同步备课套餐之物理教科3-4讲义：第5章 光的波动性章末总结

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精章末总结一、光的干涉1．产生干涉的条件两列频率相同、相位差恒定、振动情况相同的光．2．产生亮、暗条纹的条件当Δr＝kλ(k＝0,1，2，3…）时出现亮条纹；当Δr＝（2k－1）eq\f(λ，2）（k＝1,2，3…)时出现暗条纹．相邻亮(或暗)条纹间距：Δx＝eq\f(l，d)λ3．双缝干涉图样的特点单色光照射时为间距相同的明暗相间的条纹，白光照射时为彩色条纹．4．双缝干涉法测光波的波长相邻亮(或暗)条纹间距Δx＝eq\f（l,d）λ，得：λ＝eq\f(d,l)Δx。例1如图1所示为双缝干涉实验,甲图为用绿光照射时的结果,a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹；乙图为换用另一种单色光照射的结果，a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等,以下说法正确的是（)图1A．乙图可能是用红光照射,表明红光波长较长B．乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较长C．乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较短D．乙图可能是用红光照射,表明红光波长较短答案C解析由题图知甲图中条纹间距大，由Δx＝eq\f(l,d）λ可知，在l和d相同的情况下，Δx大，则λ大;Δx小，则λ小；所以乙图中所用单色光波长较短，因紫光比绿光波长短，故选项C正确．例2利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝间距d＝0.4mm，双缝到光屏间的距离l＝0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图中（a）、（b）所示，则：图2（1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA＝__________mm，xB＝__________mm，相邻两条纹间距Δx＝__________mm；（2）波长的表达式λ＝________（用Δx、l、d表示)，该单色光的波长λ＝________m;（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小")．答案（1）11。115。60.75（2)eq\f（d，l)Δx6.0×10－7(3)变小二、薄膜干涉1．薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的光在光源这一侧干涉形成的．2．同一条纹上的点厚度相同，所以若用肥皂薄膜做实验，条纹为水平条纹．例3劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图3甲所示．将一块平板玻璃放置在另一块平板玻璃上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后,从上往下看到干涉条纹如图乙所示．干涉条纹有如下特点：(1）任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2）任意相邻亮条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图甲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,从上往下看到的干涉条纹（)图3A．变疏B．变密C．不变D．消失答案A解析由薄膜干涉的原理和特点可知，干涉条纹是由膜的上、下表面反射的光叠加干涉而形成的，某一亮条纹或暗条纹的位置就由上、下表面反射光的路程差决定,且相邻亮条纹或暗条纹对应的路程差是恒定的，而该路程差又决定于条纹下对应膜的厚度，即相邻亮条纹或暗条纹下面对应的膜的厚度也是恒定的．当抽去一纸片后，劈形空气膜的劈尖角（上、下表面所夹的角)变小,相同的厚度差对应的水平间距离变大,所以相邻的亮条纹或暗条纹间距变大，即条纹变疏．A正确。针对训练(多选）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4)，这时可以看到明暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是()图4A．将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，条纹变疏B．将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖方向移动C．将上玻璃板平行上移,条纹向着劈尖方向移动D．将薄片远离劈尖方向移动使劈角变小时，条纹变疏答案CD解析劈角变小时,由于形成亮条纹（或暗条纹)的两束光间的路程差恒定,当倾角变小后形成该路程差的水平距离变大，如图所示，因此干涉条纹变疏，选项A错误，D正确；将上玻璃板平行上移,路程差变大，条纹向着劈尖方向移动，选项B错误，C正确．三、单缝衍射与双缝干涉的比较两种现象比较项目单缝衍射双缝干涉不同点产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发生频率相同的两列相干光波相遇叠加条纹特点条纹宽度和亮度不等，中央条纹最宽最亮，两侧条纹逐渐变窄变暗条纹宽度相等,各条纹间距相等,亮度基本不变相同点都是明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果；都是波特有的现象，表明光是一种波例4一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹．现将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝,则在光屏上可以看到()A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是亮条纹比原来暗些B．与原来不相同的明暗相间的条纹，且中央亮条纹变宽些C．只有一条与缝宽对应的亮条纹D．无条纹,只存在一片红光答案B解析本题一开始告诉我们产生了干涉现象，说明两缝都很窄，能够满足使红光发生明显衍射的条件，挡住一条缝后，在屏上得到的是单缝衍射图样．衍射图样和干涉图样的异同点:中央都出现亮条纹，但衍射图样中央亮条纹较宽,两侧都出现明暗相间的条纹；干涉图样为等间距的明暗相间的条纹，而衍射图样两侧为不等间距的明暗相间的条纹且亮度迅速减弱．所以本题正确选项为B。例5如图5所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是()图5A．a、b是光的干涉图样B．c、d是光的干涉图样C．形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短D．形成c图样的光的波长比形成d图样的光的波长短答案A解析干涉条纹是等间距的条纹,因此,a、b是干涉图样，c、d是衍射图样，故A项正确，B项错误;由公式Δx＝eq\f（l，d)λ可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a图样的光的