《2018高三物理一轮复习 14.2 光的波动性精品课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018高三物理一轮复习 14.2 光的波动性精品课件（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2课时 光的波动性,一、光的干涉 1杨氏双缝干涉实验： 单缝：获取一束_的波 双缝：将一束频率一定的波分为两相干光源,频率一定,托马斯杨巧妙地解决了相干光源的问题，成功地观察到干涉现象，并用波动理论解释了干涉现象现在的实验条件下，可以取消单缝，改用单色性好的激光直接照射双缝就能观察到干涉现象,条纹特征：(1)单色光照射：明暗相间，平行 等距条纹间距跟光的波长成_ (2)白光照射：中央亮纹为_，其余为 _条纹,正比,白色,彩色,2薄膜干涉 光射到薄膜上，被膜的前后表面分别反射的两列反射光波的频率和入射光频率相同，因此这两列光波为_在薄膜上某厚度处，两列光波叠加后加强，该处出现亮纹，在另一厚度处
2、，两列光波叠加后互相削弱，于是出现暗纹 应用：检查平面，增透膜,相干光,二、光的衍射 光离开_的路径绕到障碍物背后的现象叫光的衍射，例如单缝衍射，圆孔衍射光在任何情况下，都会发生衍射现象，但在障碍物或孔与光的波长差不多，或者比光的波长小时，才会发生明显的衍射现象光的衍射有力地说明了光是一种波,直线传播,三、光的偏振 自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的强度都相同，这种光叫做自然光,偏振光：自然光通过偏振片时，只有振动 方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能 通过，也就是说，通过偏振片的光波，在 垂直于传播方向的平面上，只沿着一个
3、 _振动，这种光叫做偏振光,特定的方向,光的偏振现象说明光是一种_ 应用：立体电影等,横波,四、光的电磁本性 麦克斯韦根据光波的波速与电磁波的波速在数值上相同，提出了光波也是一种电磁波，赫兹用实验证明了电磁波的存在，做了一系列有关电磁波的反射、折射、偏振、干涉、衍射的实验，结果充分说明光波是一种电磁波,电磁波谱按波长由大到小排列：无线电波、红外线、紫外线、X射线、射线，其产生机理和特点如下表：,五、光谱和光谱分析,六、激光 1激光的特点 (1) _ (2) _ (3) _,相干性好,平行度好,亮度高,2激光的作用 (1)利用激光的相干性进行信息的传递例如激光光纤通信 (2)利用激光的平行度好进
4、行精确测量和数据采集 (3)利用激光的亮度高进行激光切割和焊接,一、白光的双缝干涉条纹为什么是彩色的？ 对白光的双缝干涉现象，应明确以下几点： 1白光是由不同频率的单色光组成的不同频率的单色光之间不能发生干涉现象，但从两双缝射出的白光中，相同频率的单色光之间能够发生干涉现象,二、衍射条纹的特点 单色光照射单缝时，屏上出现中间宽的亮条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹的宽度比中央亮纹窄；白光照射时，屏上出现中间宽且亮的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹,单色光照射圆孔时，屏上出现明暗相间的不等距环形衍射条纹 当单色光照射小圆板时，在圆板的阴影中心出现的亮斑叫泊松亮斑当形成泊松亮斑时，圆板阴影的边缘是模
5、糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的环形衍射条纹,一、光的干涉现象的分析与计算 如右图所示，在双缝干涉实 验中，S1和S2为双缝，P是光 屏上的一点，已知P点与S1、 S2距离之差为2.1106 m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？,(1)已知A光在折射率为n1.5的介质中波长为4107 m. (2)已知B光在某种介质中波长为3.15107 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37.,【答案】 (1)A光在P处为暗条纹 (2)B光在P处为亮条纹,【点评】 这类题型的主要思路是：看路程差是波长的整数倍，还是半波长的奇数倍，若为前者，则为亮条纹，若为后
6、者，则为暗条纹,1用干涉法检查工件表面的质量，产生的干涉条纹是一组平行等距的直条纹若劈尖的上表面向上平移，如下图所示，则干涉条纹间距将( ),A变大 B变小 C不变 D无法确定 【答案】 C,二、光的衍射现象的分析 沙尘暴是由于土地沙化引起的一种恶劣的气象现象发生沙尘暴时，能见度只有几十米，天气变黄发暗这是情况主要是由于太阳光中( ) A只有波长较短的一部分光才能到达地面 B只有波长较长的一部分光才能到达地面 C只有频率较大的一部分光才能到达地面 D只有能量较大的光子才能到达地面,【解析】 在晴朗的天气里，天空看起来是蔚蓝色的，这是因为空气中的浮尘颗粒很小、数量较少，只有少部分频率较高的光线被
7、尘埃颗粒散射，大部分光线均能顺利到达地面,而在发生沙尘暴时，空气中悬浮颗粒增大，数量很多，它们阻挡太阳光到达地面，这时只有频率较低，波长较长的光能发生衍射，即绕过沙尘到达地面， 天空看起来自然会变黄发暗 【答案】 B,2抽制细丝时可用激光监控其粗细，如下图所示激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同，则( ),A这是利用光的干涉现象 B这是利用光的偏振现象 C如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了 D如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了,【解析】 由于是激光束越过细丝，也就是通过障碍物所以为光的衍射现象，当抽制的丝细了的时候丝的直径较接近激光的波长，衍射现象明显故选D. 【答
8、案】 D,(2009年高考上海单科)光强传感器对接收到的光信号会产生衰减，且对于不同波长的光衰减程度不同，可以用表示衰减程度，其定义为输出强度与输入强度之比，即I出/I入，如下图所示表示与波长之间的关系,命题研究,当用此传感器分别接收A、B两束光时，传感器的输出强度正好相同，已知A光的波长A625 nm，B光由B1605 nm和B2665 nm两种单色光组成，且这两种单色光的强度之比IB1IB223，由图可知A_；A光强度IA与B光强度IB之比为_,【答案】 0.35 2738,本题失分较多，原因如下： (1)不能通过波长找出其衰减程度 (2)不能通过题中给出的信息找出IA与IB的关系式利用图
9、象获取信息，处理分析数据是近年高考的热点，在力、热、电、光各个学科中都出现了类似的题目,(2008年高考上海卷)用如右图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( ),A当金属丝圈旋转30时干涉条纹同方向旋转30 B当金属丝圈旋转45时干涉条纹同方向旋转90 C当金属丝圈旋转60时干涉条纹同方向旋转30 D干涉条纹保持原来状态不变,【解析】 由于重力的作用，薄膜形成上薄下厚的楔形，薄膜干涉是等厚干涉，厚度相同的点在一条水平线上将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋
10、转，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，厚度相同的点仍在原水平线上，故干涉条纹保持原来的位置不变，D项正确 【答案】 D,1人类对光的本性的认识经历了曲折的过程下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是( ) A牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的 B光的双缝干涉实验显示了光具有波动性 C麦克斯韦预言了光是一种电磁波 D光具有波粒二象性,【解析】 牛顿的“微粒说”认为光是一种物质微粒，是宏观上的粒子；爱因斯坦的光子说认为光是一份一份的，每一份是一个光子，它是从微观上来说明光子的，故A错；,光的干涉和衍射证明光是一种波，那时人们习惯以机械波的模型去认识光波，到19世纪60年代
11、，麦克斯韦预言了光是一种电磁波，到20世纪初期，光电效应现象证明光具有粒子性，由此人们认识到光具有波粒二象性 【答案】 BCD,2在杨氏双缝干涉实验中，如果( ) A用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 C用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹 D用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹,【解析】 白光作杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作光源，屏上将呈现红色条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距
12、不等的条纹，D对 【答案】 BD,3某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图甲、乙所示的衍射图样据此可以判断出( ),A甲是光线射到圆孔后的衍射图样，乙是光线射到圆板后的衍射图样 B乙是光线射到圆孔后的衍射图样，甲是光线射到圆板后的衍射图样 C甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样，甲孔的直径较大 D甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样，乙板的直径较大 【答案】 A,4关于电磁波谱的下列说法中正确的是( ) A伦琴射线是高速电子流射到固体上，使固体原子的内层电子受激发而产生的 B射线是原子的内层电子受激发后产生的 C在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是射线 D紫外线比紫光更容易发
13、生衍射现象,【解析】 在电磁波中，无线电波是由振荡电路中自由电子的周期性运动产生的，红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的，而伦琴射线是原子内层电子受激发产生的，射线是原子核受激发后产生的,从无线电波到射线，频率逐渐增大，波长逐渐减小而波长越大，越容易发生衍射现象，因此，紫光比紫外线更容易发生衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象，故上述选项中A正确 【答案】 A,5光的偏振现象说明光是横波下列现象中不能反映光的偏振特性的是( ) A一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化 B一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好
14、是90时，反射光是偏振光,C日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰 D通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹,【解析】 由光的偏振现象的知识可知A、B、C均反映了光的偏振特性，只有D选项是利用手指间的狭缝去观察光的衍射现象，故选D. 【答案】 D,6下列应用激光的事例中错误的是( ) A利用激光进行长距离精确测量 B利用激光进行通信 C利用激光进行室内照明 D利用激光加工坚硬材料,【解析】 由于激光的平行度非常好，在传播很远的距离仍能保持一定的强度，激光的这个特点可以用于精确的测距；由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样进行调制，用来传递信息，光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物；,由于激光不易发散，所以不能用于室内照明；利用激光的高温，可加工硬质材料故A、B、D项正确，C项错误 【答案】 C,高考水准小试 点击进入链接,
