Матеріал до уроку "Когерентность световых волн. Интерференция света."

Тема. Когерентность световых волн. Интерференция света.

Цель занятия: научить наблюдать, описывать и объяснять результаты наблюдений и экспериментов по интерференции света; познакомить со способами получения когерентных световых волн, доказать на основе наблюдения интерференции волновую природу света, познакомить с применением интерференции света в технике;

развивать логическое и теоретическое (абстрактное) мышление на базе учебного эксперимента; обобщить знания предыдущих уроков по интерференции механических волн; организовать деятельность по отработке навыков наблюдения физического эксперимента; развивать умения и навыки обработки результатов физического эксперимента,

осознать ведущую роль физики и личности ученого, исследователя в создании современного мира техники; формировать потребность в воспитании волевых качеств, необходимых для достижения результатов в научно-исследовательской деятельности; создать условия для реализации творческого потенциала обучающихся в различных видах деятельности.

Тип занятия: комбинированный.

Ход урока

Ведомости о практическом применении теоретического материала

В конце занятия учащиеся научатся наблюдать, описывать и объяснять результаты наблюдений интерференции света; познакомятся со способами получения когерентных световых волн и научатся различать условия max и min (усиление и ослабевание); смогут применять знания при решении задач.

Вопросы для подхода к теме занятия.

Что называется электромагнитной волной?

Что вам известно об электромагнитной волне?

Почему тонкая пленка бензина на поверхности лужи отражается всеми цветами радуги?

Почему мыльные пузыри имеют цветной окрас?

Теоретический материал.

Сложение двух (или нескольких) волн с одинаковыми периодами, в результате которого в одних точках пространства происходит увеличение, а в других уменьшение амплитуды результирующей волны, называется интерференцией.

Для образования устойчивой интерференционной картины необходимо, чтобы источники волн были когерентными.

Волны, имеющие одинаковою частоту и постоянную во времени разность фаз, называются когерентными.

Примеры решения задач.

Задача 1. Две когерентные световые волны приходят в некоторую точку пространства с разностью хода 2,25 мкм. Каков результат интерференции в этой точке, если свет: а) красный (λ=750 нм); б) зеленый (λ=500 нм)?

Дано:               С И                Решение             

∆d=2,25 мкм   2,25   м      Максимум или минимум интерференции зависит от числа                                                                                                                     

=750 нм       750   м      полуволн света, укладывающихся на разность хода ∆d

= 500 нм      500    м       ∆d=kλ  =› k=

-?                                             = =3 – четное число – будет наблюдаться max

-?                                           = =4,5 – нечетное число – будет наблюдаться min

Ответ: а) усиление, б) ослабление.

Задача 2. Разность хода двух когерентных лучей с длиной волны 600 нм, которые сходятся в определенной точке, составляет 1,5 мкм. Усиление или ослабление света наблюдается в этой точке?

Дано:            С И               Решение

λ=600 нм      600 м    Проверим на усиление – условие max    

∆d=1,5 мкм  1,5 м     ∆d=kλ  =› k=

k - ?                                   k==2,5 – будет ослабление, на разность хода укладывается

                                        нечетное число полуволн.

Ответ: будет ослабление.

Задания для самопроверки.

– Итак, можно ли наблюдать интерференцию света?

– Что доказывает нам обнаружение интерференции света?

– Назовите ,пожалуйста, фамилии ученых, которые занимались интерференцией света.

– Что общего во всех способах получения когерентных световых волн?

Тест

1. Каково проявление явления интерференции света?

1. усиление или ослабление интенсивности в области слияния световых пучков, исходящих из двух или нескольких источников когерентного света;

2. сложение интенсивностей в каждой точке области слияния световых пучков, исходящих из двух или нескольких источников когерентного света;

3. огибание препятствия световыми волнами и проникновение их в область геометрической тени;

4. разложение белого света в спектр.

2. Световые волны когерентны, если у них

1. совпадают амплитуды                         2. совпадают частоты

3. постоянен сдвиг фаз                            4. совпадают частоты и постоянен сдвиг фаз

3. При выдувании мыльного пузыря при некоторой толщине пленки он приобретает радужную окраску. Какое физическое явление лежит в основе этого наблюдения:

1. интерференция                                     2. дисперсия

3. дифракция                                             4. поляризация?

4. Волны, испускаемые естественными источниками, некогерентные потому

1. различаются частоты колебаний, испускаемых источником

2. разность фаз непрерывно меняется во времени

3. направления колебаний векторов напряженности электрического и магнитного полей непрерывно меняются

4. разность фаз колебаний остается постоянной во времени

5. Когерентные волны можно получить с помощью

1. отражения волны

2. преломления волны

3. разделения волны с помощью двух щелей

4. поглощения волны

6. Ширина интерференционной полосы какого цвета будет наибольшей:

1. фиолетового                                  2. синего

3. зеленого                                         4. красного?

7. Интерференционная картина наблюдается в белом свете. Как окрашен центральный максимум:

1. в белый цвет                                 2. красный цвет

3. синий цвет                                    4. фиолетовый цвет?

8. Тонкая плоскопараллельная пластина освещается параллельным пучком белого света. Ни для одной длины волны не выполняется условие максимума. Как окрашена пленка:

1. темная                                           2. в синий цвет

3. в белый цвет                                4. в красный цвет?

9. Что наблюдается в центре интерференционных колец Ньютона в проходящем белом свете?

1. темное пятно

2. белое пятно

3. красное пятно

4. фиолетовое пятно

5. зеленое пятно.

Задания 1-5 оценивается в 1 балл, задания 6-9 в 1,75 балла.