13.2 光的干涉 衍射 偏振

按Esc键退出返回目录第二节光的干涉衍射偏振按Esc键退出返回目录基础梳理整合核心理解深化方法探究突破按Esc键退出返回目录基础梳理整合◎构建能力大厦的奠基石◎一、光的干涉1.定义两列相同、相同的光波相叠加,某些区域出现振动加强,某些区域出现振动减弱,并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象。2.相干条件只有相干光源发出的光叠加,才会发生干涉现象。相干光源是指相同(振动情况相同)的两列光波。答案：1.频率振动情况2.频率3.双缝干涉(1)现象:单色光干涉时观察到明暗相间的条纹;白光双缝干涉的现象为中央为条纹,两边是条纹。(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倍的点出现亮条纹,Δr=nλ+ λ(n=0,1,2,…)即到双缝的距离差为半波长倍的点出现暗条纹。12答案:白色彩色整数奇数4.薄膜干涉光照射到薄膜上时,薄膜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,可形成彩色的干涉条纹。答案：前、后二、光的衍射1.定义光离开直线路径绕到障碍物的现象叫光的衍射,衍射产生的明暗条纹或光环叫衍射图样。答案：阴影里2.发生明显衍射的条件只有当障碍物的跟光的波长相比差不多,甚至比光的波长还的时候,衍射现象才会明显。答案：尺寸小3.衍射图样(1)单缝衍射a.单色光:明暗相间的不等距条纹,中央亮纹最宽最亮,两侧条纹具有性。b.白光:中间为宽且亮的白色条纹,两侧是窄且暗的彩色条纹,最靠近中央的是紫光,远离中央的是红光。(2)圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环,圆环面积远远超过孔的直线照明的面积。(3)圆盘衍射:明暗相间的不等距圆环,中心有一亮斑称为亮斑(证实波动性)。答案：(1)对称(3)泊松三、光的偏振1.偏振现象横波只沿某一振动,称为波的偏振现象。2.自然光若光源发出的光,包含着在垂直于光传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的都相同,这种光叫自然光。答案：1.特定方向2.强度例如:自然光通过偏振片后,就得到了偏振光。见示意图。3.偏振光在垂直于光传播方向的平面上,只沿一个振动的光,叫偏振光。答案：特定方向按Esc键退出返回目录核心理解深化◎拓展升华思维的加油站◎【自主探究】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。现在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()。光的衍射和干涉的异同A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是明条纹比原来暗些B.与原来不同的明暗相间的条纹,而中央明条纹变宽些C.只有一条与缝宽相对应的明条纹D.无条纹,只存在一片红光答案：B解析:本题中这束红光通过双缝时,产生了干涉现象,说明每一条缝宽都很窄,满足这束红光发生明显衍射的条件,这束红光通过双缝在光屏上形成的干涉图样的特点是:中央出现明条纹,两侧对称出现等间隔的明暗相间条纹。而这束红光通过单缝时形成的衍射图样的特点是:中央出现较宽的明条纹,两侧对称出现不等间隔的明暗相间的条纹,且距中央明条纹越远的明条纹的亮度迅速减小,所以衍射图样看上去明暗相间的条纹数量较少,本题正确选项是B项。项目现象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亮度中央条纹最亮,两边变暗清晰条纹,亮度基本相等归纳要点：光的衍射和干涉的异同相同点干涉、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 易错辨析 请你判断下列表述正确与否,对不正确的,请予以更正。1.薄膜干涉是薄膜前、后表面的反射光叠加产生的,所以要观察薄膜干涉条纹,应该从光源一侧观察。2.光的干涉和衍射现象说明了光是波,也能说明光是横波。3.在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂一层薄膜,当薄膜的厚度是光在空气中波长的1/4时,可起到减小反射光强度、增大透射光强度的作用。按Esc键退出返回目录3.错误。薄膜的厚度应是光在薄膜中的波长的 时,在薄膜的两个面上的反射光,光程差恰好等于半波长,因而两者相互抵消,才起到减小反射光强度、增大透射光强度的作用。14答案:1.正确。2.错误。光的干涉和衍射现象说明光是波,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。按Esc键退出返回目录方法探究突破◎提升应用技巧的突破口◎【例题】用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐),图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转,观察到的现象是()。命题研究、光的薄膜干涉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.干涉条纹保持原来形状不变思路点拨:1.光的薄膜干涉中相干光源是如何获得的?2.干涉条纹为什么是水平的?答案:D解析:附着在金属丝圈上的肥皂膜由于受重力作用而上薄下厚,形成劈形膜。无论在竖直平面内怎样旋转金属丝圈,这种劈形膜的厚度变化都和最初一样,故干涉条纹保持原来的形状,选D。规律总结1.薄膜干涉是由于光在薄膜前后两个表面上反射的光引起的,一般来说在不同厚度的薄膜上的光程差不同,所以同一厚度薄膜的两个表面反射的光发生干涉即形成同一条纹。2.薄膜干涉中条纹间距与厚度变化快慢有关,厚度变化越快,条纹间距越小。拓展链接在研究材料A的热膨胀特性时,可采用如图所示的干涉实验法,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,在它们间形成一个厚度均匀的空气膜,现在用波长为λ的单色光垂直照射,同时对A缓慢加热,A均匀膨胀,在B上方观察到B板的亮度发生周期性的变化,当温度为t1时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升到t2时,亮度再一次回到最亮,则()。A.出现最亮时,B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强B.出现最亮时,B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强C.温度从t1升至t2过程中,A的高度增加 4λD.温度从t1升到t2过程中,A的高度增加 2λ答案：BD解析:出现最亮时为B的下表面反射光与A上表面的反射光叠加后加强,A错,B对;薄膜干涉中,当薄膜厚度为光在薄膜中半波长的整数倍,反射光加强,为最亮,因此温度由t1升至t2时,A的高度变化为 ,C错,D对。2λ按Esc键退出返回目录