1、第十六章光學(xué)電磁波相對論,選考部分 選修3-4,第2節(jié) 光的干涉衍射偏振,欄 目 導(dǎo) 航,1,2,3,4,抓知識(shí)點(diǎn),抓重難點(diǎn),課時(shí)跟蹤檢測,抓易錯(cuò)點(diǎn),一、光的干涉 1定義 兩列_、_、_相同的光波相疊加，某些區(qū)域出現(xiàn)振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域出現(xiàn)振動(dòng)減弱，并且加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域總是相互間隔的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象 2雙縫干涉 (1)現(xiàn)象：單色光干涉時(shí)觀察到明暗相間的條紋；白光雙縫干涉的現(xiàn)象為中央是_條紋，兩邊是_條紋 (2)亮、暗條紋的判斷：xn(n0,1,2，)，即到雙縫的距離差為波長的_倍的點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋；xn (n0,1,2，)，即到雙縫的距離差為半波長_倍的點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋,頻率,相位,振動(dòng)方向,白色,

2、彩色,整數(shù),奇數(shù),3薄膜干涉 光照射到薄膜上時(shí)，薄膜_表面反射的兩列光相疊加，發(fā)生干涉現(xiàn)象若入射光為單色光，可形成明暗相間的干涉條紋；若入射光為白光，可形成彩色的干涉條紋,前、后,二、光的衍射 1定義 光離開直線路徑繞到障礙物_的現(xiàn)象叫光的衍射，衍射產(chǎn)生的明暗條紋或光環(huán)叫衍射圖樣 2發(fā)生明顯衍射的條件 只有當(dāng)障礙物的_跟光的波長相比差不多，甚至比光的波長還_的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯,陰影里,尺寸,小,3衍射圖樣 (1)單縫衍射 單色光：明暗相間的不等距條紋，中央亮紋最寬最亮，兩側(cè)條紋具有_性 白光：中間為寬且亮的白色條紋，兩側(cè)是窄且暗的彩色條紋，最靠近中央的是紫光，遠(yuǎn)離中央的是紅光 (2)圓孔

3、衍射：明暗相間的不等距圓環(huán)，圓環(huán)面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過孔的直線照明的面積 (3)圓盤衍射：明暗相間的不等距圓環(huán)，中心有一亮斑，稱為_亮斑(證實(shí)波動(dòng)性),對稱,泊松,三、光的偏振 1偏振現(xiàn)象 橫波只沿某一_振動(dòng)，稱為波的偏振現(xiàn)象 2自然光 若光源發(fā)出的光，包含著在垂直于光傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的_都相同，這種光叫自然光,特定方向,強(qiáng)度,3偏振光 在垂直于光傳播方向的平面上，只沿一個(gè)_振動(dòng)的光，叫偏振光 例如：自然光通過偏振片后，就得到了偏振光見示意圖,特定方向,加深理解 三種衍射圖樣 1單縫衍射 (1)單色光：中央為亮且寬的條紋，兩側(cè)為明暗相間的條紋，且越靠外，亮條紋的亮度

4、越弱，寬度越??；中央亮條紋的寬度及條紋間距跟入射光的波長及單縫的寬度有關(guān)，入射光的波長越長，單縫越窄，中央亮條紋的寬度及條紋間距就越寬 (2)白光：中央為亮且寬的白色條紋，兩側(cè)為亮度逐漸變暗、寬度逐漸變窄的彩色條紋，其中最靠近中央的色光是紫光，離中央最遠(yuǎn)的是紅光,2圓孔衍射 (1)單色光：中央是大且亮的圓形亮斑，周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋的亮度越弱，寬度越?。恢醒雸A形亮斑的大小與入射光的波長及圓孔大小有關(guān)，入射光的波長越長，圓孔越小，中央亮斑的直徑越大；亮環(huán)或暗環(huán)間的距離隨圓孔半徑的增大而減小 (2)白光：中央是大且亮的白色亮斑，周圍是彩色的同心圓環(huán) 3圓盤衍射泊松亮斑

5、 圖樣中央有個(gè)亮斑泊松亮斑，周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán)，而且背景是明亮的；亮環(huán)或暗環(huán)的間距隨圓盤半徑的增大而減小,判斷正誤 1薄膜干涉是薄膜前、后表面的反射光疊加產(chǎn)生的，所以要觀察薄膜干涉條紋，應(yīng)該從光源一側(cè)觀察( ) 2太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光都是自然光( ) 3當(dāng)光照到不透明的半徑很小的圓盤上時(shí)也會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象( ) 4顏色不同的光可以發(fā)生干涉現(xiàn)象( ) 5只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉( ) 6在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫的作用是使白光變成單色光( ) 7陽光下茂密的樹蔭中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的( ) 8自然光是偏振光( ),即時(shí)突破,單縫衍射與雙縫干涉的比較,關(guān)于楊氏雙縫

6、干涉實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是() A單縫的作用是獲得頻率相同的兩相干光源 B雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況相同的相干光源 C光屏上距兩縫的路程差等于半個(gè)波長的整數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋 D照射到單縫的單色光的頻率越高，光屏上出現(xiàn)的條紋越寬,例 1,【答案】B,(多選)抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如右圖所示，激光束越過細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同觀察光束經(jīng)過細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化，下列敘述中正確的是() A這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象 B這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象 C如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗 D如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細(xì) 【解析】由于

7、是激光束越過細(xì)絲即繞過障礙物，所以是光的衍射現(xiàn)象，當(dāng)抽制的絲變細(xì)的時(shí)候，絲的直徑較接近激光的波長，條紋間距就大，A、D正確 【答案】AD,例 2,劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如下圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點(diǎn)：,跟蹤訓(xùn)練 1,任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等； 任意相鄰亮條紋和暗條紋所對應(yīng)的薄膜厚度差恒定 現(xiàn)若在圖甲的裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋() A變疏B變密 C.不變D消失,解

8、析：如圖所示，若抽去一張紙片，則三角截面空氣層的傾角變小，則干涉條紋變疏，A正確 答案：A,(多選)如下圖所示，甲、乙為單色光通過窄縫后形成的明暗相間的兩種條紋圖樣下列選項(xiàng)中說法正確的是() A甲為單縫衍射的圖樣 B乙為雙縫干涉的圖樣 C甲為雙縫干涉的圖樣 D乙為單縫衍射的圖樣 答案：AB,跟蹤訓(xùn)練 2,自然光和偏振光的比較,如圖所示，白熾燈的右側(cè)依次平行放置偏振片P和Q，A點(diǎn)位于P、Q之間，B點(diǎn)位于Q右側(cè)旋轉(zhuǎn)偏振片P，A、B兩點(diǎn)光的強(qiáng)度變化情況是() AA、B均不變 BA、B均有變化 CA不變，B有變化 DA有變化，B不變,例 2,【解析】白熾燈光包含向各方向振動(dòng)的光，且各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)

9、度相等，所以旋轉(zhuǎn)偏振片P時(shí)各方向透射光強(qiáng)度相同，故A點(diǎn)光的強(qiáng)度不變；白熾燈光經(jīng)偏振片P后變?yōu)槠窆?，?dāng)P旋轉(zhuǎn)時(shí)，只有與Q的偏振方向一致時(shí)才有光透過，因此B點(diǎn)的光強(qiáng)有變化，選項(xiàng)C正確 【答案】C,奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一個(gè)重要的指標(biāo)，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會(huì)相對于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，這一角度稱為“旋光度”，的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了如下圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)B，使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，然后將被測樣品P置于A、B之間,跟蹤訓(xùn)練 3,(1)偏振片A的作用

10、是_ (2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種_ (3)(多選)以下說法中正確的是() A到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱 B到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱 C將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于 D將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于,解析：(1)自然光源發(fā)出的光不是偏振光，但當(dāng)自然光經(jīng)過偏振片后就變成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光變成偏振光 (2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種橫波 (3)因?yàn)锳、B的透振方向一致，故A、B間不放糖溶液時(shí)，自然光通過偏振片A后變成偏振光，通過B后到O.當(dāng)在A、B間加上糖溶液時(shí)，由于糖溶液的旋光作用，使通過A的偏振光的振

11、動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)了一定角度，使通過B到達(dá)O的光的強(qiáng)度不是最大，但當(dāng)B轉(zhuǎn)過了一個(gè)角度，恰好使透振方向與經(jīng)過糖溶液后的偏振光的振動(dòng)方向一致時(shí)，O處光強(qiáng)又為最強(qiáng)，故B的旋轉(zhuǎn)角度即為糖溶液的旋光度若偏振片B不動(dòng)而將A旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度， 再經(jīng)糖溶液旋光后光的振動(dòng)方向恰與B的透振方向一致，則A轉(zhuǎn)過的角度也為，故選項(xiàng)A、C、D正確 答案：(1)把自然光變成偏振光(2)橫波(3)ACD,(多選)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上的P點(diǎn)的距離之差x0.6 m，分別用頻率為f15.01014 Hz和f27.51014 Hz的單色光垂直照射雙縫，則P點(diǎn)出現(xiàn)明、暗條紋的情況是() A用頻率f1的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)明條紋 B用頻率f

12、2的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)暗條紋 C用頻率f2的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)明條紋 D用頻率f1的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)暗條紋,例 1,【答案】AB 【錯(cuò)后感悟】計(jì)算時(shí)沒注意到是半波長的整數(shù)倍.,(多選)如圖所示，a、b、c、d四個(gè)圖是不同的雙縫干涉或單縫衍射圖樣分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是() Aa、b是光的雙縫干涉圖樣，c、d是光的單縫衍射圖樣 Ba、b是光的單縫衍射圖樣，c、d是光的雙縫干涉圖樣 Ca、b實(shí)驗(yàn)裝置一樣時(shí)，形成a圖樣光的波長比形成b圖樣光的波長長 Dc、d實(shí)驗(yàn)裝置一樣時(shí)，形成c圖樣光的波長比形成d圖樣光的波長長,例 2,【解析】干涉圖樣的條紋等間距，故a、b是光的雙縫干涉圖樣；單縫衍射圖樣的中間條紋的寬度比較大，所以c、d是光的單縫衍射圖樣，故A正確，B錯(cuò)誤；無論是干涉還是衍射，形成的條紋間距大的波長長，故C正確，D錯(cuò)誤 【答案】AC 【錯(cuò)后感悟】單縫衍射圖樣的中間條紋的寬度比較大.,下列現(xiàn)象中，屬于光的色散的是() A雨后天空出現(xiàn)彩虹 B通過一個(gè)狹縫觀察日光燈可以看到彩色條紋 C海市蜃樓現(xiàn)象 D日光照射在肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋,例 3,【解析】彩