教科版选修34 第五章 光的波动性 章末总结 课件（27张）.pptx

第五章光的波动性 学案4章末总结 网络构建区 光的波动性 光的干涉 双缝干涉 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 明暗条纹产生的条件 明条纹 s k k 0 1 2 3 暗条纹 s 2k 1 k 0 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 光的衍射 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像 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 偏振 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 让反射光与折射垂直 则它们都成为线偏振光偏振现象说明光是 激光 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 激光通信 激光检测 激光医学 激光照排 光盘等 非均匀 横波 强度大 相干性 学习探究区 一 双缝干涉及干涉法测光波波长 二 薄膜干涉 三 对光的干涉和衍射现象的比较 一 双缝干涉及干涉法测光波波长 返回 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 产生明暗条纹的条件 当 s k 时出现明条纹 当 s 2k 1 时出现暗条纹 其中k 0 1 2 3 相邻明 或暗 条纹间距 x 4 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纹 白光照射时为彩色条纹 返回 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 一 双缝干涉及干涉法测光波波长 图1 返回 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 乙图可能是用红光照射 表明红光波长较短解析本题主要考查双缝干涉条纹间距的决定因素 由题图知甲图中条纹间距大 由 x 可知 在l和d相同的情况下 x大 则 大 x小 则 小 所以乙图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 答案c 一 双缝干涉及干涉法测光波波长 返回 例2利用双缝干涉测定光的波长实验中 双缝间距d 0 4mm 双缝到光屏间的距离l 0 5m 用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示 分划板在图中a b位置时游标卡尺读数如图所示 则 图2 一 双缝干涉及干涉法测光波波长 返回 一 双缝干涉及干涉法测光波波长 1 分划板在图中a b位置时游标卡尺读数分别为xa mm xb mm 相邻两条纹间距 x mm 2 波长的表达式 用 x l d表示 该单色光的波长 m 3 若改用频率较高的单色光照射 得到的干涉条纹间距将 填 变大 不变 或 变小 返回 一 双缝干涉及干涉法测光波波长 解析游标卡尺读数时 一要注意精确度 二要注意读数时主尺读数应为游标尺零刻度线所对主尺位置的读数 三要注意单位 无论是主尺读数还是游标尺读数都要以mm为单位读取 本题中还要注意主尺上的数字单位是cm 不是mm 从 x可知 波长越长的光 干涉条纹间距越大 根据频率 光速与波长的关系可知 频率越大的光 波长越短 干涉条纹间距越小 答案 1 11 115 60 75 2 x6 0 10 7 3 变小 二 薄膜干涉 返回 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 观察者应与光源在同一侧才能看到干涉条纹 2 同一条纹上的点厚度相同 所以若用肥皂薄膜做实验 条纹为横条纹 3 薄膜干涉要求膜的厚度与波长相差不大 二 薄膜干涉 例3劈尖干涉是一种薄膜干涉 其装置如图3所示 将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上 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 从上往下看到的干涉条纹有如下特点 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 任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定 现若将图示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 从上往下观察到的干涉条纹 返回 图3 二 薄膜干涉 a 变疏b 变密c 不变d 消失解析光线在空气膜的上下表面上反射 并发生干涉 从而形成干涉条纹 设空气膜顶角为 d1 d2处为两相邻亮条纹到下表面的距离 如图所示 则两处光的路程差分别为 1 2d1 2 2d2 返回 二 薄膜干涉 因为 2 1 所以d2 d1 设条纹间距为 l 则由几何关系得 tan 即 l 当抽去一张纸片时 减小 l增大 即条纹变疏 答案a 返回 三 对光的干涉和衍射现象的比较 返回 单缝衍射与双缝干涉的比较 三 对光的干涉和衍射现象的比较 返回 三 对光的干涉和衍射现象的比较 返回 例4一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板 在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹 现将其中一条窄缝挡住 让这束红光只通过一条窄缝 则在光屏上可以看到 a 与原来相同的明暗相间的条纹 只是明条纹比原来暗些b 与原来不相同的明暗相间的条纹 而中央明条纹变宽些c 只有一条与缝宽对应的明条纹d 无条纹 只存在一片红光 三 对光的干涉和衍射现象的比较 返回 解析开始时产生了干涉现象 说明两缝都很窄 能够满足使红光发生明显衍射的条件 挡住一条窄缝后 在屏上得到的是单缝衍射图样 衍射图样和干涉图样的异同点 中央都出现明条纹 但衍射图样中央明条纹较宽 两侧都出现明暗相间的条纹 干涉图样为等间距的明暗相间的条纹 而衍射图样两侧为不等间距的明暗相间的条纹且亮度迅速减弱 所以本题正确选项为b 答案b 自我检测区 1 2 1 干涉和衍射比较 如图4所示 a b c d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样 分析各图样的特点可以得出的正确结论是 图4 1 2 a a b是光的干涉图样b c d是光的干涉图样c 形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短d 形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短解析干涉条纹是等间距的条纹 因此 a b图是干涉图样 c d图是衍射图样 故a项正确 b项错误 1 2 由公式 x 可知 条纹宽的入射光的波长长 所以a图样的光的波长比b图样的光的波长长 故c项错误 c图样的光的波长比d图样的光的波长长 故d项错误 答案a 1 2 2 干涉实验 1834年 洛埃利用单面镜