第三节光的波动性激光

（优选）第三节光的波动性激光本文档共48页；当前第1页；编辑于星期六\10点7分2．条件：两列光的__________，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象．3．双缝干涉(1)现象：单色光干涉时观察到_____相间的条纹，白光双缝干涉的现象为中央是白色条纹,两边是彩色的条纹．频率相等明暗本文档共48页；当前第2页；编辑于星期六\10点7分(2)亮、暗条纹的判断：Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，即到双缝的距离差为波长的整数倍的点出现_____条纹，Δr＝nλ＋λ(n＝0,1,2，…),即到双缝的距离差为半波长奇数倍的点出现____条纹．(3)条纹间距公式：Δx＝___λ.亮暗本文档共48页；当前第3页；编辑于星期六\10点7分4．薄膜干涉(1)现象：光照射到薄膜上时,薄膜前、后表面反射的两列光相叠加，发生干涉现象，若入射光为单色光，可形成明暗相间的干涉条纹，若入射光为白光，可形成______的干涉条纹．彩色本文档共48页；当前第4页；编辑于星期六\10点7分(2)应用①干涉法检查平面如图14－3－1所示，检查精密零件的表面质量；图14－3－1本文档共48页；当前第5页；编辑于星期六\10点7分将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端垫一薄片，使样板的标准平面和被检查平面间形成一个楔形空气膜，单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射出两列光波叠加情况，从反射光中看到干涉条纹,根据干涉条纹的形状，来确定工件表面情况．本文档共48页；当前第6页；编辑于星期六\10点7分②镜片增透膜在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂一层薄膜，当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的λ/4时，在薄膜的两个面上的反射光的路程差恰好等于_____，因而相互抵消，达到减小反射光、增大透射光强度的作用．λ/2本文档共48页；当前第7页；编辑于星期六\10点7分二、光的衍射1．衍射现象光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射．本文档共48页；当前第8页；编辑于星期六\10点7分2．明显衍射的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长____，或者跟光波波长_________时，光才能发生明显的衍射现象．3．衍射图样小相差不多本文档共48页；当前第9页；编辑于星期六\10点7分(1)单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同．白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是____光，最远离中央的是____光．(2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环．紫红本文档共48页；当前第10页；编辑于星期六\10点7分(3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的_____斑，这是光能发生衍射的有力证据之一．三、光的偏振亮本文档共48页；当前第11页；编辑于星期六\10点7分1．偏振光：在跟光传播方向垂直的平面内，光振动在某一方向较强而在另一些方向振动较弱的光即为偏振光．光的偏振现象证明光是______

(填“横波”或“纵波”)．横波本文档共48页；当前第12页；编辑于星期六\10点7分2．偏振光的产生自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫做_________．第二个偏振片的作用是检验光是否是偏振光，叫做________．起偏器检偏器本文档共48页；当前第13页；编辑于星期六\10点7分四、激光1．产生机理处于激发态的原子，如果在入射光子的电磁场的影响下，引起高能态向低能态跃迁，同时在两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射．本文档共48页；当前第14页；编辑于星期六\10点7分原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等，都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理．2．特点及应用本文档共48页；当前第15页；编辑于星期六\10点7分(1)激光是一种人工产生的相干光．根据此特点，它能像无线电波那样进行调制，应用于光纤通信．也可以用于全息照像．(2)激光的平行度非常好．根据此特点,它可以应用于精确测距，还应用于VCD光盘的解读．本文档共48页；当前第16页；编辑于星期六\10点7分(3)激光的亮度高，温度高．可以利用激光束来切割各种物质，焊接金属以及在硬质材料上打孔．医学上可以用激光作“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤，也可以用激光“焊接”剥落的视网膜，还可以引起核聚变．本文档共48页；当前第17页；编辑于星期六\10点7分要点透析直击高考一、光的干涉和衍射的对比1．衍射与干涉的比较

两种现象比较项目

单缝衍射双缝干涉不同点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距不等各相邻条纹等间距本文档共48页；当前第18页；编辑于星期六\10点7分两种现象比较项目

单缝衍射双缝干涉不同点亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹本文档共48页；当前第19页；编辑于星期六\10点7分2.光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的单缝衍射现象．本文档共48页；当前第20页；编辑于星期六\10点7分即时应用1．(2012·福建龙岩调研)如图14－3－2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(

)本文档共48页；当前第21页；编辑于星期六\10点7分图14－3－2A．a、b是光的干涉图样B．c、d是光的干涉图样本文档共48页；当前第22页；编辑于星期六\10点7分C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短解析：选A.干涉条纹是等距离的条纹,因此，a、b图是干涉图样，c、d图是衍射图样，故A项正确，B项错误；本文档共48页；当前第23页；编辑于星期六\10点7分本文档共48页；当前第24页；编辑于星期六\10点7分二、双缝干涉中明暗条纹的判断1．屏中央位置明暗条纹的判断：双缝到光屏中央距离相等，光程差为零．如果两光源振动完全一致，中央一定是亮纹，假如两光源振动正好相反，则中央为暗纹．本文档共48页；当前第25页；编辑于星期六\10点7分2．根据Δr与λ的关系判断：在两光源振动完全一致的情况下，屏上一点P到双缝的距离Δr满足：本文档共48页；当前第26页；编辑于星期六\10点7分本文档共48页；当前第27页；编辑于星期六\10点7分本文档共48页；当前第28页；编辑于星期六\10点7分即时应用2．如图14－3－3所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，本文档共48页；当前第29页；编辑于星期六\10点7分现换用波长为400nm的紫光源照射单缝，则(

)图14－3－3本文档共48页；当前第30页；编辑于星期六\10点7分A．P和P1仍为亮点B．P为亮点，P1为暗点C．P为暗点，P1为亮点D．P、P1均为暗点本文档共48页；当前第31页；编辑于星期六\10点7分解析：选B.从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光．由题意，屏中央P点到S1、S2距离相等，即由S1、S2分别射出的光到P点的路程差为零，因此是亮纹中心．因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P点都是中央亮纹的中心．本文档共48页；当前第32页；编辑于星期六\10点7分而P1点到S1、S2的路程差刚好是橙光的一个波长，即|P1S1－P1S2|＝600nm＝λ橙，则两列光波到达P1点振动情况完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹．当换用波长为400nm的紫光时，|P1S1－P1S2|＝600nm＝(3/2)×400nm＝3λ紫/2，本文档共48页；当前第33页；编辑于星期六\10点7分则两列光波到达P1点时振动情况完全相反，即由S1、S2射出的光波到达P1点时就相互削弱，因此,出现暗条纹．综上所述，选项B正确．本文档共48页；当前第34页；编辑于星期六\10点7分(2010·高考江苏卷)如图14－3－4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”)．双缝干涉条纹的分析例1题型探究讲练互动本文档共48页；当前第35页；编辑于星期六\10点7分现改用波长为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14－3－4本文档共48页；当前第36页；编辑于星期六\10点7分【答案】暗条纹变宽本文档共48页；当前第37页；编辑于星期六\10点7分(满分样板10分)在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图14－3－5所示的干涉实验法．薄膜干涉的理解和应用例2图14－3－5本文档共48页；当前第38页；编辑于星期六\10点7分A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气膜．现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化．当温度为t1时最亮，本文档共48页；当前第39页；编辑于星期六\10点7分然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升高到t2时，亮度再一次回到最亮．(1)在B板上方观察到的亮暗变化是由哪两个表面的反射光叠加形成的？(2)温度由t1升高到t2时，A的高度升高多少？本文档共48页；当前第40页；编辑于星期六\10点7分【思路点拨】分析此题时应注意两点：(1)薄膜干涉是利用了光在空气膜前后表面的反射光叠加形成的；(2)温度变化时，空气膜的厚度发生变化．本文档共48页；当前第41页；编辑于星期六\10点7分☞解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！(1)A、B间为空气薄膜，在B板上方观察到的亮暗变化，是由B的下表面反射的光和A的上表面反射的光叠加产生的．(4分)(2)当温度为t1时，本文档共48页；当前第42页；编辑于星期六\10点7分本文档共48页；当前第43页；编辑于星期六\10点7分(2012·天津模拟)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图14－3－6所示，观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化(

)光的衍射现象例3本文档共48页；当前第44页；编辑于星期六\10点7分A．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C．如果屏上条纹变宽