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1、第 1 页 共 7 页高三高考复习难点精讲：光的波动性目的要求：了解光的“微粒说”与“波动说” ，熟悉相干条件。掌握双缝干涉的特征及规律、条纹分布情况及明、暗纹位置特征。熟悉薄膜干涉的特征及其应用。掌握产生明显衍射现象的条件及条纹特征熟悉电磁波谱和各种电磁波的产生机理、基本特征及应用类型。熟悉光电效应现象所遵循的基本规律。了解光的波粒二象性。过程及内容：第 1 课时：光的波动性基础知识 一、须保证 r 相同） 。利用激光；将一束光分为两束。2双缝干涉的定量分析如图所示，缝屏间距 L 远大于双缝间距 d，O 点与双缝 间距，则当双缝中发出光同时射到 O 点附近的 P 点时，两束光波的路程差为 =
2、r22+(x 2)2， 2+(x+ 2d)d 和 Lx，可得 = ，则当 =k（k=0，1 ，2，）时，两束光叠加干涉加强；当 =(2k1) 2(k=1，2 ，3，)时，两束光叠加干涉减弱，据此不难推算出（1 ）明纹坐标 x=k （k=0，1，2 ，）（2 ）暗纹坐标 x=(2k1) （k=1，2，）（3 ）条纹间距 x= 论：由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，即 =处的光互相加强，出现亮条纹；当到达某点的路第 2 页 共 7 页程差为半波长奇数倍时，既 =)12(n，该点光互相消弱，出现暗条纹；条纹间距离与单色光波长成正比 ，所以用
3、白光作双缝干涉实验时，屏的中央是白色亮纹，两边是彩色条纹，离中央白色亮纹最近的是紫色亮纹。 【例 1】 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上 P 点的距离之差 06 m，若分别用频率为 751014单色光垂直照射双缝，则 P 点出现明、暗条纹的情况是（）A单色光 别照射时，均出现明条纹B单色光 别照射时，均出现暗条纹c单色光 射时出现明条纹，单色光 射时出现略条纹D单色光 射时出现暗条纹，单色光 射时出现明条纹解析：如图所示，双缝 2 ，到光屏上任一点 P 的路程之差 d2，当 d 等于单色光波长的整数倍时由 出的光在 P 点互相加强，P 点出现明条纹，当 d 等于单色光半个波长的奇数倍时这样由 出
4、的光在 P，互相抵消，出现暗条纹本题中单色光 波长为 1C 6m，单色光 波长为2 C 4 d=1 、d=31/2 答案： 膜干涉：由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹，两列反射波的路程差 T，等于薄膜厚度 d 的两倍，即 T=2d。 由于膜上各处厚度不同，故各处两列反射波的路程差不等。 若：T=2d=n(n=1，2，)则出现明纹。 T=2d=(2(n=1，2，)则出现暗纹。 应注意：干涉条纹出现在被照射面。【例 2】 如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法中正确的是（ ）人从右侧向左看，可看到彩色条纹 B人从左侧向右看，可看到彩色条纹C彩色条纹平行排列
5、D彩色条纹竖直排列解析：白光从左侧照射到薄膜上经两个表面反射回来的光相遇产生干涉现象这样人从左侧向右看可以看到彩色条纹。故选 B 弃 A由于薄膜从上到下逐渐变厚，且同一水平线上厚度相同，两列反射光叠加时振幅相同，故彩色条纹是水平的，选 C 弃 D 答案：）透镜增透膜：透镜增透膜的厚度应是透射光在薄膜中波长的 14 倍。使薄膜前后两面的反射光的光程差为波长的一半，(T=2d= ，得 d=)，故反射光叠加后减弱，从能量的角度分析 E 入=E 反+E 透+E 吸。 在介质膜吸收能量不变的前提下，若 E 反=0，则 E 透最大。增强透射光的强度。 （2 ） “用干涉法检查平面”：如图所示，两板之间形成
6、一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的。 如果某处凸起来，则对应明纹(或暗纹) 提前出现，如图甲所示；如果某处凹下，则对应条纹延后出现，如图乙所示。(注：“提前”与“延后” 不是指在时间上，而是指第 3 页 共 7 页由左向右的顺序位置上。 )例 3劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图（1 ）所示 一端夹入两张纸片，上往下看到干涉条纹如图（2） 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）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， 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
7、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差，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， 正确. 【例 4】市场上有种灯具俗称 “冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆，商店等处，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(例如氟化镁) ，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。 以 表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为： 使膜能消除不镀
8、膜时玻璃表面反射回来的热效应，即让膜的前后两表面反射光叠加作用减弱,为减小反射的热效应显著的红外线，则要求红外线在薄膜的前后表面反射后叠加作用减弱，即光程差为半波长的奇数倍，故膜的最小厚度为红外线在该膜中波长的1/4。 【答案 】的波长、波速和频率的关系 Vf。光在不同介质中传播时，其频率 f 不变，其波长 与光在介质中的波速 V 成正比色光的颜色由频率决定，频率不变则色光的颜色也不变。二、光的衍射。光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象2泊松亮斑：当光照到不透光的极小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑。当形成泊松亮斑时，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的
9、圆环。各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。4产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比或比光的波长小小结：光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，但存在明显的区别：单色光的衍射条纹与干涉条纹都是明暗相间分布，但衍射条纹中间亮纹最宽，两侧条纹逐渐变窄变暗，干涉条纹则是等间距，明暗亮度相同。 白光的衍射条纹与干涉条纹都是彩色的。【例 5】某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象第 4 页 共 7 页后，总结出以下几点， 【答案】 6】平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，下列说法中正确的有 条纹间的间距是均匀的，泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是
10、不均匀的 解：从课本上的图片可以看出：A、B 选项是正确的，C、D 选项是错误的。 ）自然光。太阳、电灯等普通光源直接发出的光，包含垂直于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强度都相同，这种光叫自然光。（2 ）偏振光。自然光通过偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定的方向振动，叫偏振光。自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射和折射光之间的夹角恰好是 90，这时，反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直。我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。（3 ）只有横波才有偏振现象。光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。各种电磁波中电场 E 的方向
11、、磁场 B 的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直。（4 ）光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度 E 引起的，因此将 E 的振动称为光振动。【例 7】如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片 P 和 Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片 ，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明： 析】太阳光或白炽灯发出的光是自然光，它包含有垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，且沿着各个振动方向的光强相同。当这种光经过偏振片后，就变成了偏振光，即只有振动方向与偏振片透振方向平行的光通过了偏振片 P，形成偏振光，这种偏振光传到偏振片 Q 时，当偏振片 P 和 Q 透振方向平行时，会完全穿
12、过，垂直时不会穿过，透射程度与二偏振片的透振方向间的夹角有关，因此才出现题中所述的现象，该现象说明：光是一种横波。 【答案】B【例 8】有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有 们通常看到的绝大部分光都是偏振光 解：机械能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。本题应选 、光的电磁说光振动垂直于纸面光振动在纸面第 5 页 共 7 页1、光的干涉与衍射充分地表明光是一种波，光的偏振现象又进一步表明光是横波。麦克斯韦对电磁理论的研究预言了电磁波的存在，08m/s，这和当时测出的光速 08m/s 非常接近，在此基础上麦克斯韦提出了光在本质上是一种电磁波，这就是所谓的光的电磁说。赫兹
13、用实验证实了电磁波的存在，并测出其波长与频率，进而得到电磁波的传播速度，用实验证实了光的电磁说。2电磁波按波长由大到小的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射级、 射线，除可见光外，相邻波段都有重叠。3无线电波是自由电子振荡产生的，红外线可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的，x 射线是原子的内层电子受到激发后产生的， 射线是原子核受到激发后产生的外线、X 射线的性质及应用。种 类 产 生 主要性质 应用举例红外线 一切物体都能发出 热效应 遥感、遥控、加热紫外线 一切高温物体能发出 化学效应 荧光、杀菌、合成 线 阴极射线射到固体表面 穿透能力强 人体透视、金属探伤物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长 m 和物体温度 T 之间满足关系：m T = b
