光的干涉、衍射和偏振

第4课时光的干涉、衍射和偏振第十章机械振动与机械波光电磁波题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振题组答案1.A2.C3.ABD考点梳理答案1．（1）频率振动情况（2）频率相位2．白色彩色3．前后两面相同4．（2）尺寸小（3）①对称③泊松5．（1）某一特定（2）一切方向强度（3）垂直横波题组扣点ldλ题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振考点一光的干涉现象的理解1.光的双缝干涉(1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同.(2)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即Δx＝ldλ.(3)用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白色条纹，两侧为彩色条纹.课堂探究题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振2.光的薄膜干涉(1)如图2所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形.(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加.课堂探究图2题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振(3)原理分析①单色光a.在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍.Δr＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上出现亮条纹.b.在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍.Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹.②白光：薄膜上出现水平彩色条纹.课堂探究题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振(4)薄膜干涉的应用干涉法检查平面的平整程度如图3所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲.课堂探究图3题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究【例1】(2014·江苏单科·12B(1))某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图4甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是________．A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源图4解析在双缝干涉中，相邻亮条纹间的距离Δx＝ldλ，由题图知干涉条纹间距变宽，可增大l、λ或减小d.根据c＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B正确，选项A、C、D错误．B题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究【突破训练1】把一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5所示．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()A．干涉条纹是光在空气尖劈膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧图5题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究解析根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜前后表面反射的两列光叠加而成，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，所以A项对，B项错．因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D项错误．条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C项正确．答案AC题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究【突破训练2】用如图6所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象，图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些食盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是()A．当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°B．当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°C．当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持不变图6题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究解析竖直肥皂膜是由于重力作用产生的上薄下厚的薄膜，所以金属线圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知，同一厚度处的干涉条纹在同一级次上，所形成的干涉条纹都是水平的，与金属线圈在该竖直平面内的转动无关，形成的仍然是水平的干涉条纹，D正确．答案D题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究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不同点亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，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考点二光的衍射现象的理解题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究特别提醒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.2．干涉与衍射的本质：光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究【例2】如图7所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光通过同一个双缝干涉仪形成的干涉图样和黄光、紫光通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分代表亮纹)，那么1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是()1234图7A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究解析由于双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．又双缝干涉条纹的间距Δx＝ldλ，在l、d都不变的情况下，干涉条纹间距Δx与波长λ成正比，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距比蓝光干涉条纹间距大，即1、3分别对应红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，黄光波长比紫光波长长，则黄光的中央条纹较宽较亮，故2、4分别对应紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是红、紫、蓝、黄，选项B正确．答案B题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究【突破训练3】抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图8所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同．观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是()图8A．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，表明抽制的丝变粗D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究解析由于是激光束是越过细丝即绕过障碍物，所以是光的衍射现象，当抽制的丝变细的时候，丝的直径较接近激光的波长，条纹间距就大，A、D对．答案AD题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究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时，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°，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．考点三光的偏振现象的理解题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究特别提醒不能认为偏振片就是刻有狭缝的薄片，偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个偏振方向，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．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．光的偏振现象说明了光波是横波．(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究【例3】如图9所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则()A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮图9思路点拨偏振片A为起偏器，B为检偏器，当A、B的透振方向平行时透过B的亮度最大，垂直时没有光透过．题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究解析自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则B对；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180°后，P处仍无光亮，C错；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，D对．答案BD题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究【突破训练4】光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振课堂探究解析在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，A、B选项反映了光的偏振特性，C是偏振现象的应用，D是光的衍射现象．答案D题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振高考题组12模拟题组345高考模拟1．(2014·浙江·18)关于下列光学现象，说法正确的是()A．水中蓝光的传播速度比红光快B．光从空气射入玻璃时可能发生全反射C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽6题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振高考题组12模拟题组345高考模拟6解析在介质中，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光频率按次序增大，其折射率也增大，根据v＝cn知，水中蓝光的传播速度比红光慢，选项A错误；光从光密介质射入光疏介质时，才可能发生全反射，光从空气射入玻璃时，不会发生全反射，选项B错误；在岸边观察水中的鱼，视深h′＝hn，故视深h′小于鱼的实际深度h，选项C正确；蓝光比红光的波长短，由干涉条纹宽度Δx＝ldλ知，用红光时得到的条纹间距比蓝光的宽，选项D正确．答案CD题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振高考模拟2．(2013·上海·3)白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的()A．传播速度不同B．强度不同C．振动方向不同D．频率不同解析白光是由各种不同颜色的单色光组成的复色光，而光的颜色由频率决定，不同色光，频率不同，D正确．D高考题组12模拟题组3456题组扣点课堂探究高考模拟第4课时光的干涉、衍射和偏振高考模拟3．(2012·江苏·12B(1))如图10所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是()A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变高考题组12模拟题组3456图10解析白炽灯光包含向各方向振动的光，且同各个方向振动的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏