2014-2015学年高中物理第五章光的波动性章末整合课件教科版选修3-4

第五章光的波动性章末整合高中物理·选修3-4·教科版网络构建光的干涉双缝干涉条件：两列频率相同、相位差恒定、振动情况相同的光实验装置：双缝干涉实验仪干涉图样：单色光是明暗相间、均匀分布的条纹明暗条纹产生的条件明条纹：Δr＝kλk＝0，±1，±2，±3，…暗条纹：Δr＝2k－1λ2k＝0，±1，±2，±3，…条纹间距：Δx＝ldλ实验：用双缝干涉测量光的波长薄膜干涉及应用光的衍射发生明显衍射的条件：孔或障碍物的尺寸与光的波长相差不多甚至比光的波长还要小衍射图样：单色光是明暗相间、非均匀分布的条纹与干涉图样进行区分实例：单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射泊松亮斑偏振线偏振光与自然光的区别线偏振光的获得方法：1用偏振片；2让反射光与折射光垂直，则它们都成为线偏振光偏振现象说明光是横波激光特点：强度大、方向性好、单色性好、相干性好、覆盖波段宽而且可调谐应用：激光加工、激光全息照相、激光通信、激光检测、激光医学、激光照排、光盘等光的波动性分类突破一、光的干涉1．产生干涉的条件：两列频率相同、相位差恒定、振动情况相同的光．2．产生明暗条纹的条件：当Δr＝kλ时出现明条纹；当Δr＝(2k－1)λ2时出现暗条纹(其中k＝0，±1，±2……)．相邻明(或暗)条纹间距：Δx＝ldλ3．双缝干涉图样的特点：单色光照射时为间距相同的明暗相间的条纹，白光照射时为彩色条纹．分类突破4．双缝干涉法测光波的波长：相邻明(或暗)条纹间距Δx＝ldλ，得：λ＝Δxdl.5．薄膜干涉(1)薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的光在光源这一侧干涉形成的．(2)同一条纹上的点厚度相同，所以若用肥皂薄膜做实验，条纹为横条纹．【例1】如图1所示为双缝干涉实验，甲图为用绿光照射时的结果，a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹；乙图为换用另一种单色光照射的结果，a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，以下说法正确的是()分类突破图1A．乙图可能是用红光照射，表明红光波长较长B．乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较长C．乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较短D．乙图可能是用红光照射，表明红光波长较短分类突破解析由题图知甲图中条纹间距大，由Δx＝ldλ可知，在l和d相同的情况下，Δx大，则λ大；Δx小，则λ小；所以乙图中所用单色光波长较短，因紫光比绿光波长短，故选项C正确．答案C【例2】利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d＝0.4mm，双缝到光屏间的距离l＝0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图2中(a)、(b)所示给出，则：分类突破图2(1)分划板在图2中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA＝__________mm，xB＝__________mm，相邻两条纹间距Δx＝__________mm；(2)波长的表达式λ＝________(用Δx、l、d表示)，该单色光的波长λ＝________m；(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”)．分类突破分类突破解析游标卡尺读数时：一要注意精确度，二要注意读数时主尺读数应为游标尺零刻度线所对主尺位置的读数；三要注意单位，无论是主尺读数还是游标尺读数要以mm为单位读取．本题中还要注意主尺上的数字单位是cm，不是mm.从λ＝dlΔx可知，波长越长的光，干涉条纹间距越大．根据频率、光速与波长的关系可知，频率越大的光，波长越短，所以干涉条纹间距越小．答案(1)11.115.80.78(2)dlΔx6.2×10－7(3)变小【例3】劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图3甲所示．将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，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所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下看到的干涉条纹()分类突破图3A．变疏B．变密C．不变D．消失分类突破解析由薄膜干涉的原理和特点可知，干涉条纹是由膜的上、下表面反射的光叠加干涉而形成的，某一明条纹或暗条纹的位置就由上、下表面反射光的路程差决定，且相邻明条纹或暗条纹对应的该路程差是恒定的，而该路程差又决定于条纹下对应膜的厚度，即相邻明条纹或暗条纹下面对应的膜的厚度也是恒定的．当抽去一纸片后，劈形空气膜的劈尖角(上、下表面所夹的角)变小，相同的厚度差对应的水平间距离变大，所以相邻的明条纹或暗条纹间距变大，即条纹变疏．答案A正确.答案A分类突破二、单缝衍射与双缝干涉的比较分类突破两种现象比较项目单缝衍射双缝干涉不同点产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发生频率相同的两列相干光波相遇叠加条纹特点条纹宽度和亮度不等，中央条纹最宽最亮，两侧条纹逐渐变窄变暗条纹宽度相等，各条纹间距相等，亮度基本不变相同点都是明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果；都是波特有的现象，表明光是一种波【例4】如图4所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是()图4分类突破A．a、b是光的干涉图样B．c、d是光的干涉图样C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短分类突破解析干涉条纹是等间距的条纹，因此，a、b图是干涉图样，c、d图是衍射图样，故A项正确，B项错误；由公式Δx＝ldλ可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a图样的光的波长比b图样的光的波长长，故C项错误；c图样的光的波长比d图样的光的波长长，故D项错误．答案A