最新光的干涉-衍射和偏振(含答案)

1、精品文档第 4课时光的干涉衍射和偏振导学目标 1.掌握光的干涉现象产生的条件，特别是双缝干涉中出现明暗条纹的条件及判断方法 .2.掌握光产生明显衍射的条件，以及衍射与干涉现象的区别.3.掌握光的偏振现象， 了解偏振在日常生活中的应用一、光的干涉 基础导引 1在双缝干涉实验中，光屏上某点P 到双缝 S1、 S2 的路程差为7.5× 10 7m，如果用频率6.0× 1014 Hz 的黄光照射双缝，试通过计算分析P 点出现的是亮条纹还是暗条纹2描绘地势高低可以用等高线，描绘静电场可以用等势线，薄膜干涉条纹实际上是等厚线，同一干涉条纹上各个地方薄膜的厚度是相等的利用光的干涉检查平整

2、度时，观察到了干涉条纹的形状，就等于知道了等厚线的走向，因而不难判断被检测平面的凹下或凸出的位置为什么薄膜干涉条纹是等厚线？ 知识梳理 1双缝干涉： 由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是_的相干光波 屏上某点到双缝的路程差是_ 时出现亮条纹；路程差是半波长的_时出现暗条纹相邻的明条纹(或暗条纹 )之间的距离x 与波长 、双缝间距d 及屏到双缝的距离l 之间的关系为 _ 2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 )条纹上所对应的薄膜厚度_特别提醒1.只有相干光才能形成稳定的干涉图样2单色光形成明暗相间的干涉条纹，白光形成彩色条纹二、光的衍射 基

3、础导引 太阳光照着一块遮光板，遮光板上有一个较大的三角形孔太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑请说明：遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上的图形将怎样变化？说出其中的道理 知识梳理 1光 _ 的现象叫光的衍射2发生明显衍射的条件：只有在障碍物的尺寸比光的波长小或者跟波长相差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象3泊松亮斑：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)特别提醒1.光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同2区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分三、光的偏振 基

4、础导引 精品文档精品文档市场上有一种太阳镜， 它的镜片是偏振片 偏振片与普通的有色玻璃片相比有什么优点？安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向？利用偏振眼镜可以做哪些实验、做哪些检测？ 知识梳理 1偏振：光波只沿_的方向振动，称为光的偏振2自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着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，叫做偏振光 光的偏振证明光是_自然光通过偏振片后，就得到了偏振光特别提醒1.自然光通过偏振片后，就变成了偏振光2平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外都是不同程度的偏振

5、光.考点一光的干涉考点解读1 明暗条纹的判断方法(1)单色光a如图 1 所示，光源S1、S2 发出的光到屏上P 点的路程差r 2 r 1 k(k 0,1,2)时，光屏上出现明条纹b光的路程差r2 r1 (2k 1)2(k 0,1,2)时，光屏上出现暗条纹图 1(2)白光：光屏上出现彩色条纹(3)中央条纹为明条纹2双缝干涉是等间距的，相邻明条纹(或暗条纹 ) 间的距离与波长成正比( 装置已确定的情况下 )利用双缝干涉实验可测量光波的波长3薄膜干涉(1)如图 2 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

6、率相同的光波，并且叠加图 2(3)原理分析 单色光a在 P1、P2 处，两个表面反射回来的两列光波的路程差r 等于波长的整数倍精品文档精品文档r n(n 1,2,3)，薄膜上出现明条纹b在Q 处，两列反射回来的光波的路程差r 等于半波长的奇数倍r (2n 1)2(n0,1,2,3) ，薄膜上出现暗条纹 白光：薄膜上出现水平彩色条纹4薄膜干涉的应用干涉法检查平面如图3 所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检平面不图 3平整，则干涉条纹发生弯曲典例剖析例 1如图 4 所示，在双缝干涉实验中，S1 和 S2 为

7、双缝， P 是光屏上的一点，已知 P 点与 S1、 S2 距离之差为2.1× 10 6m，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n 1.5的介质中波长为 4×10 7m；图 4(2)已知 B 光在某种介质中波长为 7光从这种介3.15× 10 m，当 B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跟踪训练 1如图 5 所示，在双缝干涉实验中，已知SS1 SS2，且 S1、S2 到光屏上 P 点的路程差r 1.5× 1

8、0 6m.(1) 当 S 为 0.6m的单色光源时，在 P 点处将形成 _条纹(2) 当 S 为 0.5m的单色光源时， 在 P 点处将形成 _ 条纹(均选填“明”或“暗”)图 5例 2 用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm，在距离双缝为 1.2 m处的光屏上，测得5 条亮纹间的距离为 7.5 mm. 求这种单色光的波长探究所得掌握条纹间距公式x l .d跟踪训练2 薄膜干涉在科学技术上有很大应用如图6 甲是干涉法检查平面示意图，图乙是得到的干涉图样，则干涉图样中条纹弯曲处的凹凸情况是_ ( 选填“上凸”或“下凹” )图 6考点二衍射与干涉的比较考点解读1 衍射与干涉的

9、比较精品文档精品文档两种现象单缝衍射双缝干涉比较项目不条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等同条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距点亮度情况中央条纹最亮，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、衍射相同点都有明暗相间的条纹特别提醒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，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分2 干涉与衍射的本质：光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率

10、相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹典例剖析例 3在杨氏双缝干涉实验中，如果()A 用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B 用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D 用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹跟踪训练3在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，图 7 的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()图 7A a、 cB b、 cC a、dD b、 d考点三光的偏振考点解读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

11、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注意不能认为偏振片就是刻有狭缝的薄片，偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个偏振方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了2 偏振光的理论意义及应用精品文档精品文档(1) 理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波光的偏振现象说明光波是横波(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等典例剖析例 4 (1) 肥皂泡在太阳光照射下

12、呈现的彩色是_ 现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是 _现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是_现象(2) 凡是波都具有衍射现象，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_ (3) 当狭缝的宽度很小并保持一定时，分别用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是 _ (4) 如图 8 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 或 Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明_ 图 8跟踪训练4光的偏振现象说明光是横波下列现象中不能反映光的偏振特性的是()A 一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透

13、射光的强度发生变化B 一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D 通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹A 组光的干涉1关于光的干涉，下列说法中正确的是()A 在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B 在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个明条纹间距将变宽C只有频率相同的两列光波才能产生干涉D 频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定2.双缝干涉实验装置如图9 所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为 l ，调

14、整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是()精品文档精品文档A 若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰图 9B 若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹C若将双缝间距离d 减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D 若将双缝间距离d 减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大3用如图 10 所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象图 (a)是点燃的酒精灯 (在灯芯上撒些盐 )，图 (b) 是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈，将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是()A 当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转3

15、0°B 当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°图 10C当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D 干涉条纹保持原来状态不变B 组光的衍射和偏振4如图 11 所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏 M 上的小孔照射到固定不动的偏振片P 上，再使偏振片Q 绕轴匀速转动一周，则关于光屏 N 上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是()图 11A 光屏 N 上光的亮度保持不变B 光屏 N 上光的亮度会时亮时暗C光屏 N 上有两条与偏振片P、 Q 透振方向对应的亮线D 光屏 N 上只有一条亮线随偏振片转动而

16、转动5用单色光通过小圆盘和小圆孔分别做衍射实验，在光屏上得到衍射图形，则()A 用小圆盘时，图形中央是暗的，用小圆孔时，图形中央是亮的B 用小圆盘时，图形中央是亮的，用小圆孔时，图形中央是暗的C两个图形中央均为亮点的同心圆形条纹D 两个图形中央均为暗点的同心圆形条纹精品文档精品文档课时规范训练(限时： 30 分钟 )一、选择题1关于光的干涉现象，下列说法正确的是()A 在波峰与波峰叠加处，将出现亮条纹；在波谷与波谷叠加处，将出现暗条纹B 在双缝干涉实验中，光屏上距两狭缝的路程差为1 个波长的某位置，将出现亮纹C把入射光由黄光换成紫光，两相邻明条纹间的距离变窄D 当薄膜干涉的条纹是等间距的平行线

17、时，说明薄膜的厚度处处相等2图 1 是双缝干涉实验装置的示意图，S 为单缝， S1、S2 为双缝， P为光屏用绿光从左边照射单缝S 时，可在光屏P 上观察到干涉条纹下列说法正确的是()A 减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小图 1B 增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D 将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大3在单缝衍射实验中，下列说法正确的是()A 其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B 其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D 其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条

18、纹间距变宽4下列有关光现象的说法正确的是()A 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大B 以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射C紫光从空气射向水中，只要入射角足够大，就可以发生全反射D 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度5如图 2 所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的透振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是()图 2A 到达检偏器的光的

19、透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大B 到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大C到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小精品文档精品文档D 到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小6双缝干涉实验装置如图3 所示，绿光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1 和 S2 与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹屏上O 点距双缝 S1和 S2 的距离相等， P 点是距 O 点最近的第一条亮条纹如果图 3将入射的单色光

20、换成红光或蓝光，讨论屏上 O 点及其上方的干涉条纹的情况是()A O 点是红光的亮条纹B O 点不是蓝光亮条纹C红光的第一条亮条纹在P 点的上方D 蓝光的第一条亮条纹在P 点的上方二、非选择题7如图 4 所示，是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S1、 S2，由 S1、S2 发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹，已知入射激光的波长是，屏上的 P 点到两狭缝 S1 、S2 的距离相等，如果把 P 处的亮条纹记作0 号条纹，由 P 向上数，与 0 号亮条纹相邻的亮纹依次是1 号条纹、 2 号条纹 则P1 处的亮纹恰好是10 号条纹设直线 S1P1 的长度为 L1 ，S2P1 的长度为L2，则 L2 L1 等于多少？图 4精品文档精品文档复习讲义基础再现一、基础导引1.暗条纹2因为形成