同学们上课。在上课前,请大家观察这样两幅生活中的场景:第一个是举起的肥皂泡沫,它在光中呈现着彩色;第二个是下雨过后路上漂浮着的彩色泡、彩色膜。我们看到这层膜时往往会绕开它走,因为我们知道这说明了地上有油。很好,同学们都注意观察了生活的场景,那这些现象和物理之间有怎样的联系呢?我们能否去解释?下面一起进入今天的学习——光的干涉。

  说到干涉,是光具有的特有现象,那干涉的产生需要有哪些条件呢?好,请这位同学帮我们回忆。很好,光的干涉需要振动方向相同、相位差恒定且频率相同的两列波才能发生干涉。那下面请同学们观察实验视频来了解一下光的双缝干涉。

  好,请同学们告诉我你们观察到的结果,干涉呈现出什么样的条纹呢?好,请这位同学。很好,他描述得很准确,他发现光的干涉图样呈现明暗相间的条纹。那么我们来仔细地探究一下这个实验:中采取的单色光为红光,在单色光前设置了两个很小的狭缝,狭缝间的距离很窄。当单色光通过狭缝S1、S2时,它就变成了两个新的波源在S1、S2处。那么S1、S2处这两个新的波源,它们正满足干涉的条件,也就是相位差恒定、频率一致、方向一致,所以在狭缝后面的空间中会发生光的干涉。

  那么我们再用一个光屏,在这里可以接收到光的干涉图样来反映出它的条纹。我们观察在光屏正中间P0处产生的条纹是亮条纹,那是什么原因?我们知道,之前学习干涉,在波峰与波峰、波谷与波谷相遇的地方,波是叠加的,振动加强了,这个时候便产生亮条纹;当波峰和波谷相遇的时候,波被抵消了,这时候产生暗条纹。正说明S1、S2到P0的距离是相同的,相同说明波峰和波谷同时到达了P0位置,又由于相位差恒定,因此在P0处波总是被叠加。

  在这里相位差我们记下为0,再看,在它相邻的位置一处呈现暗条纹,那这个时候S2行走的路程要大于S1。不巧波峰和波谷恰好在此相遇,那么它们之间的路程差应该满足怎样的关系呢?好,同桌左右来探讨一下,结合之前的知识,波峰和波谷刚好相遇。好,请这位同学,他说应该为二分之λ。再以此类推,再到相邻的亮条纹位置,这个时候S2比S1走的路程差更多了,那它们之间路程差又应该有怎样的关系呢?好,请这位同学。很好,为λ。那么以此类推,正是在干涉的条件下,它们形成了明暗相间的条纹。那同学们能不能根据路程差来总结一下形成亮条纹和暗条纹的条件呢?这位同学。好,很好。他说,当两列波它们的路程差为二分之λ的偶数倍时,呈现亮条纹;当为二分之λ的奇数倍时,呈现暗条纹。非常好,那我们了解到了光的干涉图样,并且知道了它们与路程差有关,那这个干涉图样的条纹的间距以及能否反映光的有关特性,与光的频率、波长有怎样的关系?下面让我们进入接下来的学习——光的波长与干涉条纹间的关系。

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《物理 选择性必修 第1册 光的干涉 无生试讲稿高质量教师资格证面试逐字稿-1,804字》.doc
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