高中物理光的干涉和衍射简析.doc

光的干涉和衍射简析一. 光的干涉1. 双缝干涉（1）双缝干涉的原理使太阳光或某种单色光，通过一个具有单一狭缝的挡板，成为线光源，再让这一束光射到另一个具有相隔很近的两条狭缝的挡板上，而单缝到两条狭缝的距离相等，通过双缝的两束光就成了相干光源（即频率相同的两束光），当它们相遇在屏幕上时，相互叠加就形成了稳定的干涉条纹。（2）双缝干涉的规律双缝干涉的实验装置如图1所示，用表示双缝，它们之间的距离为d，双缝到屏幕之间的距离为L，屏幕上某一点P（或Q）到双缝的距离分别为，则通过双缝的光到达屏幕上P（或Q）点的距离差就是：图1当光的路程差是波长的整数倍，即时，在P（或Q）点处将出现亮条纹；当光的路程差是半波长的奇数倍，即时，在P（或Q）点处将出现暗条纹。（3）双缝干涉的现象利用白光做实验，在屏幕上得到的是彩色的干涉条纹；如果利用单色光做实验，则在屏幕上得到阴暗相间的干涉条纹。其原因就是：白光是由七种不同的单色光组成，每一种单色光所形成的条纹间距各不相同，红光最大，紫光最小，各种色光的干涉条纹叠加起来时，不能相互重叠，就得到了彩色的干涉条纹。条纹间距离x和双缝间距d、双缝到屏幕的间距以及光的波长之间的关系为：。2. 薄膜干涉（2）薄膜干涉的产生如图2所示，竖直放置的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形，光照射到薄膜上时，在膜的前表面和后表面AB分别反射回来，形成了两列频率相同的光波，发生叠加。图2（2）薄膜干涉的规律在和处，在前后两个表面反射回来的两列光波的路程差是波长的整数倍，即，出现亮条纹。在Q处，在前后两个表面反射回来的两列光波的路程差是半波长的奇数倍，即，出现暗条纹。（3）薄膜干涉的应用利用薄膜干涉可以检测精密零件表面的光滑程度和制作增透膜等。二. 光的衍射1. 光的衍射是光偏离了直线传播方向绕到障碍物阴影区的现象。2. 在光的衍射图象中，光的强度按一定的规律分布，形成明暗相间的条纹，它的规律与缝宽、孔的大小及光的波长有关。3. 光发生明显衍射现象的条件：缝或孔的尺寸越小，衍射现象越明显。由于光的波长很短，光又便于观测所以即使障碍物尺寸是波长几百倍时，对光波来说，依然可以发生较明显的衍射现象。三. 光的干涉和衍射的关系1. 光的干涉和衍射，都证明了光的波动性，只有波才可以发生干涉和衍射现象。2. 光的干涉和衍射有一定的联系，光的双缝干涉中就有光的衍射。3. 光的干涉条纹中，各条纹能量分布较均匀；而在光的衍射条纹中，中央亮纹所具有的能量，超过了总能量的一半。四. 光的干涉和衍射的区别光的干涉和衍射均为波的叠加行为，所得到的条纹都是明暗相间的，都可以证明光的波动性，但它们之间还有许多不同点。1. 现象不同光的干涉是满足相关条件的光在空间里相互叠加而形成的明暗相间的条纹，而光的衍射是光在传播空间里偏离直线传播而形成的明暗相间的条纹。2. 产生的条件不同要产生光的干涉，必须满足相干光的条件：频率相同，相差恒定，振动方向相同，产生光的衍射需要满足的条件是：障碍物或孔的尺寸比光的波长小或跟光的波长相差不多。3. 产生的机理不同干涉是双缝处发出的两列波在屏幕上叠加，当两列波到达屏幕上的某点的距离差等于波长的整数倍，该点是加强点，因而出现明条纹；当两列波到达屏幕上某点的距离差等于半波长的奇数倍，该点是减弱点，出现暗条纹。衍射是从单缝处产生无数多个子波，这些子波到达屏幕时相互叠加，它们在屏幕上不同点叠加时，其相互减弱的程度有规律地变轻或变重，在轻微处出现明条纹，在严重处出现暗条纹。4. 图样不同以单色光为例：干涉图样是互相平行且条纹宽度相同，中央和两侧的条纹没有区别；而衍射条纹是平行不等距的，中央明条纹又宽又亮，两边条纹宽度变窄，亮度也明显减弱。高效能学习的八大学习方法方法一：目 标 激 励法 成就天才的必备素质就是远大志向，明确目标，勤奋刻苦，持之以恒，百折不挠。作为一名学生，要想在学习的道路上一路高歌，战胜各科学习困难，在考试中脱颖而出，就必须树立远大的理想，制定明确的学习目标和切实可行的计划，在日常学习中勤奋苦学，孜孜不倦，持之以恒，面对学习中上的挫折，百折不挠，勇往直前，并掌握一套正确的学习方法，科学合理地安排好自己的时间，只有这样，才能到达成功的理想彼岸。 方法二：统筹计划学习法正像建造楼房先要有图纸，打仗先要有部署一样，成功有效的学习也必须制定好一套切实可行的计划。所谓统筹计划学习法，就是学习者为达到一定的学习目标，根据主客观条件而制订学习步骤的一种学习方法。统筹计划学习法包括四个方面：一是学习目标，二是学习内容，三是时间安排，四是保证落实的措施。只有综合考虑这四个方面，才能订出切实可行的规划。同时计划要因人而异，因事而异，并根据执行情况，适当及时调整。方法三：兴趣引导法使学习兴趣化，是获取成功的特别重要的法则。有的同学虽然很努力地学习，但是却对学习没有兴趣。凡是这种情况，学习效率都差得很，往往是事倍功半，效率不高。所以，千万不要只知道积极地去学，光顾着学，傻学，而要想办法培养自己的兴趣。只有将学习积极性转化为学习兴趣之后，你才有可能实现学习效率的飞跃。方法四：高效率学习法 作为学生，谁能够高效地管理时间，科学地利用时间，抓住时间的脉搏，谁就能创造学业的成功，成就人生的辉煌。爱时间就是爱生命，爱生命的每一部分。谁把握住时间，谁就拥有一切。时间就是生命。“一个人一生只有三天：昨天、今天和明天。昨天已经过去，永不复返；今天已经和你在一起，但很快就会过去；明天就要到来，但也会消失。抓紧时间吧，一生只有三天！”现在是你们人生的黄金时期，也是学习知识、吸取知识最有效率的时期，你们应善于管理时间珍惜时间，不虚度年华，使生命失去原本的灿烂光彩。方法五：刨根质疑学习法 学习的过程是由一个“无疑有疑解疑无疑”不断循环往复的过程。学须善思，思后存疑，疑后问，问后知。所以，我们在日常生活和学习过程中，要善于思考，培养“凡事问一个为什么”的习惯。作为一个学生，我们要善于发现问题，敢于向权威挑战，同时又要虚心求教，不耻下问，不懂的问题多问老师，向同学请教。积极参加各种有关学习的交谈、讨论、学习兴趣小组，创设一个与别人交流的良好平台，合作解决问题。方法六：笔 记 学 习法笔墨学习法又称笔记法，是利用记笔记学习的一种方法。在日常的读书、听课、复习的时候，对有一定价值和意义的材料、知识点、问题迅速及时地标记出来，记下来，然后整理成笔记，这对于巩固知识，积累材料，提高学习成绩都具有十分重要的意义。方法七：全 面 预 习法打无准备的仗必输，没有预习的功课一定不会好。要想有一个高效的课堂学习，必须牢牢抓住课前预习这个关键环节。常言道：“凡事预则立，不预则废。”“预”，即准备。预习就是在教师讲课之前，学生阅读教材及相关的内容，为新课学习做好必要的知识准备。我们在预习的时候，要大体了解书本内容，思考重点，发现难点，注意方法，增强预习的主动性、针对性，培养良好的预习习惯。方法八：高 效 听 课法 一个人的学生时代，大部分的学习时间是在课堂中度过的。在短短的十几年时间里每个学生几乎接受和继承了人类几千年所积累的知识中最基本、最精华的部分，由此可见课堂学习的重要性。一个学生学习的好坏，成绩的高低，关键在于课堂学习。充分利用每一节课的45分钟，高效