高考物理复习 高效学习方略 132 光的波动性课件.ppt

一 光的干涉1 产生稳定干涉的条件 两列光的相同 2 双缝干涉 由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列相干光 两相干光在交叉区外形成稳定的干涉 明暗相间条纹 图样 频率 1 明纹区 两列相同的光到达某点的路程差为波长的倍时 光在该处 出现 2 暗纹区 两列相同的光到达某点的路程差为半波长的奇数倍时 光在该处 出现 在用白光做双缝干涉实验时 中央为明纹 两侧为的干涉条纹 整数 相互加强 亮条纹 相互减弱 暗条纹 白色 不同颜色 3 薄膜干涉 1 概念 由薄膜反射的两列光波叠加而成 2 图样 若入射光为单色光 可形成的干涉条纹 若入射光为白光 可形成彩色的干涉条纹 两个面 亮暗相间 二 光的衍射1 产生明显衍射的条件 障碍物或小孔的尺寸跟光波的波长 或比光波的波长 2 泊松亮斑 当光照射到不透明的小圆板上时 在圆板的出现的亮斑 相近 小 后面的影子中 三 光的偏振1 光的偏振 自然光经过后变成偏振光 偏振光可以发生偏振现象 光的偏振现象证明光是一种 2 激光 是人工产生的的光 它具有3个特点 偏振片 横波 自然界中没有 平行度好 高亮度 相干性 1 在做杨氏双缝干涉实验时 将其中的一条狭缝挡住 在屏上仍能观察到明暗相间的条纹 此条纹 a 仍是原来的干涉条纹 只是亮度减弱了b 仍是干涉条纹 只是条纹宽度变窄了c 是衍射条纹d 无法确定是干涉条纹还是衍射条纹 解析c在做杨氏双缝干涉实验中 将其中的一条狭缝挡住 则屏上出现的是单缝衍射条纹 与双缝干涉条纹有明显的不同 故只有c正确 a b d均错误 2 某同学以线状白炽灯为光源 利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后 总结出以下几点结论 你认为正确的是 a 若狭缝与灯丝平行 则衍射条纹与狭缝平行b 若狭缝与灯丝垂直 则衍射条纹与狭缝垂直c 衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度无关d 衍射条纹的间距与光的波长无关 解析a本题考查的是波的衍射规律 若狭缝与线状灯丝平行 衍射条纹与狭缝平行且现象明显 衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关 狭缝越小 条纹越疏 衍射条纹的间距与光的波长有关 波长越长 间距越大 故正确选项为a 3 在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是 a 光的折射现象 色散现象b 光的反射现象 干涉现象c 光的衍射现象 偏振现象d 光的直线传播现象 光电效应现象解析c衍射 干涉现象是波的特有现象 而横波具有偏振现象 均能反映波的波动性 所以c选项正确 4 2011 北京理综 如图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 5 关于立体电影 以下说法正确的是 a 观众戴上特制眼镜是为了防止伤害眼睛b 这副眼镜其实就是一对偏振方向互相垂直的偏振片c 戴上特制眼镜的观众若只用一只眼睛看 银幕上只是一片光亮无图象d 产生立体视觉是因为人的两只眼睛同时观察物体时 形成的在视网膜上的像并不完全相同 解析bd观看立体电影的偏振片实际上是一对偏振方向互相垂直的偏振片 若只用一只眼睛看 则收不到立体效果 只有用两只眼睛看才能看到物体的不同侧面的像 才有立体效果 b d正确 要点一光的干涉现象1 杨氏双缝干涉 1 原理如图所示 2 薄膜干涉 1 如图所示 竖直的肥皂薄膜 由于重力的作用 形成上薄下厚的楔形 2 光照射到薄膜上时 在膜的前表面aa 和后表面bb 分别反射出来 形成两列频率相同的光波 并且叠加 1 只有相干光才能形成稳定的干涉图样 2 单色光形成明暗相间的单色干涉条纹 白光形成彩色条纹 3 观察薄膜干涉条纹时 应该与光源处在薄膜的同一侧观察 例1 用某一单色光做双缝干涉实验时 已知双缝间距离为0 25mm 在距离双缝为1 2m处的光屏上 测得5条亮纹间的距离为7 5mm 1 求这种单色光的波长 2 若用这种单色光照射到增透膜上 已知增透膜对这种光的折射率为1 3 则增透膜的厚度应取多少 答案 1 3 9 10 7m 2 7 5 10 8m 2010 江苏单科 如图所示 在杨氏双缝干涉实验中 激光的波长为5 30 10 7m 屏上p点距双缝s1和s2的路程差为7 95 10 7m 则在这里出现的应是 填 明条纹 或 暗条纹 现改用波长为6 30 10 7m的激光进行上述实验 保持其他条件不变 则屏上的条纹间距将 填 变宽 变窄 或 不变 解析由光的干涉规律 p处为振动减弱点 答案 暗条纹变宽 要点二光的衍射1 光的衍射 光绕过障碍物偏离直线传播的现象 2 发生明显衍射的条件 只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多 甚至比光的波长还小的时候 衍射现象才会明显 3 衍射条纹的特点 1 单缝衍射 单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹 两侧是明暗相间的条纹 条纹宽度比中央窄且暗 白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹 两侧是渐窄且暗的彩色条纹 2 圆孔衍射 明暗相间的不等距圆环 3 泊松亮斑 圆盘衍射 当光照到不透明的半径很小的小圆盘上时 在圆盘的阴影中心出现的亮斑 在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环 4 衍射与干涉的比较 5 干涉与衍射的本质光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果 从本质上讲 衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理 在衍射现象中 可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波 它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹 1 白光发生光的干涉 衍射和光的色散都可出现彩色条纹 但其光学本质不同 2 区分干涉和衍射 关键是理解其本质 实际应用中可以从条纹宽度 条纹间距 亮度等方面加以区分 3 干涉和衍射是波的特性 波长越长 干涉和衍射现象越明显 光在任何情况下都可以发生衍射现象 只是明显与不明显的差别 例2 2011 上海 如图 当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时 在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑 这是光的 填 干涉 衍射 或 直线传播 现象 这一实验支持了光的 填 波动说 微粒说 或 光子说 解析亮斑绕到圆盘的阴影里去 这是光的衍射现象 衍射是波特有的现象 它支持了光的波动说 答案 衍射波动说 在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样 如图四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是 a 甲 丙b 乙 丙c 甲 丁d 乙 丁 解析d光的干涉图样是等间距的明暗相间条纹 而衍射条纹则是中央最宽最亮两边不等间距的条纹 故乙 丁是单缝衍射图样 选项d正确 要点三光的偏振1 光的偏振 光振动沿各个方向均匀分布的光叫自然光 光振动只沿着某个特定方向的光叫偏振光 只有横波才有偏振现象 2 由自然光获得偏振光的方法 1 让自然光通过偏振片 2 让自然光在介质表面以适当角度入射 相互垂直的反射光和折射光都为偏振光 3 偏振光的应用 照相机镜头 立体电影 消除车灯眩光等 4 自然光和偏振光的比较表 1 偏振片并非刻有狭缝 而是其具有一种特性 即存在一个透振方向 只让平行于该方向振动的光通过 其他振动方向的光被吸收了 2 自然光经过偏振片后就变成了偏振光 3 平时我们所见的光 除直接从光源发出的光外 其余都是偏振光 例3 奶粉的碳水化合物 糖 的含量是一个重要指标 可以用 旋光法 来测量糖溶液的浓度 从而鉴定含糖量 偏振光通过糖的水溶液后 偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度 这一角度 称为 旋光度 的值只与糖溶液的浓度有关 将 的测量值与标准值相比较 就能确定被测样品的含糖量了 如图所示 s是自然光源 a b是偏振片 转动b 使到达o处的光最强 然后将被测样品p置于a b之间 1 偏振片a的作用是什么 2 偏振光证明了光是一种 3 以下说法中错误的是 a 到达o处光的强度会明显减弱b 到达o处光的强度不会明显减弱c 将偏振片b转动一个角度 使得o处光强度最大 偏振片b转过的角度等于 d 将偏振片a转动一个角度 使得o处光强度最大 偏振片a转过的角度等于 解析 1 自然光源不是偏振光 但当自然光源经过偏振片后 就变成了偏振光 因此偏振片a的作用是把自然光变成偏振光 2 偏振光证明了光是一种横波 3 因为a b的透振方向一致 故a b间不放糖溶液时 自然光通过偏振片a后 变成偏振光 通过b后到o 当在a b间加上糖溶液时 由于溶液的旋光作用 使通过a的偏振光的振动方向转动了一定角度 不能再通过b 但当b转过一个角度 恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时 o处光强又为最强 故b的旋转角度即为糖溶液的旋光度 若偏振片b不动而将a旋转一个角度 再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与b的透振方向一致 则a转过的角度也为 故选项a c d正确 b错误 答案 见解析 规律方法 1 光的折射 光的干涉 光的衍射现象都能使太阳光呈现彩色 但产生的原理和彩色条纹的形状都有区别 要注意加以识别 2 不能认为偏振片就是刻有狭缝的薄片 偏振片并非刻有狭缝 而是具有一种特征 即存在一个偏振方向 只让平行于该方向振动的光通过 其他振动方向的光被吸收了 本题的此装置中a为起偏器 b为检偏器 自然光通过a后会变为偏振光 当转动b时 到达o处的光强度会变化 如图所示 p是一个偏振片 p的振动方向 用带有箭头的实线表示 为竖直方向 下列4种入射光束中 哪几种照射p时能在p的另一侧观察到透射光 a 太阳光b 沿竖直方向振动的光c 沿水平方向振动的光d 沿与竖直方向成45 角振动的光 解析abd选项a和d中有部分光的振动方向和偏振片的振动方向相同 相同部分的光即可通过 选项b中 光沿竖直方向振动能够全部通过偏振片 选项c中 光沿水平方向振动 不能通过偏振片 例 关于光的性质 下列说法正确的是 a 光在介质中的速度大于光在真空中的速度b 双缝干涉说明光具有波动性c 光在同种介质中沿直线传播d 光的偏振现象说明光是纵波 错因剖析 没有记住光学的基础知识 特别是光的偏振现象说明光是横波 而不是说明光是纵波 正确解答 真空中光速最大 选项a错误 干涉现象 衍射现象 偏振现象都是波的特有属性 选项b正确 光在透明的同种均匀介质中沿直线传播 选项c错误 没有透明的条件是不行的 偏振现象说明光是横波 选项d错误 答案 b 1 如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图 乙图为用绿光进行实验时 在屏上观察到的条纹情况 a为中央亮条纹 丙图为换用另一种颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况 a 为中央亮条纹 则以下说法正确的是 a 丙图可能为用红光实验产生的条纹 表明红光波长较长b 丙图可能为用紫光实验产生的条纹 表明紫光波长较长c 丙图可能为用紫光实验产生的条纹 表明紫光波长较短d 丙图可能为用红光实验产生的条纹 表明红光波长较短 2 某同学自己动手利用如图所示器材 观察光的干涉现象 其中 a为单缝屏 b为双缝屏 c为像屏 当他用一束阳光照射到a上时 屏c上并没有出现干涉条纹 他移走b后 c上出现一窄亮斑 分析实验失败的原因 最大的可能是 a 单缝s太窄b 单缝s太宽c s到s1和s2距离不等d 阳光不能做光源 答案 b 3 在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中 下列说法正确的是 a 缝越窄 衍射现象越显著b 缝越宽 衍射现象越显著c 照射光的波长越长 衍射现象越显著d 照射光的频率越高 衍射现象越显著解析ac缝越窄 越容易满足发生显著衍射现象的条件 波长越长 即频率越低 衍射越明显 4 2010 上海高考 利用发波水槽得到的水面波形如图甲 乙所示 则 a 图甲 乙均显示了波的干涉现象b 图甲 乙均显示了波的衍射现象c 图甲显示了波的干涉现象 图乙显示了波的衍射现象d 图甲显示了波的衍射现象 图乙显示了波的干涉现象解析d图甲中可以看出只有一条狭缝 穿过水波发生明显的衍射 图乙