《光的干涉》教學(xué)中易錯(cuò)點(diǎn)辨析

黎錦志

2016年10月，教育部考試中心下發(fā)《關(guān)于2017年普通高考考試大綱修訂內(nèi)容的通知》，發(fā)布了2017年普通高考考試大綱修訂內(nèi)容。其中修訂后的物理考試大綱將選修3-5模塊列入必考內(nèi)容，選修3-3、3-4模塊為選考內(nèi)容，考生從中任選1個(gè)模塊作答。由于選修3-4模塊已經(jīng)在以往的廣東卷高考中“退隱”多年，以致部分教師（尤其是新教師）在教學(xué)中遇到不少困惑。筆者針對(duì)高中學(xué)生的數(shù)學(xué)理論水平和抽象概括能力不強(qiáng)的特點(diǎn)，以及不少學(xué)校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備不完善等因素，結(jié)合粵教版高中物理選修3-4系列第四章光學(xué)部分，以楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和薄膜干涉現(xiàn)象為例，闡明基本的波動(dòng)光學(xué)理論，解決學(xué)生的學(xué)習(xí)困惑。

四、楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的條紋圖像是否等間隔

上圖是有關(guān)于楊氏實(shí)驗(yàn)的閱讀材料圖片。注意觀察的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣問題：電腦模擬的條紋是等間隔的（如a圖），而課本中真實(shí)實(shí)驗(yàn)的圖片（如b圖）顯示卻不是均勻分布的。原因是什么呢？根據(jù)光的波動(dòng)理論，如果實(shí)驗(yàn)時(shí)用的光是純正的單色光源，其波長λ是不變的，那么產(chǎn)生的條紋會(huì)是明暗相間、均勻分布的條紋，其條紋間隔還可以用公式計(jì)算。

但是在實(shí)驗(yàn)室中，不管如何精確，光源的光都具有非單色性，其波長是介于λ到λ+△λ的范圍，在這一取值內(nèi)有無數(shù)種光波，這些光波都會(huì)發(fā)生雙縫干涉，結(jié)果是所有的光只有0級(jí)條紋重合，其他級(jí)條紋有著不同程度的錯(cuò)位。整個(gè)屏幕上的條紋分布就變得不均勻，條紋之間間隔從0級(jí)條紋開始，有規(guī)律地變化。在屏幕上波長λ的光的n級(jí)條紋和λ+△λ的（n-1）級(jí)條紋重合的地方，條紋的可見度最小。考慮到光源的非單色性對(duì)條紋的影響，課本中的實(shí)際條紋圖片是符合真實(shí)情況的，與理論并沒有矛盾。

責(zé)任編輯 羅 峰