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选修3-4《第五章 光的波动性 本章小结 》优秀教案
(一)教学过程安排
过程一:光的干涉与衍射的比较
1. 两者的产生条件不同:产生干涉的条件是两列光波频率相同,振动方向相同,相位差恒定;产生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多,甚至比光的波长还要小。
2.图样特点不同:单色光双缝干涉产生的是等间距、明暗相间且亮度基本相同的条纹;单缝衍射产生的是中央最宽、最亮,其他窄且暗的明暗相同条纹,并且各相邻条纹间距不等。
3.波长对条纹间距的影响:无论是双缝干涉还是单缝衍射,所形成的条纹间距和宽度都随波长增加而增大。双缝干涉中相邻明纹或暗纹间距为Δx= eq \f(l,d) λ。
例1:用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验,比普通光源效果更好,图像更清晰。如果将感光元件置于光屏上,则不仅能在光屏上看到彩色条纹,还能通过感光元件中的信号转换,在电脑上看到光强的分布情况。下列说法正确的是 ( )
A.当做单缝实验时,光强分布图如乙所示
B.当做单缝实验时,光强分布图如丙所示
C.当做双缝实验时,光强分布图如乙所示
D.当做双缝实验时,光强分布图如丙所示
E.换用太阳光做单缝实验,光屏上会出现彩色的不均匀条纹
教师点评:当做单缝实验时,中间是亮条纹,往两侧条纹亮度逐渐降低,且亮条纹的宽度不等,所以其光强分布图如乙所示,A项正确,B项错误;当做双缝实验时,在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹,所以其光强分布图如丙所示,C项错误,D项正确;换用太阳光做单缝实验,太阳光通过单缝衍射形成彩色不均匀条纹,E正确.参考答案:ADE
过程二:光的干涉、衍射与偏振概念、规律复习
光是一种横波,光经过双缝时会发生双缝干涉,光经薄膜反射会发生薄膜干涉,光经过小孔或狭缝会发生衍射,光经过偏振片后的强度会发生变化,如何利用光的这些不同的特性呢?
1.利用光的双缝干涉测光的波长等物理量
单色光发生双缝干涉时会在屏上形成明暗相间的条纹,且条纹间距满足公式Δy= eq \f(l,d) λ;若已知Δy、l、d则可求λ,若已知l、d、λ则可求Δy。
2.利用光的薄膜干涉检查薄膜厚度变化或检查工件表面是否平整,还可使光增透或增反。在薄膜干涉图样中,同一条纹对应同一厚度的薄膜,所以条纹形状与薄膜等厚线的形状一致。
3.利用单缝衍射确定缝宽
单缝衍射的条纹宽度与缝宽和波长有确定的关系,根据条纹宽度变化即可确定缝宽变化情况。
4.利用偏振片改变光的强度
自然光经镜面反射后的反射光为偏振光,偏振片的偏振方向与光的偏振方向的夹角不同,透过偏振片的光强度也就不同,根据这一原理可以有效地减少反射光的影响。
例2:如图所示,a是一偏振片,a的透振方向为竖直方向.下列四种入射光束哪几种照射a时能在a的另一侧观察到透射光( )
A.太阳光
B.沿竖直方向振动的光
C.沿水平方向振动的光