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1、章末总结 第五章光的波动性 内容索引 知识网络梳理知识构建网络 重点探究启迪思维探究重点 知识网络 光的波动性 条件 两列相同 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 均匀分布的条纹 光的干涉 双缝干涉 明暗条纹产生的条件 亮条纹 r k k 0 1 2 3 暗条纹 r 2k 1 k 1 2 3 条纹间距 x 实验 用双缝干涉测量光的波长 薄膜干涉及应用 频率 明暗相间 光的波动性 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 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 光
2、的衍射 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 偏振 非均匀 横波 特点 方向性好 单色性好 好 覆盖波段宽而且可调谐应用 激光加工 激光全息照相 激光检测 激光通信 激光医学 激光照排 光盘等 激光 光的波动性 强度大 相干性 重点探究 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 产生亮 暗条纹的条件当 r k k 0 1 2 3 时出现亮条纹 当 r 2k 1 k 1 2 3 时出现暗条纹 相邻亮 或暗 条纹间距 x 3 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
3、纹 白光照射时为彩色条纹 4 用双缝干涉测量光的波长相邻亮 或暗 条纹间距 x 得 5 薄膜干涉及特点 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 条纹为水平条纹 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
4、用红光照射 表明红光波长较短 答案 解析 图1 解析题图甲中条纹间距大 由 x 可知 在l和d相同的情况下 x大 则 大 x小 则 小 所以题图乙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 例2劈尖干涉是一种薄膜干涉 其装置如图2甲所示 将一块平板玻璃放置在另一块平板玻璃上 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 任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等 2 任意相邻亮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
5、的干涉条纹A 变疏B 变密C 不变D 消失 答案 解析 图2 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 某一亮条纹或暗条纹的位置就由上 下表面反射光的路程差决定 且相邻亮条纹或暗条纹对应的路程差是恒定的 而该路程差又决定于条纹下对应膜的厚度 即相邻亮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距离变大 所以相邻的亮条纹或暗条纹间距变大 即条纹变疏 A正确 二 单缝衍射与双缝干涉的比较 区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法 1 根据条纹的宽度区分 双缝干涉的条纹是等宽的 条
6、纹间的距离也是相等的 而单缝衍射的条纹 中央亮条纹最宽 两侧的条纹变窄 2 根据亮条纹的亮度区分 双缝干涉条纹 从中央亮条纹往两侧亮度变化很小 而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮 两侧的亮条纹逐渐变暗 A 让a b两种单色光通过相同的单缝衍射实验装置 衍射图样中 中央亮条纹a光比b光宽B 让a b两种单色光通过相同的单缝衍射实验装置 衍射图样中 中央亮条纹b光比a光宽C 由于a光的波长比b光长 所以它们在真空中的传播速度a光较大D 虽然b光的频率比a光高 但它们在同种介质中的传播速度一样大 例3a b两种单色光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样分别如图3中的甲 乙所示 下列说法正确的是 答案 解析 图3 解析根据双缝干涉相邻条纹间距公式可得在其他条件不变的情况下 相干光的波长越长 条纹间距越大 由题图可知a光的波长大于b光的波长 让a b两种单色光通过相同的单缝衍射实验装置 衍射图样中 波长越长的条纹间距越宽 因此中央亮条纹a光比b光宽 故A正确 B错误 因a光的波长大于b光的波长 则a光的频率小于b光的频率 它们在同种介质中的传播速度不一样大 但在真空中a光的速度等于b光的速度 故C D错误
