12-08-01考点强化：光的干涉及衍射

1、考点强化：考点强化：光的干涉光的干涉及及衍射衍射 1.考点精讲考点精讲 2.典例剖析典例剖析 3.规律方法规律方法 4.跟踪训练跟踪训练选修选修3-4 3-4 机械振动机械振动 机械波机械波 光光 电磁波电磁波 相对论简介相对论简介 5.真题演练真题演练第第2 2页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录一、考点精讲一、考点精讲1.考点精讲考点精讲第第3 3页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录1.光的干涉和衍射比较光的干涉和衍射比较内容内容干涉干涉衍射衍射现象现象产

2、生条件产生条件典型实验典型实验图图样样特特点点不不同同点点条纹条纹宽度宽度条纹条纹间距间距亮度亮度情况情况相同点相同点在光重叠区域出现加在光重叠区域出现加强或减弱的现象强或减弱的现象光绕过障碍物偏离直线传光绕过障碍物偏离直线传播的现象播的现象两束光频率相同、两束光频率相同、相位差恒定相位差恒定障碍物或孔的尺寸与波长障碍物或孔的尺寸与波长差不多或小得多差不多或小得多杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验单缝衍射、圆孔衍射、单缝衍射、圆孔衍射、不透明圆盘衍射不透明圆盘衍射条纹宽度相等条纹宽度相等条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度不等，中央最宽各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等各相邻条纹间

3、距不等清晰条纹，亮度清晰条纹，亮度基本相等基本相等中央条纹最亮，两边变暗中央条纹最亮，两边变暗干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹都有明暗相间的条纹第第4 4页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录单缝衍射图样单缝衍射图样双缝干涉及图样双缝干涉及图样干涉与衍射的本质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涉条纹的形成具有相

4、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率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹衍射条纹第第5 5页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录2.薄膜干涉薄膜干涉(1)相干光来自于薄膜的前、后表面相干光来自于薄膜的前、后表面(或或上、下表面上、下表面)反射回来的两列反射光反射回来的两列反射光.(2)薄膜干涉的应用：增透膜；检查工薄膜干涉的应用：增透膜；检查工件的平整度件的平整度(如图所示如图所示)(3)观察薄膜干涉条纹时，应该与光源观察薄膜干涉条纹

5、时，应该与光源处在薄膜的同一侧观察处在薄膜的同一侧观察 振动情况相同振动情况相同振动情况相反振动情况相反第第6 6页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录3.光的色散光的色散(1)色散现象：白光通过三棱镜会形成由红色散现象：白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图所示到紫七种色光组成的彩色光谱，如图所示(2)成因：由于成因：由于n红红n紫紫，所以以相同的入，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，就是说紫光偏折得更明显些，当角不同，就是说紫光偏折得更明显些，当它

6、们射出另一个界面时，紫光的偏折角它们射出另一个界面时，紫光的偏折角 ， 红光的偏折角红光的偏折角 . 最大最大最小最小(3)各种色各种色光的比较光的比较颜色颜色红红 橙橙 黄黄 绿绿 青青 蓝蓝 紫紫频率频率同一介质折射率同一介质折射率同一介质中速度同一介质中速度波长波长临界角临界角通过棱镜的偏折角通过棱镜的偏折角低低高高小小大大大大小小长长短短大大小小小小大大第第7 7页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录二、典例剖析二、典例剖析2. 典例剖析典例剖析第第8 8页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实

7、用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【例例1】 关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是()A单缝的作用是获得频率相同的两相干光源单缝的作用是获得频率相同的两相干光源B双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹D照射到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽照射到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽解析显隐解析显隐双缝干涉及图样双缝干涉及图样第第9 9页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版

8、高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【例例2】 (多选多选)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图示抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化粗细的变化,下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是()A这里应用的是光的衍射现象这里应用的是光的衍射现象B这里应用的是光的干涉现象这里应用的是光的干涉现象C如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗

9、如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细解析显隐解析显隐解析解析由于是激光束越过细丝即绕过障碍物，所以是光的衍射由于是激光束越过细丝即绕过障碍物，所以是光的衍射现象，当抽制的丝变细的时候，丝的直径较接近激光的波长，现象，当抽制的丝变细的时候，丝的直径较接近激光的波长，条纹间距就大，条纹间距就大，A、D正确。正确。答案答案AD第第1010页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录三、规律方法三、规律方法3.规律方法规律方法第第1111页页20172017版高三一轮物理教学

10、实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录(1)等倾干涉条纹是均匀的等倾干涉条纹是均匀的,相邻相邻明纹间的高度差是一个常数明纹间的高度差是一个常数,是是由厚度决定的由厚度决定的如图示，若薄片变厚，如图示，若薄片变厚，增大，增大，第一条明纹位置向左移动且相第一条明纹位置向左移动且相邻明纹的间距变密邻明纹的间距变密(2)若被检查平面平整，则干涉若被检查平面平整，则干涉图样是等间距明暗相间的平行图样是等间距明暗相间的平行直条纹直条纹若某处凹下，则对应明若某处凹下，则对应明(暗暗)条条纹提前出现，如图纹提前出现，如图(a)所示；所示；若某处凸起，则对应明若某处凸起，则对应明(暗

11、暗)条条纹延后出现，如图纹延后出现，如图(b)所示所示薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用第第1212页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【变式训练变式训练1】 干涉和衍射的图样干涉和衍射的图样(多选多选)如图示，甲、乙为单色如图示，甲、乙为单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样。下列选项中说法光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样。下列选项中说法正确的是正确的是()A甲为单缝衍射的图样甲为单缝衍射的图样 B乙为双缝干涉的图样乙为双缝干涉的图样C甲为双缝干涉的图样甲为双缝干涉的图样 D乙为单缝衍射的图样乙为单缝衍射的图样解析显

12、隐解析显隐解析解析干涉图样是等间距的，衍射图样是中间宽两边窄的。干涉图样是等间距的，衍射图样是中间宽两边窄的。答案答案AB注意两图样有注意两图样有何区别何区别?第第1313页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【变式训练变式训练2】 薄膜干涉薄膜干涉(多选多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻把一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，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，如图所示。这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中如图所示。这时可以看到明暗相间的条纹。

13、下面关于条纹的说法中正确的是正确的是()解析显隐解析显隐解析解析由由薄膜干涉原理薄膜干涉原理知知,上述现象由空气膜前后表面反射的两列光叠上述现象由空气膜前后表面反射的两列光叠加而成加而成,当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时,振动加强振动加强,形成亮纹形成亮纹,故故A项项对对,B项错项错;因相干光是反射光因相干光是反射光,故应在入射光的同一侧观察薄膜干涉故应在入射光的同一侧观察薄膜干涉,D项错误项错误;条纹的位置与空气膜的厚度是对应的条纹的位置与空气膜的厚度是对应的,当上玻璃板平行上移时当上玻璃板平行上移时,同一厚度的空气膜向劈尖移动同一厚度的空气膜向劈尖移动,

14、故条纹向着劈尖移动故条纹向着劈尖移动,故故C项正确项正确.答案答案ACA.干涉条纹是光在空气尖劈膜的前后两表面反干涉条纹是光在空气尖劈膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果射形成的两列光波叠加的结果B.干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果谷与波谷叠加的结果C.将上玻璃板平行上移将上玻璃板平行上移,条纹向着劈尖移动条纹向着劈尖移动D.观察薄膜干涉条纹时观察薄膜干涉条纹时,应在入射光的另一侧应在入射光的另一侧第第1414页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录四、跟踪训练四

15、、跟踪训练4.跟踪训练跟踪训练第第1515页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【跟踪训练跟踪训练】如图是双缝干涉实验装置的示意图，如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，为单缝，S1、S2为双缝，为双缝，P为光屏用绿光从左边照射单缝为光屏用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏时，可在光屏P上观察上观察到干涉条纹下列说法正确的是到干涉条纹下列说法正确的是()A.减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B.增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C.将绿光换

16、为红光，干涉条纹间的距离减小将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D.将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大 解析显隐解析显隐第第1616页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【跟踪训练跟踪训练】在如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透在如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同

17、心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是()A.干涉现象是由于凸透镜下表面反射光干涉现象是由于凸透镜下表面反射光B.和玻璃上表面反射光叠加形成的和玻璃上表面反射光叠加形成的干涉现象是由于凸透镜上表面反射光干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的和玻璃上表面反射光叠加形成的C. 干涉条纹不等距是因为空气膜厚度是均匀变化干涉条纹不等距是因为空气膜厚度是均匀变化D. 以上说法都不正确以上说法都不正确解析：解析： 由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光

18、的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，故成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，故A正确；由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不正确；由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化，形成不等间距的干涉条纹，故是均匀变化，形成不等间距的干涉条纹，故A正确正确答案：答案： A解析显隐解析显隐第第1717页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【跟踪训练跟踪训练】(多选多选)2013年年9月月12日国务院办公厅下发文件大气日国务院办公厅下发文件大气污染防治行动计划，以改善人们的生活环境。其中雾霾天

19、气严污染防治行动计划，以改善人们的生活环境。其中雾霾天气严重影响人们的身体健康，发生雾霾天气时能见度只有几米，天气重影响人们的身体健康，发生雾霾天气时能见度只有几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下变黄变暗，这是由于这种情况下()A只有波长较短的一部分光才能到达地面只有波长较短的一部分光才能到达地面B只有波长较长的一部分光才能到达地面只有波长较长的一部分光才能到达地面C只有频率较大的一部分光才能到达地面只有频率较大的一部分光才能到达地面D只有频率较小的一部分光才能到达地面只有频率较小的一部分光才能到达地面解析解析根据光发生明显衍射的条件，发生雾霾天气时，只有波根据光发生明显衍射的条件，发生雾霾

20、天气时，只有波长较长、频率较小的一部分光发生衍射绕过空气中的颗粒物到长较长、频率较小的一部分光发生衍射绕过空气中的颗粒物到达地面，选项达地面，选项A、C错误，错误，B、D正确。正确。答案答案BD解析显隐解析显隐第第1818页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【跟踪训练跟踪训练】在在单缝衍射实验中，下列说法正确的是单缝衍射实验中，下列说法正确的是()A其他条件不变其他条件不变,将入射光由黄色换成绿色将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄衍射条纹间距变窄B其他条件不变其他条件不变,使单缝宽度变小使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄衍

21、射条纹间距变窄C其他条件不变其他条件不变,换用波长较长的光照射换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽衍射条纹间距变宽D其他条件不变其他条件不变,增大单缝到屏的距离增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽衍射条纹间距变宽 解析解析当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，条纹当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，条纹间距也越大，黄光波长大于绿光波长，所以条纹间距变窄，间距也越大，黄光波长大于绿光波长，所以条纹间距变窄，A、C正确；正确；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹间距也会变宽，纹间距也会变宽，B错误；错误；当光

22、的波长一定，单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，当光的波长一定，单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽，衍射条纹间距也会变宽，D正确正确答案答案ACD 解析显隐解析显隐第第1919页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【跟踪训练跟踪训练】一束白光在真一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察空中通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色亮到干涉条纹，除中央白色亮纹外，两侧还有彩色条纹，纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是其原因是()A各色光的波长不同，因而各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹各色光分别产生的干涉条纹的间距不同的间距不同B各色光的速度不同，因而各色光的速度不同，因而各色光分别产