1、(对应学生用书P246) 一、光的干涉 1产生条件 (1)两列光的 相同，振动方向相同，且具有恒定的 ，才能产生稳定的干涉图样 (2)将同一列光波分解为两列光波，可以获得相干光源， 和薄膜干涉都是用此方法获得相干光源,相位差,频率,双缝干涉,2两种典型的干涉 (1)杨氏双缝干涉 原理如图所示 明、暗条纹的条件 ()单色光：形成 的条纹，中央为明条纹 a光的路程差r2r1 (k0,1,2)，光屏上出现明条纹 b光的路程差r2r1 (k0,1,2)，光屏上出现暗条纹,明暗相间,k,()白光：光屏上出现 条纹，且中央亮条纹是 (填写颜色) 条纹间距公式：x . (2)薄膜干涉 相干光：光照射到透明薄
2、膜上，从薄膜的两个 反射的两列光波 图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的 相等 应用： ，利用光的干涉检查平整度,彩色,白色,表面,厚度,增透膜,(1)用白光做双缝干涉实验时，中央出现白色条纹，两侧出现彩色条纹的原因 从双缝射入的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹，各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹 两侧各色光的条纹间距与波长成正比，即红光的亮纹间宽度最大，紫光亮纹间宽度最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完全复合，这样便形成了彩色条纹,(2)薄膜干涉的成因 薄膜特点：如图所示，由于重力作用，肥皂膜上薄下厚 相干光线：薄膜前表面AA和后表面BB的反射光线
3、叠加,亮纹条件：在P1、P2处，薄膜厚度的2倍为前后表面反射光的光程差，当光程差等于波长整数倍时形成亮条纹 暗纹条件：在Q处，光程差等于半波长的奇数倍，形成暗条纹,二、光的衍射 1光的衍射：光绕过 偏离直线传播的现象 2发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长 ，甚至比光的波长 的时候，衍射现象才会明显,障碍物,相差不多,还小,3衍射条纹的特点 (1)单缝衍射：单色光的衍射图样为中间 的单色条纹，两侧是 的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹 (2)圆孔衍射：明暗相间的 圆环 (3)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到 (选填“透明”或“不
4、透明”)的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现 (在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环),宽且亮,明暗相间,不等距,不透明,亮斑,(1)干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别 (2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看做是沿直线传播,三、光的偏振 1偏振：光波只沿 的方向的振动 2自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿 振动的光，而且沿各个方向振动的光波的 都相同，这种光叫做自然光 3偏振光：在 于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光光的偏
5、振证明光是 自然光通过偏振片后，就得到了偏振光 4偏振光的应用：应用于照相机镜头、 、消除车灯眩光等,某一特定,一切方向,强度,垂直,横波,立体电影,(1)对偏振片的理解 偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个透振方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了,(2)自然光和偏振光的比较,1.一般解题步骤 (1)由题设情况依真n介，求得光在真空(或空气)中的波长 (2)由屏上出现明暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还是暗条纹,(1)已知A光在空气中的波长为6107 m，问P点是亮条纹还是暗条纹？ (2)已知B光在某种介质中波长为3.15107 m，当B光从这种介质射向
6、空气时，临界角为37，问P点是亮条纹还是暗条纹？ (3)若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象 (4)设光屏上O为到S1和S2路程相等的点，则B光在PO间有几条暗纹？,(3)若让A光和B光分别照射S1和S2，通过S1、S2的光不满足相干条件，故不能发生干涉，此时光屏上只能观察到亮光 (4)由于NB4，故B光在PO间有4条暗纹 答案 (1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见尝试解答 (4)4条,如右图所示，在双缝干涉实验中，已知SS1SS2，且S1、S2到光屏上P点的路程差r1.5106 m. (1)当S为0.6 m的单色光源时，在P点处将形成_条纹 (2)当S为0.5 m的单色
7、光源时，在P点处将形成_条纹(均选填“明”或“暗”),答案 (1)暗 (2)明,衍射与干涉的比较,注意：(1)白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同 (2)区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分,尝试解答 白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹，A错；B为红光的双缝干涉，图样为红黑相间，故B正确；红光和紫光频率不同，不能产生干涉图样，C错；遮住一条狭缝时，紫光将发生单缝衍射，形成衍射图样，D正确 答案 BD,(2012南平联考)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，下图的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是 ( )A
8、a、c Bb、c Ca、d Db、d 答案 D,1.偏振光的产生方式 (1)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，叫起偏器第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器 (2)自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直,2偏振光的理论意义及应用 (1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波光的偏振现象说明光波是横波 (2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等,(3)当狭缝的宽度很小并保持一定时，分别用红光和
9、紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是_ (4)如下图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明_,尝试解答 (1)肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象 (2)障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，可把光看作沿直线传播；障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，可产生明显的衍射现象 (3)红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远 (4)这个实验说明了光是一种横波 答案 见尝试解答,如图所示，P是一偏振片，P的透振方向(用带有箭
10、头的实线表示)为竖直方向下列四种入射光束中，哪几种光照射P时能在P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45角振动的光,解析 太阳光是自然光，沿各个方向振动的光都有，所以在偏振片另一侧可看到透射光；沿竖直方向振动的光，与P的透振方向相同，能透过偏振片；沿与竖直方向成45角振动的光，有部分光能透过偏振片P，故A、B、D正确 答案 ABD,A当金属丝圈旋转30时干涉条纹同方向旋转30 B当金属丝圈旋转45时干涉条纹同方向旋转90 C当金属丝圈旋转60时干涉条纹同方向旋转30 D干涉条纹保持原来状态不变 错因分析 认为金属丝圈在其所在的竖
11、直平面内缓慢旋转时引起条纹变化，误选A、B、C的一项处理薄膜干涉问题时要注意什么是干涉膜，相干光来源哪些面的反射光，了解路程差与膜的厚度成2倍的关系要熟悉课本的薄膜干涉的实例，对于相机镜头的增透膜，它是前后膜面的反射光干涉相消来增加透光度的,正确解答 当金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，膜的厚度几乎没变化，所以膜前后表面反射光的路程差情况未变，所以D正确答案为D.,劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如下图(甲)所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，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，从上往下看到的干涉条纹如图(乙)所示,干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹
12、所在位置下面的薄膜厚度差相同现若在图(甲)装置中抽去一张薄片，则当光竖直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹 ( ) A变疏 B变密 C不变 D消失,解析 该题主要考查获取和处理信息的能力，当抽去一张纸片后，两玻璃表面之间夹角减小，由数学知识可知，要保持两相邻条纹所对应的薄膜厚度差相同，则两相邻条纹间距一定增大，即观察到的干涉条纹变疏，选项A正确说明：任意相邻明条纹(或暗条纹)所在位置下面对应的薄膜厚度差恒定 答案 A,(对应学生用书P248) 1(2012上海卷)下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则 ( ) A甲为紫光的干涉图样 B乙为紫光的干涉图样 C丙为红光的干涉
13、图样 D丁为红光的干涉图样,解析 光通过双缝产生的干涉图样是等宽的条纹，丙与丁不是干涉图样，是衍射图样，C、D错光产生的干涉图样，波长越长条纹间距越大，所以甲为红光的干涉图样，乙为紫光的干涉图样，B正确 答案 B,2关于光的干涉，下列说法中正确的是 ( ) A在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的 B在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个明条纹间距将变宽 C只有频率相同的两列光波才能产生干涉 D频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定,答案 C,3如下图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏N上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是 ( ) A光屏N上光的亮度保持不变 B光屏N上光的亮度会时亮时暗 C光屏N上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线 D光屏N上只有一条亮线随偏振片转动而转动,解析 Q转动一周的过程中，透振方向与P的透振方向平行时光屏N上亮度最亮，垂直时最暗，因此光屏N上光的亮度会时亮时暗，并且不会出现亮线，A、C、D错误，B正确 答案 B,课时作业(四十四),
