【紅對勾】高考物理 光的波動性課件

課時2光的波動性知識點一光的干涉——知識回顧——1．雙縫干涉(1)干涉現(xiàn)象兩列光波在空間相遇時發(fā)生疊加，在某些區(qū)域總加強，在另外一些區(qū)域總減弱，從而出現(xiàn)

的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象．明暗相間的條紋(2)產生干涉的條件兩個振動情況總是

的波源叫相干波源，只有

發(fā)出的光互相疊加，才能產生干涉現(xiàn)象，在屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的亮暗相間的條紋．2．薄膜干涉(1)薄膜干涉的成因由薄膜的

反射的兩列光波疊加而成．劈形薄膜干涉可產生

的條紋．相同相干波源前、后表面明暗相間②檢查平整程度：待檢平面和標準平面之間的楔形空氣薄膜，用單色光進行照射，入射光從空氣膜的上、下表面反射出兩列光波，形成干涉條紋．待檢平面若是平的，空氣膜厚度相同的各點就位于同一條直線上，干涉條紋是平行的；反之，干涉條紋有

現(xiàn)象．彎曲2．薄膜干涉(1)當光照在薄膜上時，從膜的前后表面各反射回一列光波，這兩列波即是頻率相同的相干光波，由于薄膜的厚度不同，這兩列光波的路程差不同．當路程差為光波波長的整數倍時，則為波峰與波峰相遇，波谷與波谷相遇，使光波的振動加強，形成亮條紋；當光波的路程差為半波長的奇數倍時，則波峰與波谷相遇，光波的振動減弱，形成暗條紋．(2)相干光為薄膜前后兩個界面的反射光．(3)圖樣特點：若單色光入射，出現(xiàn)亮暗相間的條紋(薄膜厚度相等的地方對應同一級條紋)；若白光入射，出現(xiàn)彩色條紋，在同一級條紋中，從紫色到紅色對應的薄膜厚度從薄到厚．注意：①若用單色光實驗，在屏上得到明暗相間的條紋；若用白光實驗，中央是白色條紋，兩側是彩色條紋．②用同一實驗裝置做干涉實驗，紅光干涉條紋的間距最大，紫光干涉條紋間距最小，故可知紅光波長大于紫光，紅光頻率小于紫光．——基礎自測——

(2010·江蘇高考)如圖1所示，在楊氏雙縫干涉實驗中，激光的波長為5.30×10－7m，屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為7.95×10－7m，則在這里出現(xiàn)的應是________(選填“明條紋”或“暗條紋”)，現(xiàn)改用波長為6.30×10－7m的激光進行上述實驗，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將________(選填“變寬”、“變窄”或“不變”)．圖1圖1答案：暗條紋變寬知識點二二光的衍射射——知識識回顧———1．光的的衍射現(xiàn)現(xiàn)象光在遇到到時，偏離離直線傳傳播方向向而照射射到的現(xiàn)象叫叫做光的的衍射．．2．光發(fā)生明明顯衍射射現(xiàn)象的的條件當孔或障障礙物的的尺寸比比光波波波長，或者跟跟波長時，光才才能發(fā)生生明顯的的衍射現(xiàn)現(xiàn)象．障礙物陰影區(qū)域域小差不多3．各種種衍射圖圖樣(1)單單縫衍射射：中央央為，兩側有有明暗相相間的條條紋，但但間距和和亮度不不同．白白光衍射射時，中中央仍為為白光，，最靠近近中央的的是，最遠離中中央的是．(2)圓孔孔衍射：明明暗相間的的不等距．(3)泊松松亮斑：光光照射到一一個的圓板后，，在圓板的的陰影中心心出現(xiàn)的亮亮斑，這是是光能發(fā)生生衍射的有有力證據之之一．亮條紋紫光紅光圓環(huán)半徑很小——要點深深化——1．光的干干涉和光的的衍射的關關系(1)光的的干涉和光光的衍射都都是光波疊疊加的結果果，只是干干涉條紋是是通過雙縫縫的兩束相相干光的疊疊加，而衍衍射是通過過單縫或三三縫及更多多縫的光相相遇時疊加加的結果．．在雙縫干干涉實驗中中，光在通通過其中的的每個狹縫縫時，都會會先發(fā)生衍衍射，而后后衍射的光光相遇再發(fā)發(fā)生干涉．．因此，干干涉中也有有衍射．(2)干涉涉和衍射的的圖樣有相相似之處，，都是明暗暗相間的條條紋．只是是干涉條紋紋中各條紋紋寬度和亮亮度都相同同，而衍射射條紋中各各條紋寬度度和亮度均均不等，中中央條紋最最寬最亮．．2．光的直直線傳播與與光的衍射射的關系光的直線傳傳播只是一一種特殊情情況和近似似說法．光光在沒有障障礙物的均均勻介質中中是沿直線線傳播的．．在障礙物物的尺寸比比光的波長長大得多的的情況下，，衍射現(xiàn)象象不明顯，，也可以認認為光是沿沿直線傳播播的．在障障礙物的尺尺寸可以與與光的波長長相比，甚甚至比光的的波長還小小時，衍射射現(xiàn)象十分分明顯，這這時就不能能說光是沿沿直線傳播播的了．注意：不能能誤認為光光的衍射現(xiàn)現(xiàn)象否定了了光的直線線傳播規(guī)律律．光的直直線傳播和和光的衍射射現(xiàn)象并不不矛盾，它它們是同一一問題的兩兩個方面，，在不同條條件下分別別表現(xiàn)出直直線傳播或或衍射兩種種特性．——基礎自自測——如圖2所示示的4種明明暗相間的的條紋，分分別是紅光光、藍光各各自通過同同一個雙縫縫干涉儀器器形成的干干涉圖樣以以及黃光、、紫光各自自通過同一一個單縫形形成的衍射射圖樣(黑黑色部分表表示亮紋)．則在下下面的四個個圖中從左左往右排列列，亮條紋紋的顏色依依次是()圖2A．紅黃藍藍紫B．．紅紫藍黃黃C．藍紫紅紅黃D．．藍黃紅紫紫解析：雙縫干涉條條紋平行等等距，且波波長越大，，條紋間距距越大，而而紅光波長長大于藍光光波長，故故第一幅圖圖為紅光，，第三幅圖圖為藍光；；又由于黃黃光波長比比紫光波長長大，故第第四幅圖為為黃光的衍衍射圖樣，，第二幅為為紫光的衍衍射圖樣．．答案案：：B知識識點點三三光的的偏偏振振———知知識識回回顧顧————1．．光光的的偏偏振振：：沿著著各各個個方方向向振振動動的的光光波波強強度度都都相相同同的的光光叫叫，通過過后只只剩剩下下沿沿某某一一方方向向振振動動的的光光叫叫偏偏振振光光．．2．光的偏振振證明了光是是一種波．自然光自然光偏振片橫——要點深化化——1．自然光與與偏振光的區(qū)區(qū)別除了直接從光光源發(fā)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：在任意一一個垂直于光光傳播方向振振動的光波的的強度都相同同．(2)偏振光光：在垂直于于光波傳播方方向的平面內內，只沿某一一個特定方向向振動的光．．2．偏振光的的產生方式(1)自然光光通過起偏器器：通過兩個個共軸的偏振振片觀察自然然光，第一個個偏振片的作作用是把自然然光變成偏振振光，叫起偏偏器．第二個個偏振片的作作用是檢驗光光是否為偏振振光，叫檢偏偏器．(2)自然光光射到兩種介介質的交界面面上，如果光光入射的方向向合適，使反反射光和折射射光之間的夾夾角恰好是90°時，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：誤認為為偏振片就是是刻有狹縫的的薄片，偏振振片并非刻有有狹縫，而是是具有一種特特征，即存在在一個偏振方方向，只讓平平行于該方向向振動的光通通過，其他振振動方向的光光被吸收了．．3．偏振光的的理論意義及及應用(1)理論意意義：光的干干涉和衍射現(xiàn)現(xiàn)象充分說明明了光是波，，但不能確定定光波是橫波波還是縱波．．光的偏振現(xiàn)現(xiàn)象說明光波波是橫波．(2)應用：：照相機鏡頭頭、立體電影影、消除車燈燈眩光等．——基礎自測測——如圖3所示，，讓燈光通過過偏振片P，在偏振片P的后面再放置置另一個偏振振片Q，轉動Q觀察通過兩塊塊偏振片的透透射光．當透透射的光線最最強時，記錄錄P、Q放置的位置關關系，如果在在這一位置處處將P轉動90°，，在Q的另一側觀察察到的現(xiàn)象是是()圖3A．射出光線線的強度保持持不變B．有光線射射出，強度變變弱C．有光線射射出，強度變變強D．無光線射射出解析：由于光波為橫橫波，在透射射的光線最強強時，兩個偏偏振片P、Q的透振方向平平行，當偏振振片P轉動90°后后，兩個偏振振片透振方向向垂直．能夠夠透射過P的光線不能夠夠透射過Q，所以在偏振振片Q的另一側看不不到任何光線線．答案：D題型一對雙縫干涉條條件的理解[例1]如圖4所示，，在雙縫干涉涉實驗中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一一點，已知P點與S1、S2距離之差為2.1×10－6m，分別用A、B兩種單色光在在空氣中做雙雙縫干涉實驗驗，問P點是亮條紋還還是暗條紋？？圖4(1)已知A光在折射率為為n＝1.5的介介質中波長為為4×10－7m.(2)已知B光在某種介質質中波長為3.15×10－7m，當B光從這種介質質射向空氣時時，臨界角為為37°.[答案](1)暗條紋紋(2)亮亮條紋題后反思(1)這類題題目的解題關關鍵是看光的的路程差是波波長的整數倍倍還是半波長長的奇數倍，，從而確定是是明條紋還是是暗條紋．(2)實驗驗裝置置放在在哪種種介質質中就就要用用哪種種介質質中的的波長長進行行計算算，不不可張張冠李李戴．．本題題中裝裝置是是放在在空氣氣中的的，故故要求求出在在空氣氣中的的波長長．變式1—1如圖5所示示為雙雙縫干干涉實實驗裝裝置．．當使使用波波長為為6××10－7m的橙橙色光光做實實驗時時，光光屏P點及其其上方方的P1點形成成兩條條相鄰鄰的亮亮紋．．若使使用波波長為為4××10－7m的紫紫光重重復上上述實實驗，，在P點和P1點形成成的明明、暗暗紋情情況是是()A．P和P1都是明明紋B．P是明紋紋，P1是暗紋紋C．P是暗紋紋，P1是明紋紋D．P和P1都是暗暗紋圖5解析：：根據形形成明明暗條條紋條條件可可知：：無論論換用用哪種種波長長的色色光，，δ＝PS1－PS2，故P點總是是明紋紋．橙橙色光光在P1點形成成第一一條明明條紋紋，有有δ＝P1S2－P1S1＝nλ＝1××6×10－7m＝6×10－7m，這這對紫紫光來來說：：P1S2－P1S1＝1.5λ紫，故P1為暗紋紋，正正確選選項為為B.答案：：B題型二二對薄膜膜干涉涉的理理解[例2]劈尖干干涉是是一種種薄膜膜干涉涉，其其裝置置如圖圖6甲甲所示示．將將一塊塊平板板玻璃璃放置置在另另一平平板玻玻璃之之上，，在一一端夾夾入兩兩張紙紙片，，從而而在兩兩玻璃璃表面面之間間形成成一個個劈形形空氣氣薄膜膜．當當光垂垂直入入射后后，從從上往往下看看到的的干涉涉條紋紋如圖圖6乙乙所示示，干干涉條條紋有有如下下特點點：(1)任意意一條條明條條紋或或暗條條紋所所在位位置下下面的的薄膜膜厚度度相等等；(2)任意意相鄰鄰明條條紋或或暗條條紋所所對應應的薄薄膜厚厚度差差恒定定．現(xiàn)現(xiàn)若在在圖甲甲裝置置中抽抽去一一張紙紙片，，則當當光垂垂直入入射到到新劈劈形空空氣薄薄膜后后，從從上往往下觀觀察到到的干干涉條條紋將將如何何變化化？圖6[解解析析]光線線在在空空氣氣膜膜的的上上、、下下表表面面上上反反射射，，并并發(fā)發(fā)生生干干涉涉，，從從而而形形成成干干涉涉條條紋紋．．設設空空氣氣膜膜頂頂角角為為θ，d1、d2處為為兩兩相相鄰鄰明明條條紋紋，，如如圖圖7所所示示，，則則兩兩處處光光的的路路程程差差分分別別為為Δx1＝2d1，Δx2＝2d2.圖7[答答案案]變疏疏變式2—1登山運動員在在登雪山時要要注意防止紫紫外線的過度度照射，尤其其是眼睛更不不能長時間被被紫外線照射射，否則將會會嚴重地損害害視力．有人人想利用薄膜膜干涉的原理理設計一種能能大大減小對對眼睛傷害的的眼鏡．他選選用的薄膜材材料的折射率率為n＝1.5，所所要消除的紫紫外線的頻率率為8.1××1014Hz.那么他他設計的這種種“增反膜””的厚度至少少是多少？答案：1.23×10－7m1．在楊氏雙雙縫干涉實驗驗中，如果()A．用白光作作為光源，屏屏上將呈現(xiàn)黑黑白相間的條條紋B．用紅光作作為光源，屏屏上將呈現(xiàn)紅紅黑相間的條條紋C．用紅光照照射一條狹縫縫，用紫光照照射另一條狹狹縫，屏上將將呈現(xiàn)彩色條條紋D．用紫光作作為光源，遮遮住其中一條條狹縫，屏上上將呈現(xiàn)間距距不等的條紋紋解析：白光作為光源源，屏上將呈呈現(xiàn)彩色條紋紋，A錯；B為紅光的雙雙縫干涉，圖圖樣為紅黑相相間，故B正正確；紅光和和紫光頻率不不同，不能產產生干涉圖樣樣，C錯；遮遮住一條狹縫縫時，紫光將將發(fā)生單縫衍衍射，形成衍衍射圖樣，D正確．答案：BD2．用如圖8所示的實驗驗裝置觀察光光的薄膜干涉涉現(xiàn)象．圖a是點燃酒精精燈(在燈芯芯上灑些鹽)，圖b是豎豎立的附著一一層肥皂液薄薄膜的金屬絲絲圈．將金屬屬絲圈在其所所在的豎直平平面內緩慢放放置，觀察到到的現(xiàn)象是()圖8A．當金屬絲絲圈旋轉30°時干涉條條紋同方向旋旋轉30°B．當金屬絲絲圈旋轉45°時干涉條條紋同方向旋旋轉90°C．當金屬絲絲圈旋轉60°時干涉條條紋同方向旋旋轉30°D．干涉條紋紋保持原來狀狀態(tài)不變解析：金屬絲圈在豎豎直平面內緩緩慢旋轉時，，楔形薄膜形形狀各處厚度度形狀幾乎不不變．因此，，形成的干涉涉條紋保持原原狀態(tài)不變，，D正確，ABC錯誤．．答案：D3．下列說法法正確的是()A．用分光鏡鏡觀測光譜是是利用光折射射時的色散現(xiàn)現(xiàn)象B．用X光機機透視人體是是利用光電效效應C．光導纖維維傳輸信號是是利用光的干干涉現(xiàn)象D．門鏡可以以擴大視野是是利用光的衍衍射現(xiàn)象解析：B是利用X射射線的穿透性性，C是全反反射現(xiàn)象，D是利用光的的折射現(xiàn)象，，B、C、D均錯誤，只只有A原理敘敘述