高三物理一轮复习 第13章 第2节 光的干涉、衍射和偏振现象精品课件 新人教版.ppt

第2节光的干涉 衍射和偏振现象 考点1 光的干涉的条件的理解 例1 如图12 2 3所示 在暗室中从单色点光源s直接射到屏pp 上的一束光在sb和sd之间 从s射到平面镜mn再反射到屏pp 上的另一束光在ma和nc之间 s 是s在平面镜mn的像 关于这时屏pp 上是否可能出现明暗相间的条纹 下列说法正确的是 a 不可能b 可能出现在a b之间c 可能出现在b c之间d 可能出现在c d之间 图12 2 3 解析 由于s 是s的像 可当成两个相干光源 从s发出的光射到bd区域 似乎 从s 射出的光 其实是反射光 射到ac区域 故bc区为共同传播的区域 即干涉区 可出现明暗相间的条纹 答案 c 点评 光的干涉的条件是有两个振动相位差恒定的波源 即相干波源 相干波源的频率必须相同 形成相干波源的方法有两种 1 利用激光 因为激光发出的是单色性极好的光 2 设法将同一束光分为两束 这样两束光都来源于同一个光源 因此频率必然相等 下图分别是利用双缝 楔形薄膜 空气膜 平面镜形成相干光源的示意图 考点2 双缝干涉中条纹间距和位置的判断方法 例2 频率为6 1014hz的单色光从s1和s2投射到屏上 并且s1与s2振动相同 若屏上的点p到s1与p到s2的路程差为3 10 6m 问p点是亮条纹还是暗条纹 设o为到s1和s2路程相等的点 则po间有几条暗纹 几条亮纹 点评 本题考查干涉条纹亮纹与暗纹的形成条件 同时注意尽管机械波和光波的产生本质不同 但都是波 具有共同的特性 它们的运动变化规律很相似 研究方法和探索技巧同样适用 这样就可将研究机械波的方法 技巧 规律应用到光波中去 实现知识的迁移 能力的提高 考点3 光的衍射 例3 如图12 2 4所示的四种明暗相间的条纹 分别是红光 蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光 紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样 黑色部分表示亮纹 则在下面的四个图中从左往右排列 亮条纹的颜色依次是 a 红黄蓝紫b 红紫蓝黄c 蓝紫红黄d 蓝黄红紫 图12 2 4 解析 双缝干涉条纹平行等距 且波长越大 条纹间距越大 而红光波长大于蓝光波长 故第一幅图为红光 第三幅图为蓝光 又由于黄光波长比紫光波长大 故第四幅图为黄光的衍射图样 第二幅为紫光的衍射图样 答案 b 考点4 光的偏振 例4 有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有 a 只有电磁波才能发生偏振 机械波不能发生偏振b 只有横波能发生偏振 纵波不能发生偏振c 自然界不存在偏振光 自然光只有通过偏振片才能变为偏振光d 除了从光源直接发出的光以外 我们通常看到的绝大部分光都是偏振光 解析 机械波中的横波能发生偏振 自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光 答案 bd点评 光的偏振问题主要有两类 一是检偏器与起偏器的使用 分析通过偏振片光强度的变化 二是偏振现象的应用 多与实际问题相联系 分析这类问题关键是理解偏振的概念和偏振片的作用 题型一 干涉图样和衍射图样 例5 在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样 下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是 a a cb b cc a dd b d 图12 2 5 解析 a为双缝干涉图样 b d为单缝衍射图样 对比看b应为某单色光的衍射图样 d应为白光的衍射图样 c应该为教材中的水波的衍射图样 综上所述正确答案为d 答案 d点评 1 光照射到一个狭缝上产生的衍射叫单缝衍射 2 用小圆屏进行衍射实验 满足一定条件时 衍射图样是在圆盘的阴影中心出现泊松亮斑 3 若用小圆孔进行衍射实验 衍射图样是一系列同心圆环 题型二 光的干涉与实际生活相结合的应用 例6 把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上 一端用薄片垫起 构成空气劈尖 让单色光从上方射入如图12 2 6所示 这时可以看到亮暗相间的条纹 下面关于条纹的说法中正确的是 a 将薄片向着劈尖移动使劈角变大时 条纹变疏b 将薄片远离劈尖移动使劈角变小时 条纹变疏c 将上玻璃板平行上移 条纹向着劈尖移动d 将上玻璃板平行上移 条纹远离劈尖移动 图12 2 6 条纹变密 同理 当上玻璃板平行上移时 易得a c ca为平行四边形 所以条纹向劈尖移动 且间距不变 答案 bc点评 本题主要考查薄膜干涉的应用之一 检查工件的平整程度 熟悉等厚干涉条纹是均匀的 知道条纹间距的决定因素 就可以得出正确答案 思维拓展 利用薄膜干涉现象可以制作增透膜 如在透镜表面镀一层厚度均匀的介质薄膜 要求介质的折射率小于制作透镜的玻璃 厚度等于黄绿色光在介质中传播时的波长的四分之一 这样从介质膜后表面反射的光和从介质膜前表面反射的光恰好相差半个波长 干涉结果相互抵消 即反射光的强度大大提高 在光学仪器上 包括人的眼镜镜片都已经广泛使用了增透膜 1 2011 天津 甲 乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样 设相邻两个亮条纹的中心距离为 x 若 x甲 x乙 则下列说法正确的是 a 甲光能发生偏振现象 乙光则不能发生b 真空中甲光的波长一定大于乙光的波长c 甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量d 在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光 bd 2 2011 北京 如图12 2 7所示的双缝干涉实验 用绿光照射单缝s时 在光屏p上观察到干涉条纹 要得到相邻条纹间距更大的干涉图样 可以 a 增大s1与s2的间距b 减小双缝屏到光屏的距离c 将绿光换为红光d 将绿光换为紫光 图12 2 7 c 3 2012 全国理综 在双缝干涉实验中 某同学用黄光作为入射光 为了增大干涉条纹的间距 该同学可以采用的方法有 a 改用红光作为入射光b 改用蓝光作为入射光c 增大双缝到屏的距离d 增大双缝之间的距离 ac 4 2011 北京四中模拟 下面是四种与光相关的事例 其中与光的干涉有关的是 a 用光导纤维传播信号b 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度c 一束白光通过三棱镜形成彩色光带d 水面上的油膜呈现彩色 bd 解析 a项是光的全反射 c项是光的色散 只有b项和d项是光的干涉 5 2011 湖北黄冈模拟 关于双缝干涉实验 若用白光作光源照射双缝 以下说法正确的是 a 屏上会出现彩色干涉条纹 因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的b 当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时 屏上将出现宽度不同 中间是白色条纹的彩色衍射条纹c 将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时 屏上有亮光 但一定不是干涉条纹d 将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时 屏上无亮光 abc 解析 本题考查光的干涉和衍射 a正确 当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时 屏上出现的是单缝衍射条纹 b正确 两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时 透过滤光片的分别是黄色光和蓝色光 它们的频率不同 不能叠加形成干涉条纹 但屏上有亮光 故c正确 d错 6 一束复色光以入射角i从玻璃界面mn射向空气时分成a b c三束光 如图12 2 9所