《2015名师导学物理一轮课件 第十二章 光 电磁波与相对论12.2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015名师导学物理一轮课件 第十二章 光 电磁波与相对论12.2（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第 2节 光的波动性 一、光的波动性 17 世纪惠更斯提出的波动说，认为光是在空间传播 的某种波 纪初，人们成功地观察到了光的 _ _ _ 现象，从而证明了波动说的正确性 二、光的干涉 1 双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是相同的相干光波屏上某点到双缝的路程差是 _ _ _ 处出现亮纹，是半波长的_ _ _ 处出现暗纹相邻的两条明条纹 ( 或暗条纹 )之间的距离 x 与波长 、双缝间距 d 及屏到双缝距离 L 的关系为 _ _ _ 干涉和衍射 波长整数倍 奇数倍 x 2 薄膜干涉：利用薄膜 ( 如肥皂液薄膜 ) _ _ _ 反射的光相遇而形成的，图样的特点是：同一条亮
2、( 或暗 ) 条纹上所对应的薄膜厚度 _ _ _ ，单色光照射在薄膜上形成 _ _ _ 的条纹，白光照射在薄膜上形成 _ _ _ 条纹 3 应用：测光的波长，检查表面平整度，增透膜，全息摄影等 三、光的衍射 1 _ _ _ 的现象叫光的衍射 2 发生明显衍射的条件：只有在障碍物或 孔的尺寸比光的波长 _ _ _ 的条件下，才能发生明显的衍射现象 前后两面 相同 明暗相间 彩色 光离开直线路径绕到障碍物阴影里 小或者跟波长差不多 3 泊松亮斑：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑 ( 在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环 ) 4 常见的衍射现象有 _ _ _ ， _ _ _和泊
3、松亮斑等 5 单缝衍射图样特点：若是单色光，则中央条纹_ _ _ ，两侧为不等间隔的明暗相间的条纹，其亮度和宽度依次减小；若是白光则中央为 _ _ _ 色亮条纹，且最宽 最亮，两边为 _ _ _ 色条纹 单缝衍射 圆孔衍射 最宽最亮 白 彩 四、光的偏振 1 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 _ _ _ 的方向振动，叫偏振光图 ( b ) 中 P 为起偏器， Q 为检偏器自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射光和
4、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如图 ( a ) 我们通常看到的绝大多数光都是偏振光 3 光的偏振也证明了光是一种波，而且是 _ _ _波各种电磁波中电场 E 的方向、磁场 B 的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直 一个特定 横 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，将 E 的振动称为光振动 5 应用：利用偏振滤光片摄影、观看立体电影等 五、光的色散 1 实验表明，一束白光进入棱镜而被折射后，在屏上的光斑是彩色的，说明光在折射时发 生了色散 白光在发生干涉和衍射时，也能发生色散 2 光谱：各种色光按其波长的大小
5、有序排列就是光谱从红光 紫光，光波的波长逐渐变小 3 光发生色散的实质：是由于各种色光的波长( 或频率 ) 不同光通过棱镜折射后由于波长 ( 或频率 )不同和折射率不同而分开，而在干涉或衍射现象中光发生叠加后，由于 光的波长 ( 或频率 ) 不同而产生的干涉或衍射图样条纹宽度、间距不同而分开 六、激光 1 由来：是一种人工产生的相干光 2 特点：激光频率单一，相干性非常好；平行度高；激光的强度大，亮度高 3 应用广泛： 产生明显的干涉，全息照相 ( 频率单一相干性好 ) 利用激光通过光导纤维实现通讯 ( 利用相干性好进行 “ 调制 ” ；频率高，信息携带量大；能量集中，衰减慢 ) 激光雷达测距
6、测速 ( 平行度好，结合多普勒 效应 ) 、 机， 取或刻录光盘 ( 平行度好，能量集中 ) 医学上 “ 激光刀 ” ，军事 上的激光武器，新能源中的可控核聚变 ( 光强度大、能量集中 ) 题型一：对光的波动现象的认识 例 1 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是 ( ) A 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物， 可使景象清晰 C 在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象 D 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 【思路点拨】 对光的波动性相关的各种光现象要注意理解区分 【解析】 用透明的标
7、准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象， A 错；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，滤去了水面的反射光，使影像清晰， B 对；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象， C 错；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象， D 正确 【 答案 】 型二：双缝干涉的成因及条纹间距公式的理解应用 例 2 如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为 10 7m ，屏上 P 点距双缝 2的路程差为 10 7m ，则在这里出现的应是 _( 选填 “ 明条纹 ” 或 “ 暗条纹 ” ) 现改用波长为 10 7m 的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将 _(
8、 选填 “ 变宽 ” 、 “ 变窄 ”或 “ 不变 ” ) 【思路点拨】 应用 x 时，应明确各字母所代表的物理量 【解析】 由 0 知，波程差是半波长的奇数倍，是暗条纹由 x 变大， x 变大，条纹间距变宽 【 答案 】 暗条纹 变宽 题型三：薄膜干涉的分析与应用 例 3 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，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，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点： 任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等； 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
9、中抽 去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察的干涉条纹 ( ) A变疏 B变密 C不变 D消失 【思路点拨】 对于薄膜干涉，关键在于明确干涉条纹是由空气膜前后表面反射的两列波叠加形成的，再利用干涉相关知识解决问题 【解析】 薄膜干涉是由空气膜前后表面反射两列光发生的干涉现象，抽去一张纸片后，空气膜厚度减小，厚度差相同的间距变宽，故干涉条纹变疏，选 A. 【 答案 】 A 题型四：光的折射、全反射与光的波动性综合问题 例 4 如图所示， a 、 b 两种单色光沿 不 同方向射向玻璃三棱镜，经三棱镜折 射后 沿同一方向射出，下列说法正确的 是 ( ) A 在玻璃中， a 光传
10、播速度较大 B 若 a 为绿光，则 b 可能为黄光 C 光从玻璃射向空气时， a 光发生全反射的临界角较小 D 若用同一干涉装 置做实验，则 a 光的干涉条纹间距较小 【思路点拨】 解决此类问题一定要明确光的波长、频率、介质中波速、折射率、临界角等物理量之间的关系 【解析】 a 、 b 光由玻璃射向空气时，折射 角相同，由折射定律可知，入射光入射角越大，该光对应的折射率越小，故 a 光在玻璃中的折射率小于 b 光在玻璃中的折射率，即 项 A 正确；红橙黄绿蓝靛紫七种单色光在同一介质中的折 射率依次增大，若 a 为绿光，则 b 可能为蓝光、靛光或紫光，选项 B 错误；由全反射的规律知 n 1，又
11、因为 b ，用同一干涉装置做实验时 l 、 d 相同，故此时 a 光的干涉条纹间距较大，选项 D 错误 【 答案 】 A 【方法与知识感悟】 解答此类问题的一般思路如下： (1) 由光路图和光的折射定律确定题中各色光的折射率大小关系； (2) 由各色光中频率越大的光在同一介质中的折射率越大的关系，确定频率大小关系； (3) 由公式 c f 可确定波长大小关系，从而分析其波动现象 1 ( 多选 ) 以下关于光的说法 正确的是 ( ) A 分别用红光和紫光在同一装置上做干涉实验，相邻红光干涉条纹间距小于相邻紫光干涉条纹间距 B 雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象 C 水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现
12、象 D 医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体的内脏器官的内部它利用了光的全反射原理 【解析】 根据 x 因红光波长较长，故相邻红光条纹间距大， A 错；雨后天空出现的彩虹是由光的折射和色散综合的结果， B 错； 水面油膜呈现彩色条纹是白光在油膜前后两表面的反射光相遇叠加的结果，属 于干涉，故 C 正确；医学上用光导纤维制成内窥镜，应用的是全反射原理， D 正确 2 ( 多选 ) 在光的双缝干涉实验中，如果只改变一个条件，以下说法正确的是 ( ) A 使双缝间距变小，则条纹间距变宽 B 使屏与双缝距离变小，则条纹间距变宽 C 将入射光由绿光改为红光，则条纹间距变宽 D 将入射光由绿光改为紫光
13、，则条纹间距变宽 【解析】 在双缝干涉中，条纹间距 x 其中 L 为屏与双缝距离， d 为双缝间距， 为光的波长，又红光波长大于绿光，绿光波长大于紫光，所以 A 、C 对 3 ( 多选 ) 如图， P 是一偏 振片， P 的透振方向 ( 用带箭头 的实线表示 ) 为竖直方向 . 下列 四种入射光中，哪几种照射 P 时能在 P 的另一侧观察到透射光 ( ) A 太阳光 B 沿竖直方向振动的光 C 沿水平方向振动的光 D 沿与竖直方向成 45 角振动的光 【解析】 太阳光是自然光，包含沿一切方向振动的光， A 对、 B 对；沿水平方向振动的光与透振方向垂直，不能观察到透射光， C 错；沿与竖直方向成 45 角振动的光，有一个沿透振方向的分量，可以观察到透射光，只是强度小一些， D 对 【巩固基础】 1 ( 多选 ) 以下关于光的说法正确的是 ( ) A 光纤通信利用了光的全反射原理 B 无色肥皂液吹出的肥皂泡在空中呈彩色其成因与雨后天空的彩虹相同 C 人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的衍射图样 D 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱来自橱窗玻璃表面的反射光 2 如图所示，在双缝干涉实 验中，若把单缝 S 从双缝 中央对称轴位置处稍微向上移动 ， 则 ( ) A 不再产生干涉条纹 B 仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹的位置不变 C 仍可产生
