第13章第2节光的干涉、衍射和偏振现象

1、第第2节节光的干涉、衍射和偏振现象光的干涉、衍射和偏振现象考点考点1：光的干涉的条件的理解：光的干涉的条件的理解【例1】如图1223所示，在暗室中从单色点光源s直接射到屏pp上的一束光在sb和sd之间，从s射到平面镜mn再反射到屏pp上的另一束光在ma和nc之间(s是s在平面镜mn的像)关于这时屏pp上是否可能出现明暗相间的条纹，下列说法正确的是()a不可能 b可能出现在a、b之间c可能出现在b、c之间 d可能出现在c、d之间图1223【解析】由于s是s的像，可当成两个相干光源，从s发出的光射到bd区域，(似乎)从s射出的光(其实是反射光)射到ac区域，故bc区为共同传播的区域，即干涉区，可出

2、现明暗相间的条纹答案：c点评：光的干涉的条件是有两个振动相位差恒定的波源，即相干波源(相干波源的频率必须相同)形成相干波源的方法有两种： 1利用激光：因为激光发出的是单色性极好的光 2设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等)下图分别是利用双缝、楔形薄膜、空气膜、平面镜形成相干光源的示意图考点考点2：双缝干涉中条纹间距和位置的判断方法：双缝干涉中条纹间距和位置的判断方法【例2】频率为61014hz的单色光从s1和s2投射到屏上，并且s1与s2振动相同若屏上的点p到s1与p到s2的路程差为3106m，问p点是亮条纹还是暗条纹？设o为到s1和s2路程相等的点，则po间

3、有几条暗纹？几条亮纹？75 10 m665()cpkpkkpopo 由公式得， 点满足产生亮纹的条件，则 点将出现亮纹；又由解得，可判断间有 条暗纹，有【解析】条亮纹不包含 、 两点点评：本题考查干涉条纹亮纹与暗纹的形成条件，同时注意尽管机械波和光波的产生本质不同，但都是波，具有共同的特性，它们的运动变化规律很相似，研究方法和探索技巧同样适用，这样就可将研究机械波的方法、技巧、规律应用到光波中去，实现知识的迁移，能力的提高考点考点3：光的衍射：光的衍射【例3】如图1224所示的四种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射

4、图样(黑色部分表示亮纹)则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()a红黄蓝紫 b红紫蓝黄 c蓝紫红黄 d蓝黄红紫图1224【解析】双缝干涉条纹平行等距，且波长越大，条纹间距越大，而红光波长大于蓝光波长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长大，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅为紫光的衍射图样答案：b考点考点4：光的偏振：光的偏振【例4】有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有()a只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振b只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振c自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光d除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部

5、分光都是偏振光【解析】机械波中的横波能发生偏振自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光答案：bd点评：光的偏振问题主要有两类：一是检偏器与起偏器的使用，分析通过偏振片光强度的变化；二是偏振现象的应用，多与实际问题相联系分析这类问题关键是理解偏振的概念和偏振片的作用题型一：干涉图样和衍射图样题型一：干涉图样和衍射图样【例5】在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()aa、c bb、c ca、d db、d图1225【解析】a为双缝干涉图样，b、d为单缝衍射图样(对比看b应为某单色光的衍射图样，d应为白光的衍射图样)，c应该为教材中的水波的衍射图样综

6、上所述正确答案为d.答案： d点评：(1)光照射到一个狭缝上产生的衍射叫单缝衍射 (2)用小圆屏进行衍射实验，满足一定条件时，衍射图样是在圆盘的阴影中心出现泊松亮斑 (3)若用小圆孔进行衍射实验，衍射图样是一系列同心圆环题型二：光的干涉与实际生活相结合的应用题型二：光的干涉与实际生活相结合的应用【例6】把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入如图1226所示，这时可以看到亮暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是()a将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏b将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏c将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动d将上玻

7、璃板平行上移，条纹远离劈尖移动图1226.sinsinaacaca ccdabsc dabsacssa caca c 楔形空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，空气层厚度相同的地方，两列波的路程差相同，故如果被测表面是平的，干涉条纹就是一组平行的直线，如图，当劈角为 时，相邻两条纹间距等于，当劈角增大为 时，相邻的条纹左移至 、处，条纹间距变为设，则，故，因为，所以，故劈角【解析】增大时，条纹变密同理，当上玻璃板平行上移时，易得acca为平行四边形，所以条纹向劈尖移动，且间距不变答案：bc点评：本题主要考查薄膜干涉的应用之一，检查工件的平整程度熟悉等厚干涉条纹是均匀的，知道条纹间距的决定

8、因素，就可以得出正确答案思维拓展：利用薄膜干涉现象可以制作增透膜，如在透镜表面镀一层厚度均匀的介质薄膜，要求介质的折射率小于制作透镜的玻璃，厚度等于黄绿色光在介质中传播时的波长的四分之一，这样从介质膜后表面反射的光和从介质膜前表面反射的光恰好相差半个波长，干涉结果相互抵消，即反射光的强度大大提高在光学仪器上，包括人的眼镜镜片都已经广泛使用了增透膜1.(2011天津)甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为x，若x甲x乙，则下列说法正确的是( )a甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生b真空中甲光的波长一定大于乙光的波长c甲光的光子能量一定大于乙光的光子

9、能量d在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光bdlxxxdcehee 乙甲乙甲乙乙甲甲由双缝干涉公式：可知：，则由偏振波的特性，甲、乙均可偏振，而由可知：，因为，所以在同一种介质中波长越长，则传播速【解析】度越快2.(2011北京)如图1227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将绿光换为紫光图1227cclxxdldl 由，知欲增大可采用办法为增大 、减小 或增大波长 ，综上应选择【解析】选项3.(2012全国理综)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光

10、，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( )a改用红光作为入射光 b改用蓝光作为入射光c增大双缝到屏的距离 d增大双缝之间的距离ac4.(2011北京四中模拟)下面是四种与光相关的事例，其中与光的干涉有关的是( )a用光导纤维传播信号b用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度c一束白光通过三棱镜形成彩色光带d水面上的油膜呈现彩色bd【解析】a项是光的全反射，c项是光的色散，只有b项和d项是光的干涉5.(2011湖北黄冈模拟)关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法正确的是( )a屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的b当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹c将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹d将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上无亮光abc【解析】本题考查光的干涉和衍射，a正确；当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上出现的是单缝衍射条纹，b正确；两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，透过滤光片的分别是黄色光和蓝色光，它们的频率不同，不能叠加形成干涉条纹，但屏上有亮光，故c正确，d错 6.一束复色光以入射角i