第十二章第四节.ppt

第四节光的波动性(实验：用双缝干涉测量光的波长),第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论,一、光的干涉1定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被_，出现亮纹，某些区域的光被_，出现暗纹，且_和_互相间隔的现象叫做光的干涉现象2条件：两列光的_，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象,加强,减弱,加强,减弱,频率相等,频率相等,波长的整数倍,奇数倍,4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中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度_,前后表面,相同,1.(2014高考江苏卷)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到甲图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示他改变的实验条件可能是()A减小光源到单缝的距离B减小双缝之间的距离C减小双缝到光屏之间的距离D换用频率更高的单色光源,B,二、光的衍射1光的衍射现象光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射2光发生明显衍射现象的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长_，或者跟光波波长_时，光才能发生明显的衍射现象,小,相差不多,3衍射图样(1)单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是_光，最远离中央的是_光(2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环(3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的_斑，这是光能发生衍射的有力证据之一,紫,红,亮,2.(2015浙江丽水中学模拟)用卡尺两脚间的狭缝观察光的衍射现象时()A中央条纹宽而亮，两侧条纹窄而暗B用紫光作光源时观察到的条纹比用红光作光源时观察到的条纹宽C用白光作光源时，中央呈现白色条纹，两侧为彩色条纹D若将狭缝宽度由0.5mm缩小到0.2mm，条纹间距变宽，亮度变暗,ACD,三、光的偏振1偏振光：在跟光传播方向垂直的平面内，光在某一方向振动较强而在另一些方向振动较弱的光即为偏振光光的偏振现象证明光是_(填“横波”或“纵波”)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,横波,各个方向,强度,3偏振光的产生自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫做_第二个偏振片的作用是检验光是否是偏振光，叫做_,起偏器,检偏器,3.如图所示，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，能在P的另一侧观察到透射光的是()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角方向振动的光,ABD,考点一光的干涉,考点二光的衍射现象的理解,考点三光的偏振现象的理解,考点四实验：用双缝干涉测量光的波长,考点一光的干涉,2薄膜干涉(1)如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA和后表面BB分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加，两列光波同相叠加，出现明纹；反相叠加，出现暗纹(3)条纹特点：单色光：明暗相间的水平条纹；白光：彩色水平条纹,如图所示，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2.1106m，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1.5的介质中波长为4107m；(2)已知B光在某种介质中波长为3.15107m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37；(3)若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象,答案(1)暗条纹(2)亮条纹(3)见解析,1.(2015湖南长沙综合训练)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，在它们之间形成一个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；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，则(),D,考点二光的衍射现象的理解1单缝衍射与双缝干涉的比较,条纹宽度不等，中央最宽,条纹宽度相等,各相邻条纹间距不等,各相邻条纹等间距,中央条纹最亮，两边变暗,条纹清晰，亮度基本相等,干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹,2.光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的,(2015福建龙岩调研)如图所示，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()Aa、b是光的干涉图样Bc、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,A,2.(2015宁夏银川一中模拟)在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物可能是()A很小的不透明圆板B很大的中间有大圆孔的不透明挡板C很大的不透明圆板D很大的中间有小圆孔的不透明挡板,D,考点三光的偏振现象的理解1偏振光的产生方式(1)自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器(2)自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直2偏振光的理论意义及应用(1)理论意义：光的偏振现象说明了光波是横波.(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等,如图所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片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,C,3.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()A图中a光为偏振光B图中b光为偏振光C以SP为轴将B转过180后，在P处将看到光亮D以SP为轴将B转过90后，在P处将看到光亮,BD,考点四实验：用双缝干涉测量光的波长1实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)纹间距x与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光的波长之间满足dx/l.2实验步骤(1)观察干涉条纹将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上如图所示.,接好光源，打开开关，使灯丝正常发光调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5cm10cm，这时，可观察白光的干涉条纹在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹,(2)测定单色光的波长安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)改变双缝间的距离d，双缝到屏的距离l，重复测量,滤光片,单缝,双缝,增加双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒),减小双缝之间的距离,(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是_(填数字代号)(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，手轮的读数如图甲所示继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，手轮的读数如图乙所示则相邻两亮条纹的间距是_mm.,1.610,(4)如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm，则待测光的波长是_m(取三位有效数字),5