(创新导学案X年高考物理总复习配套课件：选3-4-2-.ppt

第2讲光的波动性知识点一光的干涉想一想在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为x0.6m；若分别用频率为f15.01014Hz和f27.51014Hz的单色光垂直照射双缝时，P点会出现亮条纹还是暗条纹？,记一记1产生条件两列光的相同，振动方向，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。2两种典型的干涉(1)杨氏双缝干涉。原理如图所示。明、暗条纹的条件。()单色光：形成的条纹，中央为明条纹。a光的路程差r2r1(k0，1，2)，光屏上出现明条纹。,频率,相同,明暗相间,k,b光的路程差r2r1(k0，1，2)，光屏上出现暗条纹。()白光：光屏上出现条纹，且中央亮条纹是(填写颜色)。条纹间距公式：x。(2)薄膜干涉。相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面的两列光波。图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的相等。,彩色,白色,反射,厚度,试一试1如下图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()A增大S1与S2的间距B减小双缝屏到光屏的距离C将绿光换为红光D将绿光换为紫光,【答案】C,知识点二光的衍射记一记1发生明显衍射的条件只有当障碍物的尺寸与光的波长，甚至比光的波长的时候，衍射现像才会明显。2衍射条纹的特点(1)单缝衍射：单色光的衍射图样为中间的单色条纹，两侧是的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹。,相差不多,还小,宽且亮,明暗相间,(2)圆孔衍射：明暗相间的圆环。(3)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到(选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。知识点三光的偏振现像记一记1偏振光波只沿的方向的振动。,不等距,不透明,亮斑,某一特定,2自然光太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿振动的光，而且沿各个方向振动的光波的都相同，这种光叫做自然光。3偏振光在于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。,一切方向,强度,垂直,横波,试一试2如图，P是一偏振片，P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向。下列四种入射光束中，哪几种光照射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】太阳光中各种振动方向的光都有，所以会通过偏振片，只有与透振方向垂直的光线不能通过偏振片，即选项C不正确。【答案】ABD,单缝衍射与双缝干涉的比较,【例1】如图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则()A甲为紫光的干涉图样B乙为紫光的干涉图样C丙为红光的干涉图样D丁为红光的干涉图样【解题探究】(1)从条纹的宽度和间距上如何区别双缝干涉和单缝衍射？,【提示】双缝干射：条纹宽度相等，相邻条纹间距也相等。单缝衍射：条纹宽度不等，中央最宽，相邻条纹间距也不等。(2)干涉条纹和衍射条纹的宽度与波长有何关系？【提示】波长越长，产生的干涉条纹和衍射条纹越宽。【自主解答】_【答案】B,【总结提升】区分光的干涉和衍射(1)白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但其光学本质不同。(2)区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可以从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分。,变式训练1(2013大纲全国)下列现像中，属于光的衍射的是()A雨后天空出现彩虹B通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C海市蜃楼现像D日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹【解析】彩虹是光的色散现像，海市蜃楼是光的折射、全反射现像，肥皂膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现像，A、C、D错误。通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是单缝衍射现像，B正确。【答案】B,光的偏振、自然光和偏振光的比较,自然光和偏振光的比较,【例2】如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则图中a光为_光，图中b光为_光。以SP为轴将B转过180后，在P处_(选填“能”或“不能”)看到光亮，以SP为轴将B转过90后，在P处_(选填“能”或“不能”)看到光亮。,【解析】自然光沿各个方向发散，是典型的非偏振光，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光，即偏振光，从电灯直接发出的光为自然光，故a光为自然光，它通过偏振片A后，即变为偏振光，故b光为偏振光。设通过A的光沿竖直方向振动，而人眼在P处逆着入射光方向看不到光亮，说明B偏振片的透振方向为水平方向，将B转过180后，P处仍无光亮，若将B转过90，则该偏振片的透振方向变为竖直方向，则偏振光能通过B，即在P处有光亮。【答案】自然偏振不能能,变式训练2(2012江苏高考)如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是()AA、B均不变BA、B均有变化CA不变，B有变化DA有变化，B不变,【解析】白炽灯光经过偏振片P后成为完全偏振光，旋转P时P、Q间偏振光的振动方向改变，但光的强度不变，B、D错误。由于偏振片Q的透振方向不变，故旋转P时Q右侧的偏振光强度发生周期性变化，故A错误，C正确。【答案】C,1关于波动，下列说法正确的是()A各种波均会发生偏振现像B用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警,【解析】只有横波才有偏振现像，A错误；白光的单缝衍射和双缝干涉的图样都是彩色条纹，B正确；机械波传播时，质点的运动速度与波的传播速度无关，C错误；因为地震波的纵波波速大于横波波速，所以对于同一地点纵波总是先到达，从而起到对横波的预警，D正确。【答案】BD,2关于光的衍射，下列说法中错误的是()A光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现像B只有两列频率相同的光波叠加后才能发生衍射C光的衍射没有否定光沿直线传播的结论D光的衍射现像为波动说提供了有利的证据【答案】B,3如图所示是用光学的方法来检查一物体表面光滑程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其表面平整程度的物体，C为单色入射光，如果要说明能检查平面平整程度的道理，则需要用到的下列光学概念是()A反射和干涉B全反射和干涉C反射和衍射D全反射和衍射【答案】A,4(2014济南模拟)某同学使用激光器做光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图甲所示。则他在光屏上看到的条纹是图乙中的()【答案】D,5用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现像。图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈。将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现像是()A当金属线圈旋转30时，干涉条纹同方向旋转30B当金属线圈旋转45时，干涉条纹同方向旋转90C当金属线圈旋转60时，干涉条纹同方向旋转30D干涉条纹保持不变,【解析】金属线圈的转动改变不了肥皂液薄膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属线圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，所以本题选D。【答案】D,6(2013上海单科)白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的()A传播速度不同B强度不同C振动方向不同D频率不同【解析】本题考查双缝干涉中的色散现像。由于不同色光的波长不同，频率不同，在光屏上形成明条纹的位置不同，从而形成彩色条纹。D选项正确。【答案】B,7.如图所示，A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图像，其中图A是光的_(填“干涉”或“衍射”)图像。由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径_(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径。【解析】小孔衍射时，孔的直径越小，衍射越明显。【答案】衍射小于,8奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度，这一角度称为“旋光度”，的值只与糖溶液的浓度有关，将的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间。,(1)偏振片A的作用是什么？_。(2)偏振现像证明了光是一种_。(3)以下说法中正确的是()A到达O处光的强度会明显减弱B到达O处光的强度不会明显减弱C将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于D将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于,【解析】(1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光变成偏振光。(2)偏振现像证明了光是一种横波。(3)因为A、B的透振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后变成偏振光，通过B后到O。当在A、B间加上糖溶液时，由于糖溶液的旋光作用，使通过A的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B到达O的光的强度不是最大，但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度。,若偏振片B不动而将A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，则A转过的角度也为，故选项A、C、D正确。【答案】(1)把自然光变成偏振光(2)横波(3)ACD,9(1)在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法。A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气膜。现在用波长为的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化。当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升高到t2时，亮度再一次回到最亮。,在B板上方观察到的亮暗变化是由哪两个表面的反射光叠加形成的？温度由t1升高到t2时，A的高度升高多少？(2)肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是_现像；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是_现像；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是_现像。凡是波都具有衍射现像，而把光看作直线传播的条件是_。要使光产生明显的衍射，条件是_。,当狭缝的宽度很小并保持一定时，用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是_。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P和Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现像，这个实验表明_。,(2)肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现像，露珠呈现的彩色是光的色散，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现像。障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，可把光看作沿直线传播；障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，可产生明显的衍射现像。红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远。这个实验说明了光是一种横