知识讲解光的干涉和色散

..>光的干预【学习目标】1．知道光的干预现象和干预条件，并能从光的干预现象中说明光是一种波．2．理解杨氏干预实验中亮暗条纹产生的原因．3．了解相干光源，掌握产生干预的条件．4．明确"用双缝干预测量光的波长"实验原理．5．知道实验操作步骤．6．会进展数据处理和误差分析．【要点梳理】要点一、光的干预1．光的干预〔1〕光的干预：在两列光波的叠加区域，*些区域相互加强，出现亮纹，*些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域相间，即亮纹和暗纹相间的现象．如下列图，让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝和的挡板上，狭缝和相距很近．如果光是一种波，狭缝就成了两个波源，它们的振动情况总是一样的．这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干预现象，光在一些位置相互加强，在另一些位置相互削弱，因此在挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹．〔2〕干预条件：两列光的频率一样，振动情况一样且相差恒定．能发生干预的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列而获得，称为分光法．2．屏上*处出现明、暗条纹的条件同机械波的干预一样，光波的干预也有加强区和减弱区，加强区照射到光屏上出现亮条纹，减弱区照射到光屏上就出现暗条纹．对于相差为的两列光波如果光屏上*点到两个波源的路程差是波长的整数倍，该点是加强点；如果光屏上*点到两个波源的路程差是半波长的奇数倍，该点是减弱点．因此，出现亮条纹的条件是路程差：，出现暗条纹的条件是路程差：，如下列图，假设是亮条纹，则〔〕．由图知：，，，由于很小，，所以，〔〕，该处出现亮条纹．当时，即图中的点，到达点的路程差为零，一定是振动加强点，出现亮纹，又叫中央亮纹．当时，为第一亮纹，由对称性可知在点的下方也有和点上方相对称的亮纹．同理，由〔〕，可得〔〕，该处出现暗条纹．3．双缝干预条纹特征有关双缝干预问题，一定要用双缝干预的特点进展分析，一是两缝间距应很小；二是照射到两缝上的光波必须是相干光；三是两相邻亮纹或两相邻暗纹间的距离；四是出现亮纹的条件是路程差，；出现暗纹的条件是路程差〔〕；五是白光的干预条纹为彩色，但中央亮纹仍为白色；六是单色光的干预条纹宽度一样，明暗相间，均匀分布．不同色光条纹宽度不同，波长越长的干预条纹的宽度越大；七是白光干预时，各色光的条纹间距离不等．4一般情况下很难观察到光的干预现象的原因由于不同光源发出的光频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定有一样的频率和恒定的相差，在一般情况下，很难找到则小的缝和那些特殊的装置．故一般情况下不易观察到光的干预现象．要点二、用双缝干预测量光的波长解题依据1．实验目的〔1〕观察白光及单色光的双缝干预图样；〔2〕测定单色光的波长．2．实验原理〔1〕光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝产生稳定的干预图样，通过屏可以观察到明暗相间的干预条纹．如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹．〔2〕假设双缝到屏的距离用z表示，双缝间的距离用表示，相邻两条亮纹间的距离用表示，则入射光的波长为．实验中是的，测出、即可测出光的波长．3．实验器材双缝干预仪包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺．4．实验装置如下列图，将直径约、长约的遮光筒平放在光具座上，筒的一端有双缝，另一端装上毛玻璃做光屏，其上有刻度，先取下双缝，翻开光源，调节光源高度，使它发出的一束光恰沿遮光筒的轴线照亮光屏，然后放好单缝和双缝，两屏相距，使缝互相平行，且位于轴线上，这时可看到彩色干预条纹，假设在单缝屏和光源之间放置一块滤光片，则可观察到单色干预条纹．5．实验步骤〔1〕调节双缝干预仪，观察光的双缝干预现象；〔2〕用单色光入射得到干预条纹，测出条亮纹的距离，得相邻条纹的距离；〔3〕利用的双缝间距，用刻度尺测出双缝到屏的距离，根据公式计算出波长；〔4〕换用不同颜色的滤光片，观察干预条纹间的距离有什么变化，并求出相应的波长．要点诠释：①*种颜色的滤光片只能让这种颜色的光通过，其他颜色的光不能通过．②条纹间距用测量头测出．③单缝与双缝闻的距离在．6．本卷须知〔1〕调节双缝干预仪时，要注意调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；〔2〕放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上；〔3〕调节测量头时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条条纹间的距离；〔4〕不要直接测，要测几个条纹的间距计算得，这样可减小误差；〔5〕白光的干预观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层．7．测量条纹间隔的方法两处相邻明〔暗〕条纹间的距离，用测量头测出．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图甲所示．转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心〔如图乙所示〕，记下此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的明条纹中心时，记下手轮上的刻度数，两次读数之差就是相邻两条明条纹间的距离．即．要点诠释：Δ*很小，直接测量时相对误差较大，通常测出条明条纹间的距离，再推算相邻两条明〔暗〕条纹间的距离．．8．洛埃镜干预实验1834年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干预的结果．洛埃镜实验的根本装置如下列图13-3-16，为单色光源。为一平面镜．经平面镜反射光和直接发出的光在光屏上相遇叠加形成干预条纹，其光路如下列图，干预的条纹宽度公式为．光的衍射、偏振、色散、激光【学习目标】1．了解光的衍射现象及观察方法．2．理解光产生衍射的条件．3．知道几种不同衍射现象的图样．5．知道振动中的偏振现象，偏振是横波特有的性质．6．明显偏振光和自然光的区别．7．知道光的偏振现象及偏振光的应用．8．知道光的色散、光的颜色及光谱的概念．9．理解薄膜干预的原理并能解释一些现象．10．知道激光和自然光的区别．11．了解激光的特点和应用．【要点梳理】要点一、光的衍射1．光的衍射现象当单色光通过很窄的缝或很小的孔时，光离开了直线路径，绕到障碍物的阴影里去，光所到达的范围会远远超过它沿直线传播所应照明的区域，形成明暗相间的条纹或光环．2．产生明显衍射的条件障碍物的尺寸可以跟光的波长相近或比光的波长还要小时能产生明显的衍射．对同样的障碍物，波长越长的光，衍射现象越明显；对*种波长的光，障碍物越小，衍射现象越明显．由于波长越长，衍射性越好，所以要观察到声波的衍射现象就比观察到光波的衍射现象容易得多．3．三种衍射现象和图样特征(1)单缝衍射．①单缝衍射现象．如下列图，点光源发出的光经过单缝后照射到光屏上，假设缝较宽，则光沿着直线传播，传播到光屏上的区域；假设缝足够窄，则光的传播不再沿直线传播，而是传到几何阴影区，在区还出现亮暗相间的条纹，即发生衍射现象．要点诠释：衍射是波特有的一种现象，只是有的明显，有的不明显而已．②图样特征．单缝衍射条纹分布是不均匀的，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同：用单色光照射单缝时，光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹，中央条纹宽度大，亮度也大，如下列图，与干预条纹有区别．用白光照射单缝时，中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射．①圆孔衍射的现象．如图甲所示，当挡板上的圆孔较大时，光屏上出现图乙中所示的情形，无衍射现象发生；当挡板上的圆孔很小时，光屏上出现图丙中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．②图样特征．衍射图样中，中央亮圆的亮度大，外面是亮、暗相间的圆环，但外围亮环的亮度小，用不同的光照射时所得图样也有所不同，如果用单色光照射时，中央为亮圆，外面是亮度越来越暗的亮环．如果用白光照射时，中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．(3)圆板衍射．在1818年，法国物理学家菲涅耳提出波动理论时，著名的数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出圆板后面的中央应出现一个亮斑，这看起来是一个荒唐的结论，于是在同年，泊松在巴黎科学院宣称他推翻了菲涅耳的波动理论，并把这一结果当作菲涅耳的谬误提了出来但有人做了相应的实验，发现在圆板阴影的中央确实出现了一个亮斑，这充分证明了菲涅耳理论的正确性，后人把这个亮斑就叫泊松亮斑．小圆板衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．4．衍射光栅(1)构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．(2)特点：它产生的条纹分辨程度高，便于测量．(3)种类：．5．衍射现象与干预现象的比较种类工程单缝衍射双缝干预不同点产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发生频率一样的两列光波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度根本相等一样点干预、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干预、衍射都有明暗相间的条纹6．三种衍射图样的比较如下列图是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的照片．由图可见：(1)光经不同形状的障碍物产生的衍射图样的形状是不同的．(2)衍射条纹的间距不等．(3)仔细比较乙图和丙图可以发现小孔衍射图样和小圆屏衍射图样的区别：①小圆屏衍射图样的中央有个亮斑——著名的"泊松亮斑〞；②小圆屏衍射图样中亮环或暗环间距随着半径的增大而减小，而圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大；③乙图背景是黑暗的，丙图背景是明亮的．要点二、光的偏振1．光是横波光的干预和衍射现象说明光具有波动性，但不能由此确定光终究是横波还是纵波．要点诠释：电磁波是横波，电磁波中的电场强度和磁感应强度都与波的传播方向垂直．既然光是电磁波，也应该是横波，光的作用主要是由其电场强度引起的．2．偏振现象(1)狭缝对横波、纵波的影响：如果在波的传播方向上放一带狭缝的木板，不管狭缝方向如何，纵波都能自由通过狭缝；对横波，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向一样时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝，这种现象叫做横波的偏振．如下列图．(2)横波独有的特征：偏振现象是横波所特有的，故利用偏振现象可判断一列波是横波或是纵波．(3)光的偏振现象说明光波是横波．3．自然光和偏振光(1)自然光：从普通光源直接发出的自然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏向哪一个方向．这种沿着各个方向振动的光波强度都一样的光叫自然光．自然光介绍：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都一样。如下列图。要点诠释：偏振片是由特殊材料制成的，其"狭缝〞用肉眼不能看见，它只允许振动方向与"狭缝〞平行的光波通过．通过偏振片后，自然光就变成了偏振光．如下列图，普通光源发出的光经过偏振片时，后面的光屏是明亮的，说明光透过了偏振片，假设转动偏振片，光屏上亮度不变，说明透过光的强度不变，由此可知，自然光沿着各个方向振动的光波的强度都一样．(2)偏振光：只沿着一个特定的方向振动的光叫偏振光．如经过偏振片后的自然光．假设偏振光再经过一个偏振片后，情况会怎样呢？如图1所示，当两偏振片的"狭缝〞平行时，光屏上仍有亮光．当两偏振片的"狭缝〞相互垂直时，透射光的强度几乎为零，光屏上是暗的．如图2所示．结论：光是一种横波．上面第l块偏振片叫起偏器；第2块偏振片叫检偏器．4．偏振光的两种产生方式(1)让自然光通过偏振片；(2)自然光射到两种介质的交界面上，使反射光和折射光之间的夹角恰好是，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．要点诠释：平时我们所看到的光，除直接从光源射来的以外都是偏振光．要点三、光的颜色、色散1．色散与光谱含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫色散．含有多种频率的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列就是光谱．2．双缝干预中的色散用不同的单色光作双缝干预实验，得到的条纹之间的距离不一样，但都是明暗相间的单色条纹，由知，不同颜色的光，波长不同．红光最大，波长最长，紫光最小，波长最短．白光干预时的条纹是彩色的，可见白光是由多种色光组成的，发生干预时，白光发生了色散现象．3．薄膜干预中的色散用单色光照射薄膜时，两个外表反射的光是相干的，形成明暗相间的条纹．用不同的单色光照射，看到亮纹的位置不同．用白光照射时，不同颜色的光在不同位置形成不同的条纹，看起来就是彩色的．4．折射时的色散如下列图，一束白光通过三棱镜后会扩展成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色组成的光谱．注意：(1)我们把射出棱镜的光线与入射光线方向的夹角叫光通过棱镜的偏向角．实验说明，白光色散时，红光的偏向角最小，紫光的偏向角最大．这说明玻璃对不同色光的折射率不同．紫光的折射率最大，红光的折射率最小，依次为．由于介质中的光速，故折射率大的光速小，各种色光在介质中的光速依次为：，即红光的速度最大，紫光速度最小．如下列图，白光经三棱镜后，在光屏上呈现七色光带(光谱)；假设从棱镜的顶角向底边看，由红到紫依次排列，紫光最靠近底边．光的色散实质上是光的折射现象．(2)色散现象的产生说明，白光是由各种单色光组成的复色光．由于各种单色光通过棱镜时因折射率不同使光线偏折的角度不同，所以产生了色散现象．单色光通过棱镜不能再分，所以不能发生色散现象．5．薄膜干预竖直放置的肥皂膜受到重力的作用，形成上薄下厚的楔形薄膜，在薄膜上不同的地方，来自前后两个面的反射光所走的路程差不同，在一些地方，这两列波叠加后互相加强，于是出现了亮纹；在另一些地方，叠加后互相削弱，于是出现了暗纹．要点诠释：用单色光照射薄膜，看到的是明暗相间的条纹．用白光照射时，*一厚度的地方，是这一种色光被加强，另一厚度的地方则是另一种色光被加强，因此看到的是彩色条纹．水面上的油膜，马路上的油膜和肥皂泡上的彩色条纹都是薄膜干预形成的．6．分光镜用来观察光谱，分析光谱的仪器叫分光镜，分光镜构造原理如下列图．为平行光管，由两局部组成，一端有狭缝，另一端有凸透镜，狭缝到凸透镜的距离等于一倍焦距，狭缝入射的光经凸透镜后变成平行光线，射到三棱镜上．三棱镜通过色散将不同颜色的光分开．通过望远镜筒可以观察光谱，在上放上底片还可以拍摄光谱．管在目镜中形成一个标尺，以便对光谱进展定量研究．7．薄膜干预现象的观察方法用酒精灯火焰和肥皂薄膜观察光的薄膜干预现象时，观察者眼睛、酒精灯、薄膜位置应如下列图，注意：观察的是火焰经薄膜反射的像，像上会出现明暗相间的水平条纹．本实验成功的关键是膜一定要薄，但又要有足够的韧性，不致很快破掉，以便有足够长的时间可以观察(可在清水中加一些洗洁精)．8．各种色散现象的规律(1)光的颜色取决于频率，从红光到紫光，频率逐渐增大，波长逐渐减小，色光由真空进入介质，频率不变，波长减小．(2)色光从真空进入介质速度都要减小，在同一种介质中，从红光到紫光，速度逐渐减小．(3)在同一种介质中，从红光到紫光，折射率逐渐增大．9．用干预法检查平面如图〔〕所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，入射光从空气膜的上下外表反射出两列光波，形成干预条纹．如果被检测平面是光滑的，得到的干预图样必是等间距的．如果*处凹下，则对应明纹(或暗纹)提前出现，如图()所示；如果*处凸起来，则对应条纹延后出现，如图()所示．(注："提前〞与"延后〞不是指在时间上，而是指由左向右的顺序位置上)10．增透膜的应用在光学仪器中，为了减少光在光学元件(透镜、棱镜)外表的反射损失，可用薄膜干预相消来减少反射光．像照相机、测距仪、潜望镜上用的光学元件外表为了减少光的反射损失都镀上了介质薄膜(氟化镁)，使薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的，这样反射回来的两列光波经过路程差恰好等于半个波长，它们干预后就相互抵消．要点诠释：这种薄膜减少光学外表反射造成的光能损失，增强了透镜透光的能量，故称之为增透膜．而入射光一般是白光，增透膜不可能使所有的单色光干预相消．由于人眼对绿光最敏感，一般增透膜的厚度做到使绿光垂直入射时完全抵消，这时红光和紫光没有显著削弱，所以有增透膜的光学镜头显淡紫色．要点四、激光1．激光和激光的产生(1)激光．激光是原子受激辐射产生的光．发光的方向、频率、偏振方向均一样，两列一样激光相遇可以发生干预．激光是相干光，激光是人工产生的光．(2)激光的产生．在现代科学技术中用激光器产生激光．要点诠释：激光是一种特殊的光，自然界中的发光体不能发出激光1958年，人类在实验室里首次获得了激光．2．激光具有的特点(1)相干性好．所谓相干性好，是指容易产生干预现象．普通光源发出的光(即使是所谓的单色光)频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件．所以，现在我们做双缝干预实验时，无需在双缝前放一个单缝，而是用激光直接照射双缝，就能得到既明亮又清晰的干预条纹．利用相干光易于调制的特点，传输信息，所能传递的信息密度极高，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路和一千万套电视，全国人民同时通话还用不完它的通讯容量，而光纤通信就必须借助激光技术才能开展．(2)平行度非常好．与普通光相比，传播一样距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以准确测距．现在利用激光测量地月距离准确度已到达．(3)激光的亮度非常高．它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量．如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照局部在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温不能直接照射眼睛，否则会伤害眼睛．(4)激光单色性很好．激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的．3．激光的应用举例与对应的特性(1)激光雷达．对准目标发出一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲和收到反射回波的时间间隔，结合发射的方向，就可探知目标的方位和距离，结合多普勒效应，还可以求出目标的运动速度．(利用激光的平行度好)(2)读盘．激光的平行度很好，可以会聚到很小的一点，让会聚点照射碟机、唱机、计算机的光盘上，就可读出光盘上记录的信息．(利用激光的平行度好)(3)医用激光刀．可以用于医疗的*些手术上，具有手术时间短、损伤小、不会引起细菌感染、止血快等优点．(利用激光的亮度高)(4)切割金属等难熔物质．用激光可以产生几千万度的高温，使最难熔的物质也可在瞬间汽化．(利用激光的亮度高)(5)激光育种．用激光照射植物的种子，会使植物产生有益的变异，用于培育新晶种．(利用激光的亮度高)(6)引起核聚变．使聚变能在控制前提下进展．(利用激光亮度高)(7)激光可以作为武器使用，用以击毁侦察卫星，飞行的导弹、飞机、装甲车等．(利用激光的亮度高)(8)作为干预、衍射的光源．干预、衍射现象明显．(利用其单色性好)【典型例题】类型一、波的干预条件的理解例1．如下列图为两个波源和在水面产生的两列波叠加后的干预图样，由图可推知以下说法正确的选项是〔〕．A．两波源振动频率一定一样B．两波源振动频率可能不一样C．两列水波的波长相等D．两列水波的波长可能不相等举一反三:【高清课堂：光的干预例1】【变式】下面是四种与光有关的事实：①用光导纤维传播信号②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度③一束白光通过三棱镜形成彩色光带④水面上的油膜呈现彩色其中，与光的干预有关的是〔〕A．①④ B．②④ C．①③ D．②③类型二、产生明暗条纹的条件例2．在双缝干预实验中，双缝到光屏上点的距离之差为，假设分别用频率和的单色光垂直照射双缝，则点出现明、暗条纹的情况是〔〕．A．单色光和分别照射时，均出现明条纹B．单色光和分别照射时，均出现暗条纹c．单色光照射时出现明条纹，单色光照射时出现暗条纹D．单色光照射时出现暗条纹，单色光照射时出现明条纹举一反三:【高清课堂：光的干预例3】【变式】劈尖干预是一种薄膜干预，其装置如图1所示．将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃外表之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干预条纹如图2所示．干预条纹有如下特点：⑴任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现假设在图1装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干预条纹〔〕A．变疏 B．变密 C．不变 D．消失类型三、光的干预申明暗条纹的判断例3．如下列图是双缝干预实验装置，使用波长为的橙色光源照射单缝，在光屏中央处观察到亮条纹，在位于点上方的点出现第一条亮纹中心〔即到的光程差为一个波长〕，现换用波长为的紫光源照射单缝，则〔〕．A．和仍为亮点B．为亮点，为暗点C．为暗点，为亮点D．、均为暗点类型四、实验原理的应用例4．分别以红光和紫光先后用同一装置进展双缝干预实验，，在屏上得到相邻亮纹间的距离分别为和，则〔〕．A．B．C．假设双缝间距减小，而其他条件保持不变，则增大D．假设双缝间距减小，而其他条件保持不变，则不变【变式】如图为双缝干预的实验示意图，假设要使干预条纹间距变大可改用波长更________〔填"长〞或"短〞〕的单色光；或者使双缝与光屏之间的距离________〔填"增大〞或"减小〞〕．类型五、实验器材的安装例5．用双缝干预测光的波长，实验中采用双缝干预仪，它包括以下元件：A．白炽灯B．单缝片C．光屏D．双缝E．滤光片〔其中双缝和光屏连在遮光筒上〕．〔1〕把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：〔A已写好〕．〔2〕正确调节后，在屏上观察到红光干预条纹，用测量头测出条红亮纹间的距离为；改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出条绿亮纹间的距离为，则一定有〔填"大于〞"小于〞或"等于〞〕．类型六、根据实验测波长的数据处理例6．*同学在做双缝干预实验时，测得双缝间距，双缝到光屏间的距离为，两次测量头手轮上的示数分别为和，两次分划板中心刻线间有条亮条纹，求该单色光的波长．类型七、光波波长的测量例7．〔1〕如图〔〕所示，在杨氏双缝干预实验中，激光的波长为，屏上点距双缝和的路程差为，则在这里出现的应是〔填"明条纹〞或"暗条纹〞〕．现改用波长为的激光进展上述实验，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〞〕．〔2〕如图〔〕所示，一束激光从点由空气射入厚度均匀的介质，经下外表反射后，从上外表的点射出．入射角为，与相距，介质的折射率为，试求介质的厚度．举一反三:【高清课堂：光的干预例2】【变式1】以下列图是研究光的双缝干预的示意图，挡板上有两条狭缝，由和发出的两列波到达屏上时会产生干预条纹．入射激光波长为，屏上的点到两缝和的距离相等，如果把处的亮条纹记作第号亮纹，由向上数与号亮纹相邻的亮纹为号亮纹，与号亮纹相邻的亮纹为号亮纹，则处的亮纹恰好是号亮纹．设直线的长度为，的长度为，则等于〔〕A． B．C． D．【典型例题】类型一、衍射现象例1．以下哪些属于光的衍射现象()．A．雨后美丽的彩虹B．对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹C．阳光下肥皂膜上的彩色条纹D．光通过三棱镜产生的彩色条纹【思路点拨】利用光的衍射现象及干预、折射现象的区别解题。举一反三:【高清课堂：光的衍射、偏振、色散、激光例1】【变式】在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测量爪形成的狭缝，观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝〔灯管或灯丝都要平行于狭缝〕，可以看到〔〕A．黑白相间的直条纹B．黑白相间的弧形条纹C．彩色的直条纹D．彩色的弧形条纹例2．关于光的衍射现象，下面说法正确的选项是()．A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射现象【变式】在单缝衍射实验中，以下说法中正确的选项是()．A．将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽例3．让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时，试分析在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)．举一反三:【高清课堂：光的衍射、偏振、色散、激光例2】【变式】A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象，其中图A是光的________〔填干预或衍射〕图象。由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径________〔填大于或小于〕图B所对应的圆孔的孔径。例4．如下列图，四个图是不同的单色光形成的双缝干预或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是()．A．是光的干预图样B．是光的干预图样C．形成图样的光的波长比形成图样光的波长短D．形成图样的光的波长比形成图样光的波长短举一反三:【高清课堂：光的衍射、偏振、色散、激光例3】【变式1】以下列图所示的4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预仪器形成的干预图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样〔灰黑色局部表示亮纹〕。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．蓝黄红紫类型二、偏振光例5．如下列图，是偏振片，的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向．以下四种入射光束中，哪几种照射时能在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．沿与竖直方向成角振动的光举一反三:【高清课堂：光的衍射、偏振、色散、激光例5】【变式1】如下列图，让太阳光或白炽灯光通过偏振片和，以光的传播方向为轴旋转偏振片或，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验说明〔〕A．光是电磁波 B．光是一种横波C．光是一种纵波 D．光是概率波【变式2】两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以至没有光通过．如果将其中的一片旋转，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象()．A．透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零B．透过偏振片的光强先增强，然后减少到非零的最小值C．透过偏振片的光强在整个过程中都增强D．透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强例6．一段时间以来，"假奶粉事件〞闹得沸沸扬扬，奶粉的碳水化合物(糖)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，就能确定被测样品中的含糖量．如下列图，是自然光源，是偏振片，转动，使到达处的光最强，然后将被测样品置于之间，则以下说法中正确的选项是()．A．到达处光的强度会明显减弱B．到达处光的强度不会明显减弱C．将偏振片转动一个角度，使得处光强度最大，偏振片转过的角度等于D．将偏振片转动一个角度，使得处光强度最大，偏振片转过的角度等于类型三、光的颜色、色散例7．如下列图，从点光源发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的外表，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的选项是()．A．侧是红色光，侧是紫色光B．在真空中侧光的波长小于侧光的波长C．三棱镜对侧光的折射率大于对侧光的折射率D．在三棱镜中侧光的传播速率大于侧光的传播速率【变式2】白光通过三棱镜发生色散，这说明()．A．不同颜色的光在真空中的光速不同B．对同一介质中红光的折射率比紫光大C．在同一介质中红光的光速比紫光大D．每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光例8．用如下列图的实验装置观察光的薄膜干预现象．图甲是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是()．A．当金属丝圈旋转时干预条纹同方向旋转B．当金属丝圈旋转时干预条纹同方向旋转C．当金属丝圈旋转时干预条纹同方向旋转D．干预条纹保持原来状态不变【变式2】如下列图，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，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选项是()．A．干预条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两外表反射形成的两列光波叠加的结果B．干预条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D．观察薄膜干预条纹时，应在入射光的另一侧例9．一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光．光的频率小于光的频率．图中哪个光路图可能是正确的"()类型四、激光例10．纳米科技是跨世纪新科技，将激光束宽度聚焦到纳米范围，可修复人体已损坏的器官，对分子进展超微型基因修复，把令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底铲除．(1)这是利用了激光的()．A．单色性B．方向性C．高能量D．粒子性(2)纳米科技是人类认识自然的一个新层次，等于()．A．B．C．D．【变式1】1969年7月，美国"阿波罗号〞宇宙飞船的登月舱在登上月球的科学考察活动中，在月球上安放了一台激光反射器，成功地解决了用激光测量月地间距离问题．据你所知用激光测量月地距离的原理是什么"【变式2】利用卫星可以将地面状况看得一清二楚．试问：在战争爆发时，欲用激光器击毁位于地平线上方的空间站，则应将激光器()．A．瞄高些B．瞄低些C．沿视线直接瞄准D．假设激光束是红色，而空间站是蓝色的，则应瞄高些【稳固练习】一、选择题1．对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的选项是〔〕．A．不同的色光有可能产生干预现象B．不同的色光不可能产生干预现象C．光的强度不同有可能产生干预现象D．光的强度不同不可能产生干预现象2．用单色光做双缝干预实验时〔〕．A．屏上到双缝的路〔光〕程差等于波长整数倍处出现明条纹B．屏上到双缝的路〔光〕程差等于半波长整数倍处，可能是明条纹，也可能是暗条纹C．屏上的明条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方D．屏上的明条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方3．光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，假设用红色和绿色玻璃板分别挡住双狭缝，则屏上将出现〔〕．A．黄色的干预条纹B．红绿相间的条纹C．黑白相间的条纹D．无干预条纹4．*同学做双缝干预实验时，按要求安装好实验装置后，在光屏上却观察不到干预图样，可能的原因〔〕．A．光源发出的光束太强B．单缝与双缝不平行C．没有安装滤光片D．光束的中心轴与遮光筒的轴线不一致，相差较大5．"用双缝干预测光的波长〞的实验中，为使光屏上单色光的条纹间距减小些，可采用的措施是〔〕．A．换用缝距大些的双缝片B．换用缝距小些的双缝片C．适当调大双缝与屏之间的距离D．适当调小双缝与屏之间的距离6．在利用测量头测量条纹宽度时，应使分划板中心刻线最好〔〕．A．与亮条纹的边缘对齐B．与暗条纹的边缘对齐C．与亮条纹的中心位置对齐D．与暗条纹的中心位置对齐7．在双缝干预实验中，双缝的作用是〔〕．A．遮住过于强烈的光B．使白光变成单色光C．形成两个振动情况一样的光源D．使光发生折射8．如下列图为双缝干预实验中产生的条纹图样，甲图为用光甲进展实验的图样，a为中央亮条纹．乙为换用另一种单色光乙进展实验的图样，a＇为中央亮条纹，则以下说法正确的选项是〔〕．A．乙图条纹较宽，光乙的波长比光甲长B．乙图条纹较窄，光乙的波长比光甲长C．乙图条纹较宽，光乙的波长比光甲短D．乙图条纹较窄，光乙的波长比光甲短9．如下列图，在用单色光做双缝干预实验时，假设单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则〔〕．A．不再产生干预条纹B．仍可产生干预条纹，且中央亮纹P的位置不变C．仍可产生干预条纹，中央亮纹P的位置略向上移D．仍可产生干预条纹，中央亮纹P的位置略向下移10．双缝干预实验装置如下列图，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干预条纹．关于干预条纹的情况，以下表达正确的选项是〔〕．A．假设将像屏向左平移一小段距离，屏上的干预条纹将变得不清晰B．假设将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干预条纹c．假设将双缝间的距离d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D．假设将双缝间的距离d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离不变11．利用图中装置研究双缝干预现象时，有下面几种说法：A．将屏移近双缝，干预条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干预条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干预条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干预条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干预现象消失其中正确的选项是〔〕．二、填空题12．如下列图的杨氏双缝干预图中，小孔S1、S2是发出的光在像屏*处叠加时，如果光程差为________时就加强，形成明条纹，如果光波波长是400nm，屏上P点与S1、S2距离差为1800nm，则P处将是________条纹．13．〔1〕如下列图，在"用双缝干预测光的波长〞实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏，对于*种单色光，为增加相邻亮纹〔暗纹〕间的距离，可采取或________的方法．三、解答题14．用单色光做双缝干预实验时，屏上一点P到双缝的路程差×10－6m，当单色光波长1μm时，P点将形成亮纹还是暗纹？假设单色光波长2μm呢？此时在中央亮纹和P点之间有几条暗纹？15．如下列图，用激光束照射双缝干预实验装置，后面屏上出现干预条纹，其中单缝的作用是产生线光源，单缝、双缝应平行放置．假设将单缝绕中心轴旋转〔不超过90°〕，条纹将发生什么变化？假设将双缝绕中心轴旋转〔不超过90°〕条纹将发生什么变化？【稳固练习】一、选择题1．以下关于单缝衍射图样的说法中正确的有()．A．它同双缝干预的图样完全一样B．亮条纹的宽度不同，但亮度一样C．亮条纹的宽度一样，但亮度不同D．亮条纹的宽度和亮度均不一样，且中间亮纹最宽最亮2．单色光通过双缝产生干预现象，同种单色光通过单缝产生衍射现象，在光屏上都得到明暗相间的条纹，比较这两种条纹()．A．干预、衍射条纹间距都是均匀的B．干预、衍射条纹间距都是不均匀的C．干预条纹间距不均匀，衍射条纹间距均匀D．干预条纹间距均匀，衍射条纹间距不均匀3．点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是()．A．光的反射B．光强太弱C．光的干预，通过剃须刀片中央的孔直进D．光的衍射4．声波比光波容易产生明显的衍射，原因是()．A．声波是纵波，光波是横波B．声波是机械波，光波是电磁波C．一般障碍物尺寸跟声波波长相近而比光波波长大得多D．声波必须通过介质传播，而光波可以在真空中传播5．关于衍射，以下说法中正确