光的干涉、衍射和偏振现象.ppt

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1、第2节光的干涉、衍射和偏振现象考点1：光的干涉的条件的理解【例1】如 图1223 所 示，在 暗 室 中 从 单 色 点 光 源 S直接 射 到 屏 PP 上 的 一 束 光 在 Sb和 Sd之 间，从 S射 到 平 面镜 MN再 反 射 到 屏 PP 上 的 另 一 束 光 在 Ma 和 Nc 之 间(S 是 S在 平 面 镜 MN的 像)关 于 这 时 屏 PP 上 是 否 可能出现明暗相间的条纹，下列说法正确的是()A 不可能 B 可能出现在a、b之间C 可能出现在b、c 之间 D 可能出现在c、d之间图1223【解 析】由 于 S 是 S的 像，可 当 成 两 个 相 干 光 源，从

2、S发 出 的 光 射 到 bd区 域，(似 乎)从 S 射 出 的 光(其实 是 反 射 光)射 到 ac 区 域，故 bc 区 为 共 同 传 播 的 区域，即干涉区，可出现明暗相间的条纹答案：C点 评：光 的 干 涉 的 条 件 是 有 两 个 振 动 相 位 差 恒 定 的波 源，即 相 干 波 源(相 干 波 源 的 频 率 必 须 相 同)形成相干波源的方法有两种：1 利 用 激 光：因 为 激 光 发 出 的 是 单 色 性 极 好的光 2 设 法 将 同 一 束 光 分 为 两 束(这 样 两 束 光 都 来源 于 同 一 个 光 源，因 此 频 率 必 然 相 等)下 图 分

3、别是 利 用 双 缝、楔 形 薄 膜、空 气 膜、平 面 镜 形 成 相 干光源的示意图考点2：双缝干涉中条纹间距和位置的判断方法【例2】频 率 为61014Hz 的 单 色 光 从 S1和 S2投 射 到屏 上，并 且 S1与 S2振 动 相 同 若 屏 上 的 点 P 到 S1与P 到 S2的 路 程 差 为3106m，问 P 点 是 亮 条 纹 还 是 暗条 纹？设 O 为 到 S1和 S2路 程 相 等 的 点，则 PO 间 有几条暗纹？几条亮纹？点 评：本 题 考 查 干 涉 条 纹 亮 纹 与 暗 纹 的 形 成 条 件，同 时 注 意 尽 管 机 械 波 和 光 波 的 产 生

4、本 质 不 同，但都 是 波，具 有 共 同 的 特 性，它 们 的 运 动 变 化 规 律很 相 似，研 究 方 法 和 探 索 技 巧 同 样 适 用，这 样 就可 将 研 究 机 械 波 的 方 法、技 巧、规 律 应 用 到 光 波中去，实现知识的迁移，能力的提高考点3：光的衍射【例3】如 图1224 所 示 的 四 种 明 暗 相 间 的 条 纹，分 别是 红 光、蓝 光 各 自 通 过 同 一 个 双 缝 干 涉 仪 器 形 成 的 干涉 图 样 以 及 黄 光、紫 光 各 自 通 过 同 一 个 单 缝 形 成 的 衍射 图 样(黑 色 部 分 表 示 亮 纹)则 在 下 面 的

5、 四 个 图 中 从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()A 红黄蓝紫 B 红紫蓝黄 C 蓝紫红黄 D 蓝黄红紫图1224【解 析】双 缝 干 涉 条 纹 平 行 等 距，且 波 长 越 大，条纹 间 距 越 大，而 红 光 波 长 大 于 蓝 光 波 长，故 第 一 幅图 为 红 光，第 三 幅 图 为 蓝 光；又 由 于 黄 光 波 长 比 紫光 波 长 大，故 第 四 幅 图 为 黄 光 的 衍 射 图 样，第 二 幅为紫光的衍射图样答案：B考点4：光的偏振【例4】有 关 偏 振 和 偏 振 光 的 下 列 说 法 中 正 确 的 有()A 只 有 电 磁 波 才 能 发 生 偏 振，机 械

6、 波 不 能 发 生 偏振B 只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振C 自 然 界 不 存 在 偏 振 光，自 然 光 只 有 通 过 偏 振 片才能变为偏振光D 除 了 从 光 源 直 接 发 出 的 光 以 外，我 们 通 常 看 到的绝大部分光都是偏振光【解 析】机 械 波 中 的 横 波 能 发 生 偏 振 自 然 光 不 一定非要通过偏振片才能变为偏振光答案：BD点 评：光 的 偏 振 问 题 主 要 有 两 类：一 是 检 偏 器 与 起偏 器 的 使 用，分 析 通 过 偏 振 片 光 强 度 的 变 化；二 是偏 振 现 象 的 应 用，多 与 实 际 问 题 相 联 系 分 析

7、 这 类问题关键是理解偏振的概念和偏振片的作用题型一：干涉图样和衍射图样【例5】在 光 的 单 缝 衍 射 实 验 中 可 观 察 到 清 晰 的 亮暗 相 间 的 图 样，下 列 四 幅 图 片 中 属 于 光 的 单 缝 衍 射图样的是()A a、c B b、c C a、d D b、d图1225【解 析】a 为 双 缝 干 涉 图 样，b、d为 单 缝 衍 射 图 样(对比 看b 应 为 某 单 色 光 的 衍 射 图 样，d应 为 白 光 的 衍 射 图样)，c 应 该 为 教 材 中 的 水 波 的 衍 射 图 样 综 上 所 述 正确答案为D.答案：D点 评：(1)光 照 射 到 一

8、 个 狭 缝 上 产 生 的 衍 射 叫 单 缝 衍射(2)用 小 圆 屏 进 行 衍 射 实 验，满 足 一 定 条 件 时，衍射图样是在圆盘的阴影中心出现泊松亮斑(3)若 用 小 圆 孔 进 行 衍 射 实 验，衍 射 图 样 是 一 系 列同心圆环题型二：光的干涉与实际生活相结合的应用【例6】把 一 个 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1226 所 示，这 时 可 以 看 到 亮 暗 相 间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是()A 将 薄 片 向 着 劈 尖 移 动

9、 使 劈 角 变 大 时，条 纹 变 疏 B 将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏C 将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D 将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动图1226条 纹 变 密 同 理，当 上 玻 璃 板 平 行 上 移 时，易 得A C CA 为 平 行 四 边 形，所 以 条 纹 向 劈 尖 移 动，且 间距不变答案：BC点 评：本 题 主 要 考 查 薄 膜 干 涉 的 应 用 之 一，检 查 工件 的 平 整 程 度 熟 悉 等 厚 干 涉 条 纹 是 均 匀 的，知 道条纹间距的决定因素，就可以得出正确答案思 维 拓 展：利 用 薄 膜 干 涉 现 象 可 以 制 作

10、增 透 膜，如在 透 镜 表 面 镀 一 层 厚 度 均 匀 的 介 质 薄 膜，要 求 介 质的 折 射 率 小 于 制 作 透 镜 的 玻 璃，厚 度 等 于 黄 绿 色 光在 介 质 中 传 播 时 的 波 长 的 四 分 之 一，这 样 从 介 质 膜后 表 面 反 射 的 光 和 从 介 质 膜 前 表 面 反 射 的 光 恰 好 相差 半 个 波 长，干 涉 结 果 相 互 抵 消，即 反 射 光 的 强 度大 大 提 高 在 光 学 仪 器 上，包 括 人 的 眼 镜 镜 片 都 已经广泛使用了增透膜1.(2011 天 津)甲、乙 两 单 色 光 分 别 通 过 同 一 双 缝

11、干涉 装 置 得 到 各 自 的 干 涉 图 样，设 相 邻 两 个 亮 条 纹 的中 心 距 离 为 x，若 x甲 x乙，则 下 列 说 法 正 确 的是()A 甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生B 真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C 甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D 在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光BD2.(2011 北 京)如 图1227 所 示 的 双 缝 干 涉 实 验，用绿 光 照 射 单 缝 S时，在 光 屏 P 上 观 察 到 干 涉 条 纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()A 增大S1与S2的间距B 减小双缝屏到光屏的距离C 将绿光换为红光D 将绿光换

12、为紫光图1227C3.(2012 全 国 理 综)在 双 缝 干 涉 实 验 中，某 同 学 用黄 光 作 为 入 射 光，为 了 增 大 干 涉 条 纹 的 间 距，该同学可以采用的方法有()A 改用红光作为入射光 B 改用蓝光作为入射光C 增大双缝到屏的距离 D 增大双缝之间的距离AC4.(2011 北 京 四 中 模 拟)下 面 是 四 种 与 光 相 关 的 事 例，其中与光的干涉有关的是()A 用光导纤维传播信号B 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度C 一束白光通过三棱镜形成彩色光带D 水面上的油膜呈现彩色BD【解 析】A 项 是 光 的 全 反 射，C 项 是 光 的 色 散

13、，只有B 项和D 项是光的干涉5.(2011 湖 北 黄 冈 模 拟)关 于 双 缝 干 涉 实 验，若 用 白光作光源照射双缝，以下说法正确的是()A 屏 上 会 出 现 彩 色 干 涉 条 纹，因 为 白 光 是 由 波 长不同的各种颜色的光组成的B 当 把 双 缝 中 的 一 条 缝 用 不 透 光 的 板 遮 住 时，屏上 将 出 现 宽 度 不 同、中 间 是 白 色 条 纹 的 彩 色 衍 射 条纹C 将 两 个 缝 分 别 用 黄 色 滤 光 片 和 蓝 色 滤 光 片 遮 住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹D 将 两 个 缝 分 别 用 黄 色 滤 光 片 和 蓝 色 滤 光

14、 片 遮 住时，屏上无亮光ABC【解 析】本 题 考 查 光 的 干 涉 和 衍 射，A 正 确；当 把双 缝 中 的 一 条 缝 用 不 透 光 的 板 遮 住 时，屏 上 出 现 的是 单 缝 衍 射 条 纹，B 正 确；两 个 缝 分 别 用 黄 色 滤 光片 和 蓝 色 滤 光 片 遮 住 时，透 过 滤 光 片 的 分 别 是 黄 色光 和 蓝 色 光，它 们 的 频 率 不 同，不 能 叠 加 形 成 干 涉条纹，但屏上有亮光，故C 正确，D 错 6.一 束 复 色 光 以 入 射 角 i 从 玻 璃 界 面 MN射 向 空 气 时分成a、b、c 三束光，如图1229 所示，则()A 在玻璃中a光速度最大B 用 同 一 装 置 做 光 的 双 缝 干 涉 实 验 时，c 光 相 邻 的干涉条纹间距最大C 发生全反射时b光的临界角比a光大D 若逐渐增大入射角i，c 光将首先返回玻璃中 图1229AD【解 析】由 题 图 可 知 三 种 单 色 光 的 折 射 率nc nb na，因 此 三 种 单 色 光 的 频 率 c b a，可判断A、D 正确