1、第第4講講光的波動(dòng)性光的波動(dòng)性2、干涉的條件：兩列、干涉的條件：兩列頻率頻率相同、相同、振動(dòng)振動(dòng)情況完全相同的情況完全相同的光源光源一光的干涉一光的干涉1、光的干涉：在兩列光波的疊加區(qū)域，某些區(qū)域的光、光的干涉：在兩列光波的疊加區(qū)域，某些區(qū)域的光被被加強(qiáng)加強(qiáng)，出現(xiàn)明紋，某些區(qū)域的光被，出現(xiàn)明紋，某些區(qū)域的光被減弱減弱，出現(xiàn)暗紋，出現(xiàn)暗紋，且且明暗明暗相間的現(xiàn)象叫做光的干涉現(xiàn)象相間的現(xiàn)象叫做光的干涉現(xiàn)象3、原理：根據(jù)波的疊加原理，振動(dòng)加強(qiáng)的地方出現(xiàn)明、原理：根據(jù)波的疊加原理，振動(dòng)加強(qiáng)的地方出現(xiàn)明條紋，振動(dòng)減弱的地方出現(xiàn)暗條紋。條紋，振動(dòng)減弱的地方出現(xiàn)暗條紋。第一課時(shí)第一課時(shí) 光的干涉光的衍射光的

2、干涉光的衍射 光的偏振光的偏振 出現(xiàn)暗條紋：兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差等于半波出現(xiàn)暗條紋：兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差等于半波長的奇數(shù)倍長的奇數(shù)倍(21)2Sn4、出現(xiàn)明條紋和暗條紋的條件：出現(xiàn)明條紋和暗條紋的條件：出現(xiàn)明條紋：兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差等于波長出現(xiàn)明條紋：兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差等于波長的整數(shù)倍的整數(shù)倍Sn 5、兩種典型的干涉、兩種典型的干涉雙縫干涉及其圖樣特點(diǎn)雙縫干涉及其圖樣特點(diǎn)SS1S2P單色光單色光單縫單縫雙縫雙縫光屏光屏實(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)裝置：雙縫雙縫S1、S2到單縫到單縫S的距離相等，且雙縫很近的距離相等，且雙縫很近 ，雙縫，雙縫可可獲得兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的光源，叫獲得兩個(gè)振

3、動(dòng)情況完全相同的光源，叫相干光源相干光源(頻率相同頻率相同)明（暗）紋間距的公式：明（暗）紋間距的公式： l：雙縫到光屏的距離；：雙縫到光屏的距離； d：兩縫間的距離；：兩縫間的距離；：照射光的波長。：照射光的波長。明、暗條紋的條件：明、暗條紋的條件：明條紋：明條紋：暗條紋：暗條紋：21srrn 21(21)2srrn xdlx 圖樣特點(diǎn)：圖樣特點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)裝置不變的條件下，實(shí)驗(yàn)裝置不變的條件下，紅紅光干涉條紋光干涉條紋的間距最大，的間距最大，紫紫光干涉條紋的間距最??；若用白光，光干涉條紋的間距最??；若用白光，在屏上得到在屏上得到彩色彩色條紋，且中央為白色條紋，且中央為白色 【例與練例與練】（20

4、11年北京卷）如圖所示的雙縫干涉實(shí)年北京卷）如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用綠光照射單縫驗(yàn)，用綠光照射單縫S時(shí)，在光屏?xí)r，在光屏P上觀察到干涉條上觀察到干涉條紋，要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以紋，要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以 ( ) A、增大、增大S1與與S2的間距的間距 B、減小雙縫屏到光屏的距離、減小雙縫屏到光屏的距離 C、將綠光換為紅光、將綠光換為紅光 D、將綠光換為紫光、將綠光換為紫光SS1S2P單色光單色光單縫單縫 雙縫雙縫光屏光屏C【例與練例與練】 2005年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予對(duì)激光研究做出年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予對(duì)激光研究做出杰出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家如圖所示是研究激光相干性的

5、雙杰出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家如圖所示是研究激光相干性的雙縫干涉示意圖，擋板上有兩條狹縫縫干涉示意圖，擋板上有兩條狹縫S1、S2，由，由S1和和S2發(fā)出發(fā)出的兩列波到達(dá)屏上時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉條紋已知入射激光波長的兩列波到達(dá)屏上時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉條紋已知入射激光波長為為，屏上的，屏上的P點(diǎn)到兩縫點(diǎn)到兩縫S1和和S2的距離相等，如果把的距離相等，如果把P處的處的亮條紋記作第亮條紋記作第0號(hào)亮紋，由號(hào)亮紋，由P向上數(shù)與向上數(shù)與0號(hào)亮紋相鄰的亮紋號(hào)亮紋相鄰的亮紋為為1號(hào)亮紋，與號(hào)亮紋，與1號(hào)亮紋相鄰的亮紋為號(hào)亮紋相鄰的亮紋為2號(hào)亮紋，設(shè)號(hào)亮紋，設(shè)P1處的處的亮紋恰好是亮紋恰好是10號(hào)亮紋，直線號(hào)亮紋，直線S1P1的長度為

6、的長度為r1，S2P1的長度的長度為為r2，則，則r2r1等于等于( )A5B10C20 D40S1S2P1P擋板擋板屏屏激光激光LB薄膜干涉及其圖樣特點(diǎn)薄膜干涉及其圖樣特點(diǎn)薄膜干涉：利用薄膜薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂膜如肥皂膜)前后前后兩兩表面的反射光波相遇而形成的干涉表面的反射光波相遇而形成的干涉明、暗條紋的條件：明、暗條紋的條件：2shn 2(21)2shn 明條紋：明條紋：暗條紋：暗條紋：其中其中h是對(duì)應(yīng)部分薄膜的厚度是對(duì)應(yīng)部分薄膜的厚度.常見的薄膜干涉現(xiàn)象：蚌殼內(nèi)表面的色彩、昆蟲翅常見的薄膜干涉現(xiàn)象：蚌殼內(nèi)表面的色彩、昆蟲翅翼上的彩色、激光唱片上的彩色、鏡頭上的增透膜、翼上的彩色、激

7、光唱片上的彩色、鏡頭上的增透膜、肥皂膜、水面上的油花肥皂膜、水面上的油花圖樣特點(diǎn)：同一條明圖樣特點(diǎn)：同一條明(或暗或暗)條紋對(duì)應(yīng)薄膜厚度條紋對(duì)應(yīng)薄膜厚度相同相同，單色光在肥皂膜上單色光在肥皂膜上(上薄下厚上薄下厚)形成形成水平狀的水平狀的明暗相間明暗相間的條紋，白光入射時(shí)形成彩色條紋的條紋，白光入射時(shí)形成彩色條紋薄膜干涉應(yīng)用：薄膜干涉應(yīng)用：a. 檢查物體表面的平整程度檢查物體表面的平整程度在薄膜干涉中，在薄膜干涉中，同一條亮條紋出現(xiàn)在膜的厚度相同的同一條亮條紋出現(xiàn)在膜的厚度相同的地方地方。被檢查被檢查標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)若條紋若條紋向膜較薄那側(cè)彎曲向膜較薄那側(cè)彎曲，說明被檢查表面對(duì)應(yīng)部分，說明被檢查表面對(duì)

8、應(yīng)部分凹凹若條紋若條紋向膜較厚那側(cè)彎曲向膜較厚那側(cè)彎曲，說明被檢查表面對(duì)應(yīng)部分，說明被檢查表面對(duì)應(yīng)部分凸凸b. 增透膜增透膜：在透鏡表面涂上一層薄膜，當(dāng)薄膜的厚度：在透鏡表面涂上一層薄膜，當(dāng)薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波長的等于入射光的在薄膜中的波長的1/4時(shí)，從薄膜前后兩時(shí)，從薄膜前后兩表面反射回來的光的路程差恰好等于半個(gè)波長，它們表面反射回來的光的路程差恰好等于半個(gè)波長，它們干涉相消，減小了反射光的能量，增強(qiáng)了透射光的能干涉相消，減小了反射光的能量，增強(qiáng)了透射光的能量，稱為增透膜。量，稱為增透膜。14h介【例與練例與練】如圖所示，是用干涉法檢查某厚玻璃的上如圖所示，是用干涉法檢查某厚玻

9、璃的上表面是否平整的裝置，所用單色光做光源，檢查中所表面是否平整的裝置，所用單色光做光源，檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列兩個(gè)表面反射的光線疊加觀察到的干涉條紋是由下列兩個(gè)表面反射的光線疊加而成的（而成的（ ）A、a的上表面和的上表面和b的下表面的下表面B、a的上表面和的上表面和b的上表面的上表面C、a的下表面和的下表面和b的上表面的上表面D、 a的下表面和的下表面和b的下表面的下表面C【例與練例與練】 （08上海卷）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察上海卷）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象。圖（光的薄膜干涉現(xiàn)象。圖（a）是點(diǎn)燃酒精燈（在燈芯上）是點(diǎn)燃酒精燈（在燈芯上灑些鹽），圖（灑些鹽），圖（

10、b）是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金）是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈。將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，屬絲圈。將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是（觀察到的現(xiàn)象是（ ）（A）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30（B）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90（C）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30（D）干涉條紋保持原來狀態(tài)不變）干涉條紋保持原來狀態(tài)不變D二光的衍射二光的衍射1、光的衍射：光繞過障礙物偏離、光的衍射：光繞過障礙物偏離直線直線傳播的

11、現(xiàn)象傳播的現(xiàn)象2、光發(fā)生明顯衍射的條件：、光發(fā)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的障礙物或孔的尺寸尺寸與光的與光的波長差不多，甚至比光的波長還波長差不多，甚至比光的波長還小小3、幾種衍射現(xiàn)象、幾種衍射現(xiàn)象圓孔衍射：圓孔衍射：明暗相間明暗相間的同心圓環(huán)，中央是最大最亮的的同心圓環(huán)，中央是最大最亮的圓斑圓斑單縫衍射：?jiǎn)慰p衍射：中央亮紋最寬最亮，兩側(cè)明暗相間，條中央亮紋最寬最亮，兩側(cè)明暗相間，條紋窄且暗紋窄且暗，若用白光時(shí)中央為，若用白光時(shí)中央為白色白色，兩側(cè)為，兩側(cè)為彩色彩色激激光光束束屏屏泊松亮斑：泊松亮斑： 光照在一個(gè)不透明的小圓板上，在圓板后面一定光照在一個(gè)不透明的小圓板上，在圓板后面一定距離的屏

12、上出現(xiàn)：距離的屏上出現(xiàn)：中間是中間是亮斑亮斑，向外是相應(yīng)的陰影，向外是相應(yīng)的陰影，再向外是明暗相間的間距不等的同心圓環(huán)再向外是明暗相間的間距不等的同心圓環(huán)。泊松亮斑泊松亮斑光的干涉和衍射的比較光的干涉和衍射的比較【例與練例與練】在做單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的在做單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的 （ ） A將入射光由黃色換成綠色，衍射條紋間距變窄將入射光由黃色換成綠色，衍射條紋間距變窄B使單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄使單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄C換用波長較長的光照射，衍射條紋間距變寬換用波長較長的光照射，衍射條紋間距變寬D增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬增大單縫到屏的距離，衍射條

13、紋間距變寬ACD【例與練例與練】用單色光照射雙縫，在像屏上觀察到明暗用單色光照射雙縫，在像屏上觀察到明暗相間的干涉條紋，現(xiàn)用遮光板將其中的一個(gè)縫擋住，相間的干涉條紋，現(xiàn)用遮光板將其中的一個(gè)縫擋住，則像屏上觀察到（則像屏上觀察到（ ）A、寬度均勻的明暗相間的條紋。、寬度均勻的明暗相間的條紋。B、中央亮而寬，兩邊窄而暗條紋。、中央亮而寬，兩邊窄而暗條紋。C、一條亮紋。、一條亮紋。D、一片亮光。、一片亮光。B【例與練例與練】如圖所示，兩個(gè)同種玻璃制成的三棱鏡，如圖所示，兩個(gè)同種玻璃制成的三棱鏡，頂角頂角1略大于略大于2，兩單色光，兩單色光1和和2分別垂直入射三棱鏡，分別垂直入射三棱鏡，其出射光線與豎

14、直界面的夾角其出射光線與豎直界面的夾角12，則，則()A在棱鏡中在棱鏡中1光的傳播速度比棱鏡中光的傳播速度比棱鏡中2光的傳播速度小光的傳播速度小B1光的頻率大于光的頻率大于2光的頻率光的頻率C讓讓1光和光和2光通過同一雙縫干涉裝置，光通過同一雙縫干涉裝置，1光的條紋間光的條紋間距小于距小于2光的條紋間距光的條紋間距D在利用在利用1光和光和2光做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，光做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，1光的實(shí)驗(yàn)效果顯光的實(shí)驗(yàn)效果顯著著D三光的偏振三光的偏振1、偏振、偏振:振動(dòng)矢量偏于某個(gè)特定方向的現(xiàn)象叫波的偏振振動(dòng)矢量偏于某個(gè)特定方向的現(xiàn)象叫波的偏振只有橫波有偏振現(xiàn)象，縱波只能沿著波的傳播方向的只有橫波有偏振現(xiàn)象，縱波只能

15、沿著波的傳播方向的直線上振動(dòng)，所以縱波不可能有偏振。直線上振動(dòng)，所以縱波不可能有偏振。3、偏振光：在與光波傳播方向垂直的平面內(nèi)只沿著某、偏振光：在與光波傳播方向垂直的平面內(nèi)只沿著某一個(gè)一個(gè)特定方向特定方向振動(dòng)的光如自然光經(jīng)偏振片作用后的振動(dòng)的光如自然光經(jīng)偏振片作用后的光光2、自然光：在與光波傳播方向垂直的平面內(nèi)光振動(dòng)、自然光：在與光波傳播方向垂直的平面內(nèi)光振動(dòng)(指指E的振動(dòng)的振動(dòng))沿各個(gè)方向沿各個(gè)方向振動(dòng)強(qiáng)度振動(dòng)強(qiáng)度都相同如由太陽、都相同如由太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光電燈等普通光源發(fā)出的光偏振片：偏振片由特定的材料制成，它上面有一個(gè)特偏振片：偏振片由特定的材料制成，它上面有一個(gè)特殊的方向（叫

16、做殊的方向（叫做透振方向透振方向），），只有振動(dòng)方向與透振方只有振動(dòng)方向與透振方向平行的光波才能通過偏振片向平行的光波才能通過偏振片4、偏振光的產(chǎn)生、偏振光的產(chǎn)生偏振片只讓某一方向振動(dòng)的光通過偏振片只讓某一方向振動(dòng)的光通過.通過兩個(gè)共軸的偏振片觀通過兩個(gè)共軸的偏振片觀察自然光，第一個(gè)偏振片的察自然光，第一個(gè)偏振片的作用是把自然光變成偏振光，作用是把自然光變成偏振光，叫叫起偏器起偏器第二個(gè)偏振片的第二個(gè)偏振片的作用是檢驗(yàn)光是否為偏振光，作用是檢驗(yàn)光是否為偏振光，叫叫檢偏器檢偏器（請(qǐng)細(xì)讀課本（請(qǐng)細(xì)讀課本P87-88)自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光入射的方向自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光入射

17、的方向合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是90時(shí)，時(shí)，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直i1n2n應(yīng)用：照相機(jī)偏振鏡、立體電影應(yīng)用：照相機(jī)偏振鏡、立體電影5、偏振光的理論意義及應(yīng)用、偏振光的理論意義及應(yīng)用理論意義：光的干涉和衍射現(xiàn)象充分說明了光是波，理論意義：光的干涉和衍射現(xiàn)象充分說明了光是波，但不能確定光波是橫波還是縱波但不能確定光波是橫波還是縱波光的偏振現(xiàn)象說明光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波光波是橫波 拍攝水下的景物或展覽櫥窗中的陳列品的照片時(shí)，拍攝水下的景物或展覽櫥窗中的陳列品的照片時(shí)，由于水面或玻

18、璃會(huì)反射出很強(qiáng)的反射光，使得水面下由于水面或玻璃會(huì)反射出很強(qiáng)的反射光，使得水面下的景物和櫥窗中的陳列品看不清楚，攝出的照片也不的景物和櫥窗中的陳列品看不清楚，攝出的照片也不清楚如果在照相機(jī)鏡頭上加一個(gè)偏振片，使偏振片清楚如果在照相機(jī)鏡頭上加一個(gè)偏振片，使偏振片的透振方向與反射光的偏振方向垂直，就可以把這些的透振方向與反射光的偏振方向垂直，就可以把這些反射光濾掉，而攝得清晰的照片。反射光濾掉，而攝得清晰的照片。6 6、激光、激光：（：（詳見課本第詳見課本第89-9289-92頁）頁）【例題例題1】有關(guān)偏振和偏振光的下列說法中正有關(guān)偏振和偏振光的下列說法中正確的有確的有 （ ） A.只有電磁波才能發(fā)生偏振，機(jī)械波不能發(fā)只有電磁波才能發(fā)生偏振，機(jī)械波不能發(fā)生偏振生偏振B.只有橫波能發(fā)生偏振，縱波不能發(fā)生偏振只有橫波能發(fā)生偏振，縱波不能發(fā)生偏振C.自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏振片才能變?yōu)槠窆庹衿拍茏優(yōu)槠窆釪.除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通常除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光都是偏振光看到的絕大部分光都是偏振光 BD【例題例題2】激光具有相干性好、平行度好、亮度激光具有相干性好、平行度好、