【红对勾】高考物理 光的波动性课件

课时2光的波动性知识点一光的干涉——知识回顾——1．双缝干涉(1)干涉现象两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，从而出现

的现象叫光的干涉现象．明暗相间的条纹(2)产生干涉的条件两个振动情况总是

的波源叫相干波源，只有

发出的光互相叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹．2．薄膜干涉(1)薄膜干涉的成因由薄膜的

反射的两列光波叠加而成．劈形薄膜干涉可产生

的条纹．相同相干波源前、后表面明暗相间②检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹．待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于同一条直线上，干涉条纹是平行的；反之，干涉条纹有

现象．弯曲2．薄膜干涉(1)当光照在薄膜上时，从膜的前后表面各反射回一列光波，这两列波即是频率相同的相干光波，由于薄膜的厚度不同，这两列光波的路程差不同．当路程差为光波波长的整数倍时，则为波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇，使光波的振动加强，形成亮条纹；当光波的路程差为半波长的奇数倍时，则波峰与波谷相遇，光波的振动减弱，形成暗条纹．(2)相干光为薄膜前后两个界面的反射光．(3)图样特点：若单色光入射，出现亮暗相间的条纹(薄膜厚度相等的地方对应同一级条纹)；若白光入射，出现彩色条纹，在同一级条纹中，从紫色到红色对应的薄膜厚度从薄到厚．注意：①若用单色光实验，在屏上得到明暗相间的条纹；若用白光实验，中央是白色条纹，两侧是彩色条纹．②用同一实验装置做干涉实验，红光干涉条纹的间距最大，紫光干涉条纹间距最小，故可知红光波长大于紫光，红光频率小于紫光．——基础自测——

(2010·江苏高考)如图1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________(选填“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________(选填“变宽”、“变窄”或“不变”)．图1图1答案：暗条纹变宽知识点二二光的衍射射——知识识回顾———1．光的的衍射现现象光在遇到到时，偏离离直线传传播方向向而照射射到的现象叫叫做光的的衍射．．2．光发生明明显衍射射现象的的条件当孔或障障碍物的的尺寸比比光波波波长，或者跟跟波长时，光才才能发生生明显的的衍射现现象．障碍物阴影区域域小差不多3．各种种衍射图图样(1)单单缝衍射射：中央央为，两侧有有明暗相相间的条条纹，但但间距和和亮度不不同．白白光衍射射时，中中央仍为为白光，，最靠近近中央的的是，最远离中中央的是．(2)圆孔孔衍射：明明暗相间的的不等距．(3)泊松松亮斑：光光照射到一一个的圆板后，，在圆板的的阴影中心心出现的亮亮斑，这是是光能发生生衍射的有有力证据之之一．亮条纹紫光红光圆环半径很小——要点深深化——1．光的干干涉和光的的衍射的关关系(1)光的的干涉和光光的衍射都都是光波叠叠加的结果果，只是干干涉条纹是是通过双缝缝的两束相相干光的叠叠加，而衍衍射是通过过单缝或三三缝及更多多缝的光相相遇时叠加加的结果．．在双缝干干涉实验中中，光在通通过其中的的每个狭缝缝时，都会会先发生衍衍射，而后后衍射的光光相遇再发发生干涉．．因此，干干涉中也有有衍射．(2)干涉涉和衍射的的图样有相相似之处，，都是明暗暗相间的条条纹．只是是干涉条纹纹中各条纹纹宽度和亮亮度都相同同，而衍射射条纹中各各条纹宽度度和亮度均均不等，中中央条纹最最宽最亮．．2．光的直直线传播与与光的衍射射的关系光的直线传传播只是一一种特殊情情况和近似似说法．光光在没有障障碍物的均均匀介质中中是沿直线线传播的．．在障碍物物的尺寸比比光的波长长大得多的的情况下，，衍射现象象不明显，，也可以认认为光是沿沿直线传播播的．在障障碍物的尺尺寸可以与与光的波长长相比，甚甚至比光的的波长还小小时，衍射射现象十分分明显，这这时就不能能说光是沿沿直线传播播的了．注意：不能能误认为光光的衍射现现象否定了了光的直线线传播规律律．光的直直线传播和和光的衍射射现象并不不矛盾，它它们是同一一问题的两两个方面，，在不同条条件下分别别表现出直直线传播或或衍射两种种特性．——基础自自测——如图2所示示的4种明明暗相间的的条纹，分分别是红光光、蓝光各各自通过同同一个双缝缝干涉仪器器形成的干干涉图样以以及黄光、、紫光各自自通过同一一个单缝形形成的衍射射图样(黑黑色部分表表示亮纹)．则在下下面的四个个图中从左左往右排列列，亮条纹纹的颜色依依次是()图2A．红黄蓝蓝紫B．．红紫蓝黄黄C．蓝紫红红黄D．．蓝黄红紫紫解析：双缝干涉条条纹平行等等距，且波波长越大，，条纹间距距越大，而而红光波长长大于蓝光光波长，故故第一幅图图为红光，，第三幅图图为蓝光；；又由于黄黄光波长比比紫光波长长大，故第第四幅图为为黄光的衍衍射图样，，第二幅为为紫光的衍衍射图样．．答案案：：B知识识点点三三光的的偏偏振振———知知识识回回顾顾————1．．光光的的偏偏振振：：沿着着各各个个方方向向振振动动的的光光波波强强度度都都相相同同的的光光叫叫，通过过后只只剩剩下下沿沿某某一一方方向向振振动动的的光光叫叫偏偏振振光光．．2．光的偏振振证明了光是是一种波．自然光自然光偏振片横——要点深化化——1．自然光与与偏振光的区区别除了直接从光光源发出的光光外，日常生生活中遇到的的光大都是偏偏振光．(1)自然光光：在任意一一个垂直于光光传播方向振振动的光波的的强度都相同同．(2)偏振光光：在垂直于于光波传播方方向的平面内内，只沿某一一个特定方向向振动的光．．2．偏振光的的产生方式(1)自然光光通过起偏器器：通过两个个共轴的偏振振片观察自然然光，第一个个偏振片的作作用是把自然然光变成偏振振光，叫起偏偏器．第二个个偏振片的作作用是检验光光是否为偏振振光，叫检偏偏器．(2)自然光光射到两种介介质的交界面面上，如果光光入射的方向向合适，使反反射光和折射射光之间的夹夹角恰好是90°时，反反射光和折射射光都是偏振振光，且偏振振方向相互垂垂直．注意：误认为为偏振片就是是刻有狭缝的的薄片，偏振振片并非刻有有狭缝，而是是具有一种特特征，即存在在一个偏振方方向，只让平平行于该方向向振动的光通通过，其他振振动方向的光光被吸收了．．3．偏振光的的理论意义及及应用(1)理论意意义：光的干干涉和衍射现现象充分说明明了光是波，，但不能确定定光波是横波波还是纵波．．光的偏振现现象说明光波波是横波．(2)应用：：照相机镜头头、立体电影影、消除车灯灯眩光等．——基础自测测——如图3所示，，让灯光通过过偏振片P，在偏振片P的后面再放置置另一个偏振振片Q，转动Q观察通过两块块偏振片的透透射光．当透透射的光线最最强时，记录录P、Q放置的位置关关系，如果在在这一位置处处将P转动90°，，在Q的另一侧观察察到的现象是是()图3A．射出光线线的强度保持持不变B．有光线射射出，强度变变弱C．有光线射射出，强度变变强D．无光线射射出解析：由于光波为横横波，在透射射的光线最强强时，两个偏偏振片P、Q的透振方向平平行，当偏振振片P转动90°后后，两个偏振振片透振方向向垂直．能够够透射过P的光线不能够够透射过Q，所以在偏振振片Q的另一侧看不不到任何光线线．答案：D题型一对双缝干涉条条件的理解[例1]如图4所示，，在双缝干涉涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10－6m，分别用A、B两种单色光在在空气中做双双缝干涉实验验，问P点是亮条纹还还是暗条纹？？图4(1)已知A光在折射率为为n＝1.5的介介质中波长为为4×10－7m.(2)已知B光在某种介质质中波长为3.15×10－7m，当B光从这种介质质射向空气时时，临界角为为37°.[答案](1)暗条纹纹(2)亮亮条纹题后反思(1)这类题题目的解题关关键是看光的的路程差是波波长的整数倍倍还是半波长长的奇数倍，，从而确定是是明条纹还是是暗条纹．(2)实验验装置置放在在哪种种介质质中就就要用用哪种种介质质中的的波长长进行行计算算，不不可张张冠李李戴．．本题题中装装置是是放在在空气气中的的，故故要求求出在在空气气中的的波长长．变式1—1如图5所示示为双双缝干干涉实实验装装置．．当使使用波波长为为6××10－7m的橙橙色光光做实实验时时，光光屏P点及其其上方方的P1点形成成两条条相邻邻的亮亮纹．．若使使用波波长为为4××10－7m的紫紫光重重复上上述实实验，，在P点和P1点形成成的明明、暗暗纹情情况是是()A．P和P1都是明明纹B．P是明纹纹，P1是暗纹纹C．P是暗纹纹，P1是明纹纹D．P和P1都是暗暗纹图5解析：：根据形形成明明暗条条纹条条件可可知：：无论论换用用哪种种波长长的色色光，，δ＝PS1－PS2，故P点总是是明纹纹．橙橙色光光在P1点形成成第一一条明明条纹纹，有有δ＝P1S2－P1S1＝nλ＝1××6×10－7m＝6×10－7m，这这对紫紫光来来说：：P1S2－P1S1＝1.5λ紫，故P1为暗纹纹，正正确选选项为为B.答案：：B题型二二对薄膜膜干涉涉的理理解[例2]劈尖干干涉是是一种种薄膜膜干涉涉，其其装置置如图图6甲甲所示示．将将一块块平板板玻璃璃放置置在另另一平平板玻玻璃之之上，，在一一端夹夹入两两张纸纸片，，从而而在两两玻璃璃表面面之间间形成成一个个劈形形空气气薄膜膜．当当光垂垂直入入射后后，从从上往往下看看到的的干涉涉条纹纹如图图6乙乙所示示，干干涉条条纹有有如下下特点点：(1)任意意一条条明条条纹或或暗条条纹所所在位位置下下面的的薄膜膜厚度度相等等；(2)任意意相邻邻明条条纹或或暗条条纹所所对应应的薄薄膜厚厚度差差恒定定．现现若在在图甲甲装置置中抽抽去一一张纸纸片，，则当当光垂垂直入入射到到新劈劈形空空气薄薄膜后后，从从上往往下观观察到到的干干涉条条纹将将如何何变化化？图6[解解析析]光线线在在空空气气膜膜的的上上、、下下表表面面上上反反射射，，并并发发生生干干涉涉，，从从而而形形成成干干涉涉条条纹纹．．设设空空气气膜膜顶顶角角为为θ，d1、d2处为为两两相相邻邻明明条条纹纹，，如如图图7所所示示，，则则两两处处光光的的路路程程差差分分别别为为Δx1＝2d1，Δx2＝2d2.图7[答答案案]变疏疏变式2—1登山运动员在在登雪山时要要注意防止紫紫外线的过度度照射，尤其其是眼睛更不不能长时间被被紫外线照射射，否则将会会严重地损害害视力．有人人想利用薄膜膜干涉的原理理设计一种能能大大减小对对眼睛伤害的的眼镜．他选选用的薄膜材材料的折射率率为n＝1.5，所所要消除的紫紫外线的频率率为8.1××1014Hz.那么他他设计的这种种“增反膜””的厚度至少少是多少？答案：1.23×10－7m1．在杨氏双双缝干涉实验验中，如果()A．用白光作作为光源，屏屏上将呈现黑黑白相间的条条纹B．用红光作作为光源，屏屏上将呈现红红黑相间的条条纹C．用红光照照射一条狭缝缝，用紫光照照射另一条狭狭缝，屏上将将呈现彩色条条纹D．用紫光作作为光源，遮遮住其中一条条狭缝，屏上上将呈现间距距不等的条纹纹解析：白光作为光源源，屏上将呈呈现彩色条纹纹，A错；B为红光的双双缝干涉，图图样为红黑相相间，故B正正确；红光和和紫光频率不不同，不能产产生干涉图样样，C错；遮遮住一条狭缝缝时，紫光将将发生单缝衍衍射，形成衍衍射图样，D正确．答案：BD2．用如图8所示的实验验装置观察光光的薄膜干涉涉现象．图a是点燃酒精精灯(在灯芯芯上洒些盐)，图b是竖竖立的附着一一层肥皂液薄薄膜的金属丝丝圈．将金属属丝圈在其所所在的竖直平平面内缓慢放放置，观察到到的现象是()图8A．当金属丝丝圈旋转30°时干涉条条纹同方向旋旋转30°B．当金属丝丝圈旋转45°时干涉条条纹同方向旋旋转90°C．当金属丝丝圈旋转60°时干涉条条纹同方向旋旋转30°D．干涉条纹纹保持原来状状态不变解析：金属丝圈在竖竖直平面内缓缓慢旋转时，，楔形薄膜形形状各处厚度度形状几乎不不变．因此，，形成的干涉涉条纹保持原原状态不变，，D正确，ABC错误．．答案：D3．下列说法法正确的是()A．用分光镜镜观测光谱是是利用光折射射时的色散现现象B．用X光机机透视人体是是利用光电效效应C．光导纤维维传输信号是是利用光的干干涉现象D．门镜可以以扩大视野是是利用光的衍衍射现象解析：B是利用X射射线的穿透性性，C是全反反射现象，D是利用光的的折射现象，，B、C、D均错误，只只有A原理叙叙述