干涉图样．当时杨氏利用了惠更斯对光的传播所提出的次波假设（即惠更斯原理）解释了这个实验． 后来为了提高干涉的亮度，实验中S、S1、S2用三个相互平行的狭缝，即称之为杨氏双缝干涉．并且可以用目镜代替屏幕进行直接观测．在激光出现后，用激光作光源进行实验，则在屏幕可观察到稳定清晰的干涉条纹，还可用目镜放大或用照相机摄像．在杨氏实验装置中一般要求双孔间距d在0.1mm～1mm之间，横向观测范围在1cm～10cm之间，幕与双孔屏的间隔在1cm～10cm之间． 从杨氏实验中可以得出，从同一列波的波面上取出的两个次波源，总是相干的，后来的一切分波阵面干涉装置的设计思想都是源于杨氏这一精巧的构思．杨氏在分析干涉条纹的特征时推得：双孔干涉条纹的间距： 即光的波长为： 杨氏由此式算出了光的波长，这是人类历史上第一次由实验测得的光的波长．而且杨氏干涉实验在光学发展上是一个决定性的判决实验，由此导致了光的波动理论复兴的开端．
菲涅耳双棱镜实验
1817年法国物理学家菲涅耳设计进行了著名的菲涅耳双棱镜实验，如图：缝光源S发出的光经过一个顶角α很小（约1°左右）的薄棱镜P，借助于棱镜的折射，将自S发出的光束分为两束ac和bd，并沿不同方向传播，这两束光好像自图中所示的虚光源S1和S2发出的一样，在两束光重叠的bc区域产生干涉条纹．测量出由双棱镜所产生的干涉条纹宽度△x，则可由下式计算出光波的波长 式中L1和L2分别为光源及屏幕到棱镜P的距离d为两虚光源S1和S2之间的距离，△x为幕上相邻两个条纹的距离．接着菲涅耳又完成了两束光干涉的双面镜实验．
迈克耳逊干涉仪
一种用分光束法产生双光束干涉的精密光学仪器．是由美国物理学家迈克耳逊在1881年提出，故名．如图所示，从单色广光源S发出来的光，在平行平面玻璃板G1上镀有一薄层银的半反射面A，光在A上分成光强近于相等的两束，它们分别从平面镜M1、M2上反射回到A而重新会合，在透镜L2的焦平面F上形成等倾条纹．M2是固定的，而M1安装在一个可以平移调节的座架上．通常在G1与G2之间放一块与G1相同且与G1平行的补偿板G2·当M1与M2对A面互成镜象关 中的像，故在F上的等倾条纹可以看作是在反射面M1和虚反射面M'2之间的平行空气层上产生的．条纹的形状是以焦点为中心的同心圆．M1向M'2移近λ/2，则向中心收缩一个条纹；反之移远λ/2，则在中心冒出一个条纹．测出条纹变化的数目，就可计算M1移动的距离．迈克耳逊曾用此仪器做了如下三个重要实验：1887年测量以太漂移的迈克耳逊莫雷实验；1892年首次系统地研究光谱线的精细结构；1895年首次直接将光的波长与标准米进行比较． 迈克耳逊干涉仪的设计是光的干涉现象的典型应用。

㈧ 高中物理选修3-4先讲干涉和原因

相干光源也必须满足这四个条件。日常生活中，我们很少看到光的干涉现象，是因为相干光源不常见。物理学家为了能观察到光的干涉现象，就需要想一些办法来获得相干光源。

1801年，英国物理学家托马斯·杨就成功地观察到了光的干涉现象。

下面我们就来了解他是怎么做到的。

一、杨氏干涉实验

1. 实验装置

一束单色光，一个有两条狭缝的挡板，一个光屏。

2. 相干光源的获得

当一束单色光投射到挡板时，“一分为二”，两条狭缝相当于两个完全相同（频率、相位、振动方向总是相同）的光源，即相干光源。

3. 演示实验：双缝干涉实验（请观看下面的视频）

仔细查看课本彩图中的双缝干涉图样。

干涉图样特点：是一些明暗相间、间距相等的条纹
与水波的干涉图样类比，我们能够了解：

水波干涉的振动加强区域对应着光的干涉图样中的亮条纹；

水波干涉的振动减弱区域对应着光的干涉图样中的暗条纹；

下面我们就来分析光屏上的点满足什么条件是明条纹（或者暗条纹）上的点？

二、对干涉图样的分析

前提条件：S1和S2相当于两个频率、相位和振动方向都相同的波源。

（1）P0是S1、S2连线的中垂线与光屏的交点，也就是干涉图样的对称中心。

S1、S2到P0的距离相同，那么由S1、S2发出的两列波的波峰和波谷，会同时到达P0点，也就是说相位仍然相同，在这点两列波叠加后互相加强，因此这里出现亮条纹，即中央明条纹。

（2）再考察P0点上方的另外一点，例如P1，它距离S2比S1稍远一些，两列波到达该点的路程不相同。如果路程差正好是半个波长，那么当一列波的波峰到达P0时，另一列正好在这里出现波谷，这时两列波叠加的结果是相互抵消，于是这里出现暗条纹。

（3）对于更远一些的点，例如P2，来自两个狭缝的光波的路程差更大。如果路程差正好等于波长，那么两列波的波峰和波谷会同时到达这点，它们互相加强，这里也出现亮条纹。

依此类推，光源到该点的路程差等于半波长的偶数倍（即波长整数倍，包括距离之差为零的情况）的位置都会出现亮条纹；

路程差等于半波长的奇数倍的位置都会出现暗条纹。

㈨ 高中物理光的干涉教案大全

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。接下来是我为大家整理的高中物理光的干涉教案大全，希望大家喜欢!

高中物理光的干涉教案大全一

【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：

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。

光屏上出现亮条纹(或暗条纹)的条件：

亮条纹： (n=0、1、2、3…)

暗条纹： (n=0、1、2、3…)

高中物理光的干涉教案大全二

【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=S1 P0-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)

EMBED MSPhotoEd.3

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。

EMBED MSPhotoEd.3

师：那么其他点情况如何呢?

[投影图]

EMBED MSPhotoEd.3

P1点应出现什么样的条纹?

高中物理光的干涉教案大全三

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。

教学内容分析

(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;随后进行杨氏双缝实验，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内容，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，培养学生实事求是的科学态度。

(2)通过了解杨氏双缝干涉实验，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，

实验法

通过探究杨氏双缝实验，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。

(2)讲授法

通过已熟悉的机械波干涉，迁移到光干涉问题的新情境中来，加强学生知识的迁移能力。

二、学法指导

在学法指导上，注重引导学生合作实验探究，观察思考，多自主讨论，重视分析归纳，使学生自主发现问题，解决问题，在获取新知识的同时提高合作意识，独立思考，易迁移，领会物理学的思想。

教学准备

教具：肥皂水、激光笔、双缝、支架、水槽、清水、牛奶、自制教具等。

多媒体：PPT、图片、图示模型、动画、视频等

实验创新

本节课除去导入新课使用的趣味实验和双缝实验外，设计了两个实验。

实验1 传统的双缝干涉实验不能明显的展示干涉具有空间性，但通过往清水中加入牛奶，利用丁达尔效应显示干涉通路，进一步加深学生对光波动性的认识。

实验2 课本中光干涉的插图并没有让学生清晰的认识到干涉的机理，通过利用演示实验，制作两列波在空间某点P的三种叠加情况(波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加、波峰与波谷叠加)，直观展示光波叠加的实际过程，让学生更好的理解明暗条纹产生的原因。

教学流程

教学过程设计

教学环节和教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 一、创设情境，引入课题：

介绍器材：肥皂水、塑料圈

演示实验：吹泡泡

二、创新演示实验 展示空间干涉

1.学习物理学史，增强对物理学的热爱

介绍以牛顿为代表的物理学家认为光是粒子性的，以惠更斯为代表的物理家提出了波动性及托马斯杨实验。

2.进行实验探究，观察实验现象

实验器材：绿色激光、双缝片、光屏

介绍实验装置，进行双缝干涉实验。

观察实验，总结现象：中间是明条纹，并且出现明暗相间的条纹。

光干涉条件：频率、相位差、振动方向相同。

实验结论：光是一种波。

干涉图样特点：出现中央亮纹，亮度往两边变暗;明(暗)条纹的宽度相同。

3.演示创新实验，展示空间干涉

前后移动激光笔，引导学生观察干涉图样。

实验器材：单色激光、双缝、牛奶、水槽、水。

利用丁达尔现象演示光干涉通路。

更进一步地认识光的波动性。

得出结论：光在整个叠加空间区域内都发生干涉。

三、演示形象图示，理解干涉原理

通过演示直观的光波叠加图示：通过类比机械波的叠加图示，在空间某点P，恰好两列相干波波峰与波峰叠加，由于波峰的振幅最大，且振动方向相同，叠加时振幅更大，则相干加强，以此迁移到抽象的光波，在光屏该处则为明条纹，同理波谷与波谷在此处叠加也为明条纹，波峰与波谷则为暗条纹。

(同理谷谷叠加也为明条纹，没有展示叠加图示)

光波峰谷叠加相消为暗条纹

高中物理光的干涉教案大全相关 文章 ：

1. 高中物理光的干涉教案设计

2. 高中物理光的干涉知识点

3. 高中物理选修3-4光的干涉练习试题

4. 高中物理光学复习要点

5. 高中物理之带你走进光学知识点总结归纳

6. 高中物理光学知识点总结归纳

7. 高中物理选修3-4《光的干涉》练习试卷

8. 高中物理个人教学工作述职总结

9. 初中物理光学顺口溜大全

10. 高中物理光学复习要点

㈩ 如图所示,在杨氏双缝干涉实验装置中,其中一个缝被折射率为1.58的薄玻璃片遮盖,在

（1.58-1）*d=7λ，d=0.0058毫米。