光的干涉衍射和偏振含答案

1、第4课时光的干预衍射和偏振【导学目标】i.掌握光的干预现象产生的条件,特别是双缝干预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,以及衍射与干预现象的区别3掌握光的偏振现象,了解偏振在日 常生活中的应用.一、光的干预根底导引1 ?在双缝干预实验中,光屏上某点 P到双缝Si、S2的路程差为7.5X 10 r 7 m,如果用频率6.0X 10 14 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-描绘地势上下可以用等高线,描绘静电场可以用等势线,薄膜干预条纹实际上是等厚线,同一干预条纹上各个地方薄膜的厚度是相等的？利用光的干预检查平整度时,观察到1W邮缄等于知道了等

2、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膜干预条?WOi曦？知识梳理1-双缝干预：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是 ？屏上某点到双缝的路程差是 盹出现亮条纹；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除x与波长入双缝间距d及屏到双缝 的距离I之间的关系为？2 ?薄膜干预：利用薄膜如肥皂液薄膜 反J寸的光相遇而形成的？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预图样.2-单色光形成明暗相间的干预条纹,白光形成彩色条纹.二、光的衍射根底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,在先i

3、御M?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制白松亮斑：当光照到不透光的小圆板上时,在圆板的阴影中央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-光的干预、衍射和光的色散都可出现彩色条纹,但光学本质不同2-区分干预和衍射,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、光的偏振根底导引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？安装雷

4、靓®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 立方向振动,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 3 . 俯振光：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？光的偏振证实光是 ?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光课堂探究?突破考,点：% JS听粪罔探究 %律方屋考点一光的干预【考点解读】1 .明暗条纹的判断方法(1) 单色光a

5、.如图1所示,光源Si、S2发出的光到屏上P点的路程差巾一-二k入2 0,1,2,)时,光屏上 出现明条纹.b .光的路程差 匕一 口二(2k+ 1)"k二0,1,2,)时,光屏上出现暗条纹.(2)白光：光屏上出现彩色条纹.(3)中央条纹为明条纹.2. 双缝干预是等间距的,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)?利用双缝干预实验可测量光波的波长.43. ,薄膜干预上飞一亮/ _(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.暗/立(2)光照射到薄膜上时,在膜的前外表 AA,和后外表BB 分(,_I彳亮6,*图2别反射出来,形成两列频率

6、相同的光波,并且叠加.原理分析单色光 r等于波长的整数倍a.在Px P2处,两个外表反射回来的两列光波的路程差3.A r = n X 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/等于半波长的奇数倍A = (2n + 1) A. (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-薄膜干预的应用干预法检查平面如图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；假设被检平面不平整,那么干预条纹发生 弯曲.【典例剖析】例1如图4所示,在双缝干预实验中,Si和S2为

7、双缝,P是光屏的一点,P点与Si、S2距离之差为2.1 X 10 r 6 m,分别用A、两种 单色光在空气中做双缝干预实验,问P点是亮条纹还是暗条纹？(1)A光在折射率为1.5的介质中波长为4X 10r7 m；(2)B光在某种介质中波长为 3. 15 X 10r 7 m,当B光从这种介 质射向空气时,临界角为37 °(3)假设让A光照射Si, B光照射S2,试分析光屏上能观察到的现象.跟踪练习1如图5所示,在双缝干预实验中,SSf SS2,且S2到光屏上P点的路程差Z二1.5 X 10 r 6 m.(1)当S为入二0.6 的单色光源时,在 P点处将形成 条纹.选填“明或“暗)例2用某

8、一单色光做双缝干预实验时,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二d入跟踪练习2薄膜干预在科学技术上有很大应用？如图6甲是干预法检查平面示意图,图乙是得到的干预图样,那么干预图样中条纹弯曲处的凹凸情况是“下凹,)乙考点二衍射与干预的比拟【考点解读】1 .衍射与干预的比拟xs.两种比拟工程单缝衍射双缝干预小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占亮度情况中央条纹最亮,两边变暗条纹清楚,亮度根本相等相同点干预、衍射都是波特有的现象,属于波的叠加

9、；干预、衍射都有明暗相间的条纹特别提醒1-白光发生光的干预、衍射和光的色散都可出现彩色条纹,但光学本质不同2 ?区分干预和衍射,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.干预与衍射的本质：光的干预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预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在杨氏双缝干预实验中,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

10、呈现彩色条纹图7的四幅图片中属nun iiitD ? b、dD?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练习3在光的单缝衍射实验中可观察到清楚的明暗相间的图样,于光的单缝衍射图样的是T1A ? a、C考点三光的偏振【考点解读】1. 偏振光的产生方式偏振光,叫起偏(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 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,如果光入射的方向适宜,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

11、狭缝的薄片,偏振片并非刻有狭缝,而是具有一种特征其他振动方向的光被吸收了.即存在一个偏振方向,只让平行于该方向振动的光通过2?偏振光的理论意义及应用(1)理论意义：光的干预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呈现的彩色是 帔；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)但凡波都具有衍射现象,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

12、衍射条纹的主要区别是如图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,这个实验说明图8跟踪练习4光的偏振现象说明光是横波？以下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楚D?通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹即学即综提升解题水平关于光分组练

13、习？提升水平A组光的干预1.的干预,以下说法中正确的选项是A?在双缝干预现象里,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B ?在双缝干预现象里,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预D?频率不同的两列光波也能产生干预现象,只是不稳定2.线光源双缝干预实验装置双缝俾屏的距离为I,调整实验装置使得像屏上可以看到清楚的干预条纹?关于干预条纹的情眦确陋腿如图9所示,双缝间的距离为 d,双缝到像A?假设将像屏向左平移一小段距离,屏上的干预条纹将变得不清楚B?假设将像屏向右平移一小段距离,屏上仍有清楚的干预条纹C?假设将双缝间距离d减小,像屏上的两个相邻明条

14、纹间的距离变小D .假设将双缝间距离d减小,像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大3.察光的薄膜干预现象？图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用如图10所示的实验装置观a是点A1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 总到的现象是(a)A?当金属丝圈旋转30寸干预条纹同方向旋转30(b)B?当金属丝圈旋转45寸干预条纹同方向旋转901030 60寸干预条纹同方向旋转D?干预琛纹保持原来状态不变B组光的衍射和偏振4?如图门所示,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,

15、那么关于光屏N上光的亮度变化情况上以下说法中正确的选项是rr0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,贝 UA ?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课时标准练习限时：30分钟一、选择题1 .关于光的干预现象,以下说法正确的选项是A .在波峰与波峰叠加

16、处,将出现亮条纹；在波谷与波谷叠加处,将出现暗条纹B .在双缝干预实验中,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 .当薄膜干预的条纹是等间距的平行线时,说明薄膜的厚度处处相等2.图1是双缝干预实验装置的示意图S为单缝,Si、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上观察到干预条纹？以下说法正确的选项是A碱小双缝间的距离,干预条纹间的距离减小B?增大双缝到屏的距离,干预条纹间的距离增大C .将绿光换为红光,干预条纹间的距离减小D ?将绿光换为紫光,干预条纹间的距离增大3.衍射实验中,以下说法正确的选项是A

17、?其他条件不变,将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄在单缝()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,衍射条纹间距变宽4.以下有()关光现象的说法正确的选项是A ?在光的双缝干预实验中,假设仅将入射光由紫光改为红光,那么条纹间距一定变大 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

18、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,正确的说法是起偏器检储器光接收器Q 光稳LJ温度敏感光舒LJ图2A .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,表示温度变化越小变化越小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

19、就会越小,表示温度6-双缝干预实验装置如图3所示,绿光通过单缝 S后,投射到具有双缝 的挡板上,双缝Si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预条纹？屏0点距双缝Si和S2的距离相等,P点是距0点最近的第一条亮条纹如果一 L绿光#啜将入射的单色光换成红光或蓝光,讨论屏上0点及其上方的干预条一一" 0纹的情况是(A. 0点是红光的亮条纹B ?0点不是蓝光壳条纹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预示意图,挡板上有两条狭缝Six S2,由 SixS2发出的两列波到达屏上时会产生干预条纹,入射激光的波长是入屏上的P点到两狭缝Si、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i号条纹、2号条纹,那么Pi处的亮纹恰好是iO号条纹 ？设前SiPi的长度为Li , S2P1的长度为L2,那么L2Li等于多少？复习讲义根底再现根底导弓I 1.暗条纹2-由于形成同一条