浅谈光的干涉实验

【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”.

【教学工具】

多媒体课件、激光光源、双缝、红、绿、蓝、紫滤色片；激光干涉演示仪。

【教学准备】

1.为了更好的展开教学内容，上节课后作业预埋一道背景为机械波的干涉的习题.

2.教师在课前要做好充分的准备，对教材的内容进行深刻的分析，做好上课时需要的相关课件.做好实验是本堂课的关键，教师在课前要先做好演示实验.

3.为了使实验现象明显，本节课要在有暗室条件的教室里上.

4.教学用具：

⑴实验装置 演示光的干涉现象：激光器，双缝，学生电源， 激光干涉演示仪.

⑵多媒体课件 水波干涉的视频，托马斯・杨双缝干涉实验原理示意图，分析出现亮暗相间条纹条件的PPT动画等.

【教学过程】

（一）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” 、肥皂膜上的彩色条纹.

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？

（二）教学过程设计

板书：光的干涉

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、 猜想证实

老师假设：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

学生回顾：机械波的特有现象――干涉（学生完成学案上的知识回顾）

学生点评

1.光的干涉现象――扬氏干涉实验

（1） 引导：只要我们能看到光的干涉现象，就能说明光具有波动性。声波发生干涉听到有些地方强，有些地方弱。光若发生干涉在屏幕上会看到什么现象？

学生回答：会看到有些地方亮有些地方暗

（2）扬氏实验.

1801年英国物理学家托马斯・扬在实验室里成功的观察到光的干涉现象。

请大家带着学案上的问题看课本，请学生回答学案上的问题。

请大家参照杨氏实验利用身边的器材进行实验

问：你们看到什么现象？

（3）学生实验探究：

学生回答图样的特点：（1）明暗相间.（2）亮纹间等距，暗纹间等距.（3）两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹――中央亮纹.

提出问题：明暗相间的条纹说明了什么？

光在传播的共同区域发生加强和减弱，光发生了干涉现象。

老师陈述：光发生干涉说明光是一种波。

既然光是一种波，我们就试着用波的理论来解释为什么中央会出现亮条纹？

2.运用波动理论进行分析

（1） 学生分析为什么中央会出现亮条纹

由于S1和S2发出的两列波到达P0点的路程一样，所以这两列波的波峰或波谷同时到达P0点。这两列波总是波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加，他们在P0点相互加强，因此在P0这里出现了一个亮条纹。

过渡：该同学回答得很好，请同学们继续研究其它亮条纹。

间隔一会儿，请学生回答研究方案。

（2）屏幕上出现亮纹、暗纹的条件。

在示意图中，S1和S2为一对相干光源，两组半径相同的同心圆表示S1和S2两相干光源向外传播的两列波。学生在图上分析。与机械波的干涉类比的出结论。

总结规律：凡光程差等于波长整数倍的位置，产生亮条纹；凡光程差等于半波奇数倍的位置，产生暗条纹，即产生亮暗条纹条件表达式：

亮纹：光程差 δ=kλ（k=0，1，2…）.

暗纹：光程差

3.用双缝观察白光的干涉图样

让学生猜测干涉图样，然后课后试验。

（三）课堂小结

1.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.

2.两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.

单色光：亮纹 光程差 δ=kλ（k=0，1，2…）.

暗纹 光程差

3.复色光则出现彩色条纹。（ 原因课后分析）

【教学反思】

1.引课有创意。通过生活中的现象提出问题，正因为提出了问题，才为解决问题、解释现象而寻求研究方法、而探索物理规律。让学生带着问题去听课，带着问题去学习，兴趣浓厚，目的明确。 感到物理与生活实际的密切联系。这样对学生学习物理的兴趣也是一个很好的激发。

2.探究有主旨。在探究光的干涉问题上， 注重创设问题情境，激发学生探究的热情，根据学生认知的发展，有步骤的提出几个问题，让学生在独立思考和相互交流之后，利用器材来探究学习，不断地阐述自己的观点，并验证其结论。在实验探究上，留给学生独立的观察、思考、设计、操作实验的空间，使学生在学习过程中充满质疑和探究意识，培养学生自主学习和探究的能力。