创新导学案X年高考物理总复习配套课件：选

第2讲光的波动性知识点一光的干涉[想一想]在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为Δx＝0.6μm；若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝时，P点会出现亮条纹还是暗条纹？[记一记]1．产生条件两列光的

相同，振动方向

，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。2．两种典型的干涉(1)杨氏双缝干涉。①原理如图所示。②明、暗条纹的条件。(ⅰ)单色光：形成

的条纹，中央为明条纹。a．光的路程差r2－r1＝

(k＝0，1，2…)，光屏上出现明条纹。频率相同明暗相间kλb．光的路程差r2－r1＝

＿

＿

(k＝0，1，2…)，光屏上出现暗条纹。(ⅱ)白光：光屏上出现

条纹，且中央亮条纹是

(填写颜色)。③条纹间距公式：Δx＝＿＿＿。(2)薄膜干涉。①相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面的两列光波。②图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的

相等。彩色白色反射厚度[试一试]1．如下图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【答案】

C知识点二光的衍射[记一记]1．发生明显衍射的条件只有当障碍物的尺寸与光的波长

，甚至比光的波长

的时候，衍射现像才会明显。2．衍射条纹的特点(1)单缝衍射：单色光的衍射图样为中间

的单色条纹，两侧是

的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹。相差不多还小宽且亮明暗相间(2)圆孔衍射：明暗相间的

圆环。(3)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到

(选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现

(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。知识点三光的偏振现像[记一记]1．偏振光波只沿

的方向的振动。不等距不透明亮斑某一特定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。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。光的偏振证明光是

。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。一切方向强度垂直横波[试一试]2．如图，P是一偏振片，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，哪几种光照射P时能在P的另一侧观察到透射光(

)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°角振动的光【解析】太阳光中中各种振振动方向向的光都都有，所所以会通通过偏振振片，只只有与透透振方向向垂直的的光线不不能通过过偏振片片，即选选项C不正确。。【答案】ABD单缝衍射射与双缝缝干涉的的比较【例1】如图为红红光或紫紫光通过过双缝或或单缝所所呈现的的图样，，则()A．甲为紫紫光的干干涉图样样B．乙为紫紫光的干干涉图样样C．丙为红红光的干干涉图样样D．丁为红红光的干干涉图样样【解题探究究】(1)从条纹的的宽度和和间距上上如何区区别双缝缝干涉和和单缝衍衍射？【提示】双缝干射射：条纹纹宽度相相等，相相邻条纹纹间距也也相等。。单缝衍射射：条纹纹宽度不不等，中中央最宽宽，相邻邻条纹间间距也不不等。(2)干涉条纹纹和衍射射条纹的的宽度与与波长有有何关系系？【提示】波长越长，，产生的干干涉条纹和和衍射条纹纹越宽。【自主解答】________________________________________________________________________________________________________________【答案】B【总结提升】区分光的干干涉和衍射射(1)白光发生光光的干涉、、衍射和光光的色散都都可出现彩彩色条纹，，但其光学学本质不同同。(2)区分干涉和和衍射，关关键是理解解其本质，，实际应用用中可以从从条纹宽度度、条纹间间距、亮度度等方面加加以区分。。变式训练1(2013·大纲全国)下列现像中中，属于光光的衍射的的是()A．雨后天空空出现彩虹虹B．通过一个个狭缝观察察日光灯可可看到彩色色条纹C．海市蜃楼楼现像D．日光照射射在肥皂膜膜上出现彩彩色条纹【解析】彩虹是光的的色散现像像，海市蜃蜃楼是光的的折射、全全反射现像像，肥皂膜膜上出现彩彩色条纹是是薄膜干涉涉现像，A、C、D错误。通过过狭缝观察察日光灯看看到彩色条条纹是单缝缝衍射现像像，B正确。【答案】B自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向光的偏振、、自然光和和偏振光的的比较自然光和偏偏振光的比比较【例2】如图所示，，电灯S发出的光先先后经过偏偏振片A和B，人眼在P处迎着入射射光方向，，看不到光光亮，则图图中a光为________光，图中b光为________光。以SP为轴将B转过180°后，在P处________(选填“能”或“不能”)看到光亮，，以SP为轴将B转过90°后，在P处________(选填“能”或“不能”)看到光亮。。【解析】自然光沿各各个方向发发散，是典典型的非偏偏振光，通通过偏振片片后，透射射光是只沿沿着某一特特定方向振振动的光，，即偏振光光，从电灯灯直接发出出的光为自自然光，故故a光为自然光光，它通过过偏振片A后，即变为为偏振光，，故b光为偏振光光。设通过过A的光沿竖直直方向振动动，而人眼眼在P处逆着入射射光方向看看不到光亮亮，说明B偏振片的透透振方向为为水平方向向，将B转过180°后，P处仍无光亮亮，若将B转过90°，则该偏振振片的透振振方向变为为竖直方向向，则偏振振光能通过过B，即在P处有光亮。。【答案】自然偏振振不能能能变式训练2(2012·江苏高考)如图所示，，白炽灯的的右侧依次次平行放置置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。旋转转偏振片P，A、B两点光的强强度变化情情况是()A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变【解析】白炽灯光经经过偏振片片P后成为完全全偏振光，，旋转P时P、Q间偏振光的的振动方向向改变，但但光的强度度不变，B、D错误。由于于偏振片Q的透振方向向不变，故故旋转P时Q右侧的偏振振光强度发发生周期性性变化，故故A错误，C正确。【答案】C1．关于波动动，下列说说法正确的的是()A．各种波均均会发生偏偏振现像B．用白光做做单缝衍射射与双缝干干涉实验，，均可看到到彩色条纹纹C．声波传播播过程中，，介质中质质点的运动动速度等于于声波的传传播速度D．已知地震震波的纵波波波速大于于横波波速速，此性质质可用于横横波的预警警【解析】只有横波才才有偏振现现像，A错误；白光的的单缝衍射和和双缝干涉的的图样都是彩彩色条纹，B正确；机械波波传播时，质质点的运动速速度与波的传传播速度无关关，C错误；因为地地震波的纵波波波速大于横横波波速，所所以对于同一一地点纵波总总是先到达，，从而起到对对横波的预警警，D正确。【答案】BD2．关于光的衍衍射，下列说说法中错误的的是()A．光的衍射是是光在传播过过程中绕过障障碍物的现像像B．只有两列频频率相同的光光波叠加后才才能发生衍射射C．光的衍射没没有否定光沿沿直线传播的的结论D．光的衍射现现像为波动说说提供了有利利的证据【答案】B3．如图所示是是用光学的方方法来检查一物体表面光光滑程度的装装置，其中A为标准平板，B为被检查其表表面平整程度度的物体，C为单色入射光光，如果要说说明能检查平平面平整程度度的道理，则则需要用到的的下列光学概概念是()A．反射和干涉涉B．全反射和干干涉C．反射和衍射射D．全反射和衍衍射【答案】A4．(2014··济南模拟)某同学使用激激光器做光源源，在不透光光的挡板上开开一条缝宽为为0.05mm的窄缝，进行行光的衍射实实验，如图甲甲所示。则他他在光屏上看看到的条纹是是图乙中的()【答案】D5．用如图所示示的实验装置置观察光的薄薄膜干涉现像。。图甲是点燃燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图乙是竖立立的附着一层层肥皂液薄膜的金金属线圈。将将金属线圈在在其所在的竖竖直平面内缓缓慢旋转，观观察到的现像像是()A．当金属线圈圈旋转30°时，干涉条纹纹同方向旋转转30°B．当金属线圈圈旋转45°时，干涉条纹纹同方向旋转转90°C．当金属线圈圈旋转60°时，干涉条纹纹同方向旋转转30°D．干涉条纹保保持不变【解析】金属线圈的转转动改变不了了肥皂液薄膜膜的上薄下厚厚的形状，由由干涉原理可可知干涉条纹纹与金属线圈圈在该竖直平平面内的转动动无关，仍然然是水平的干干涉条纹，所所以本题选D。【答案】D6．(2013··上海单科)白光通过双缝缝后产生的干干涉条纹是彩彩色的，其原原因是不同色色光的()A．传播速度不不同B．强度不同C．振动方向不不同D．频率不同【解析】本题考查双缝缝干涉中的色色散现像。由由于不同色光光的波长不同同，频率不同同，在光屏上上形成明条纹纹的位置不同同，从而形成成彩色条纹。。D选项正确。【答案】B7.如图所示，A、B两幅图是由单色光分别别射到圆孔而而形成的图像，其中中图A是光的______(填“干涉”或“衍射”)图像。由此可以判断断出图A所对应的圆孔孔的孔径________(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔孔的孔径。【解析】小孔衍射时，，孔的直径越越小，衍射越越明显。【答案】衍射小于8．奶粉的碳水水化合物(糖)的含量是一个个重要指标，，可以用“旋光法”来测量糖溶液液的浓度，从从而鉴定含糖糖量。偏振光光通过糖的水水溶液后，偏偏振方向会相相对于传播方方向向左或向向右旋转一个个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶溶液的浓度有有关，将α的测量值与标标准值相比较较，就能确定定被测样品的的含糖量了。。如图所示，，S是自然光源，，A、B是偏振片，转转动B，使到达O处的光最强，，然后将被测测样品P置于A、B之间。(1)偏振片A的作用是什么么？________________________。(2)偏振现像证明明了光是一种种________。(3)以下说法中正正确的是()A．到达O处光的强度会会明显减弱B．到达O处光的强度不不会明显减弱弱C．将偏振片B转动一个角度度，使得O处光强度最强强，偏振片B转过的角度等等于αD．将偏振片A转动一个角度度，使得O处光强度最强强，偏振片A转过的角度等等于α【解析】(1)自然光源发出出的光不是偏偏振光，但当当自然光经过过偏振片后就就变成了偏振振光，因此偏偏振片A的作用是把自自然光变成偏偏振光。(2)偏振现像证明明了光是一种种横波。(3)因为A、B的透振方向一一致，故A、B间不放糖溶液液时，自然光光通过偏振片片A后变成偏振光光，通过B后到O。当在A、B间加上糖溶液液时，由于糖糖溶液的旋光光作用，使通通过A的偏振光的振振动方向转动动了一定角度度，使通过B到达O的光的强度不不是最大，但但当B转过一个角度度，恰好使透透振方向与经经过糖溶液后后的偏振光的的振动方向一一致时，O处光强又为最最强，故B的旋转角度即即为糖溶液的的旋光度。若偏振片B不动而将A旋转一个角度度，再经糖溶溶液旋光后光光的振动方向向恰与B的透振方向一一致，则A转过的角度也也为α，故选项A、C、D正确。【答案】(1)把自然光变成成偏振光(2)横波(3)ACD9．(1)在研究材料A的热膨胀特性性时，可采用如图所所示的干涉实实验法。A的上表面是一光滑滑平面，在A的上方放一个个透明的平行板板B，B与A上表面平行，，在它们之间形成成一厚度均匀匀的空气膜。。现在用波长为λ的单色光垂直直照射，同时时对A缓慢加热，在在B上方观察到B板的亮度发生生周期性变化化。当温度为为t1时最亮，然后后亮度逐渐减减弱至最暗；；当温度升高高到t2时，亮度再一一次回到最亮亮。①在B板上方观察到到的亮暗变化化是由哪两个个表面的反射射光叠加形成成的？②温度由由t1升高到到t2时，A的高度度升高高多少少？(2)①肥皂泡泡在太太阳光光照射射下呈呈现的的彩色色是________现像；；露珠珠在太太阳光光照射射下呈呈现的的彩色色是________现像；；通过过狭缝缝看太太阳光光时呈呈现的的彩色色是________现像。。②凡是波波都具具有衍衍射现现像，，而把把光看看作直直线传传播的的条件件是________。要使使光产产生明明显的的衍射射，条条件是是_____________。③当狭缝缝的宽宽度很很小并并保持持一定定时，，用红红光和和紫光光照射射狭缝缝，看看到的的衍射射条纹纹的主主要区区别是是____________________。④如图所所示，，让太太阳光光或白白炽灯灯光通通过偏偏振片片P和Q，以光光的传传播方方向为为轴旋旋转偏偏振片片P和Q，可以以看到到透射射光的的强度度会发发生变变化，，这是是光的的偏振振现像像，这这个实实验表表明___________。(2)①肥皂泡泡呈现现的彩彩色是是光的的干涉涉现像像，露露珠呈呈现的的彩色色是