新课标高考物理总复习配套13-2课时2-光的波动性省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

课时2光波动性第1页知识点一光干涉——知识回顾——1．双缝干涉(1)干涉现象两列光波在空间相遇时发生叠加，在一些区域总加强，在另外一些区域总减弱，从而出现

现象叫光干涉现象．明暗相间条纹第2页(2)产生干涉条件两个振动情况总是

波源叫相干波源，只有

发出光相互叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定亮暗相间条纹．2．薄膜干涉(1)薄膜干涉成因由薄膜

反射两列光波叠加而成．劈形薄膜干涉可产生

条纹．相同相干波源前、后表面明暗相间第3页②检验平整程度：待检平面和标准平面之间楔形空气薄膜，用单色光进行照射，入射光从空气膜上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹．待检平面若是平，空气膜厚度相同各点就位于同一条直线上，干涉条纹是平行；反之，干涉条纹有

现象．弯曲第4页第5页第6页2．薄膜干涉(1)当光照在薄膜上时，从膜前后表面各反射回一列光波，这两列波即是频率相同相干光波，因为薄膜厚度不一样，这两列光波旅程差不一样．当旅程差为光波波长整数倍时，则为波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇，使光波振动加强，形成亮条纹；当光波旅程差为半波长奇数倍时，则波峰与波谷相遇，光波振动减弱，形成暗条纹．第7页(2)相干光为薄膜前后两个界面反射光．(3)图样特点：若单色光入射，出现亮暗相间条纹(薄膜厚度相等地方对应同一级条纹)；若白光入射，出现彩色条纹，在同一级条纹中，从紫色到红色对应薄膜厚度从薄到厚．注意：①若用单色光试验，在屏上得到明暗相间条纹；若用白光试验，中央是白色条纹，两侧是彩色条纹．②用同一试验装置做干涉试验，红光干涉条纹间距最大，紫光干涉条纹间距最小，故可知红光波长大于紫光，红光频率小于紫光．第8页——基础自测——

(·江苏高考)如图1所表示，在杨氏双缝干涉试验中，激光波长为5.30×10－7m，屏上P点距双缝S1和S2旅程差为7.95×10－7m，则在这里出现应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”)，现改用波长为6.30×10－7m激光进行上述试验，保持其它条件不变，则屏上条纹间距将________(选填“变宽”、“变窄”或“不变”)．图1图1第9页答案：暗条纹变宽第10页知识点二光衍射——知识回顾——1．光衍射现象光在碰到

时，偏离直线传输方向而照射到

现象叫做光衍射．2．光发生显著衍射现象条件当孔或障碍物尺寸比光波波长

，或者跟波长

时，光才能发生显著衍射现象．障碍物阴影区域小差不多第11页3．各种衍射图样(1)单缝衍射：中央为

，两侧有明暗相间条纹，但间距和亮度不一样．白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央是

，最远离中央是

．(2)圆孔衍射：明暗相间不等距

．(3)泊松亮斑：光照射到一个

圆板后，在圆板阴影中心出现亮斑，这是光能发生衍射有力证据之一．亮条纹紫光红光圆环半径很小第12页——关键点深化——1．光干涉和光衍射关系(1)光干涉和光衍射都是光波叠加结果，只是干涉条纹是经过双缝两束相干光叠加，而衍射是经过单缝或三缝及更多缝光相遇时叠加结果．在双缝干涉试验中，光在经过其中每个狭缝时，都会先发生衍射，而后衍射光相遇再发生干涉．所以，干涉中也有衍射．第13页(2)干涉和衍射图样有相同之处，都是明暗相间条纹．只是干涉条纹中各条纹宽度和亮度都相同，而衍射条纹中各条纹宽度和亮度均不等，中央条纹最宽最亮．第14页2．光直线传输与光衍射关系光直线传输只是一个特殊情况和近似说法．光在没有障碍物均匀介质中是沿直线传输．在障碍物尺寸比光波长大得多情况下，衍射现象不显著，也能够认为光是沿直线传输．在障碍物尺寸能够与光波长相比，甚至比光波长还小时，衍射现象十分显著，这时就不能说光是沿直线传输了．第15页注意：不能误认为光衍射现象否定了光直线传输规律．光直线传输和光衍射现象并不矛盾，它们是同一问题两个方面，在不一样条件下分别表现出直线传输或衍射两种特征．第16页——基础自测——如图2所表示4种明暗相间条纹，分别是红光、蓝光各自经过同一个双缝干涉仪器形成干涉图样以及黄光、紫光各自经过同一个单缝形成衍射图样(黑色部分表示亮纹)．则在下面四个图中从左往右排列，亮条纹颜色依次是()图2第17页A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫解析：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；又因为黄光波长比紫光波长大，故第四幅图为黄光衍射图样，第二幅为紫光衍射图样．答案：B第18页知识点三光偏振——知识回顾——1．光偏振：沿着各个方向振动光波强度都相同光叫

，

经过

后只剩下沿某一方向振动光叫偏振光．2．光偏振证实了光是一个

波．自然光自然光偏振片横第19页——关键点深化——1．自然光与偏振光区分除了直接从光源发出光外，日常生活中碰到光大都是偏振光．(1)自然光：在任意一个垂直于光传输方向振动光波强度都相同．(2)偏振光：在垂直于光波传输方向平面内，只沿某一个特定方向振动光．第20页2．偏振光产生方式(1)自然光经过起偏器：经过两个共轴偏振片观察自然光，第一个偏振片作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片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交界面上，假如光入射方向适当，使反射光和折射光之间夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．第21页注意：误认为偏振片就是刻有狭缝薄片，偏振片并非刻有狭缝，而是含有一个特征，即存在一个偏振方向，只让平行于该方向振动光经过，其它振动方向光被吸收了．第22页3．偏振光理论意义及应用(1)理论意义：光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．光偏振现象说明光波是横波．(2)应用：摄影机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．第23页——基础自测——如图3所表示，让灯光经过偏振片P，在偏振片P后面再放置另一个偏振片Q，转动Q观察经过两块偏振片透射光．当透射光线最强时，统计P、Q放置位置关系，假如在这一位置处将P转动90°，在Q另一侧观察到现象是()图3第24页A．射出光线强度保持不变B．有光线射出，强度变弱C．有光线射出，强度变强D．无光线射出解析：因为光波为横波，在透射光线最强时，两个偏振片P、Q透振方向平行，当偏振片P转动90°后，两个偏振片透振方向垂直．能够透射过P光线不能够透射过Q，所以在偏振片Q另一侧看不到任何光线．答案：D第25页题型一对双缝干涉条件了解[例1]如图4所表示，在双缝干涉试验中，S1和S2为双缝，P是光屏上一点，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试验，问P点是亮条纹还是暗条纹？图4第26页(1)已知A光在折射率为n＝1.5介质中波长为4×10－7m.(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°.第27页第28页[答案]

(1)暗条纹(2)亮条纹第29页题后反思(1)这类题目标解题关键是看光旅程差是波长整数倍还是半波长奇数倍，从而确定是明条纹还是暗条纹．(2)试验装置放在哪种介质中就要用哪种介质中波长进行计算，不可张冠李戴．本题中装置是放在空气中，故要求出在空气中波长．第30页变式1—1

如图5所表示为双缝干涉试验装置．当使用波长为6×10－7m橙色光做试验时，光屏P点及其上方P1点形成两条相邻亮纹．若使用波长为4×10－7m紫光重复上述试验，在P点和P1点形成明、暗纹情况是()A．P和P1都是明纹B．P是明纹，P1是暗纹C．P是暗纹，P1是明纹D．P和P1都是暗纹图5第31页解析：依据形成明暗条纹条件可知：不论换用哪种波长色光，δ＝PS1－PS2，故P点总是明纹．橙色光在P1点形成第一条明条纹，有δ＝P1S2－P1S1＝nλ＝1×6×10－7m＝6×10－7m，这对紫光来说：P1S2－P1S1＝1.5λ紫，故P1为暗纹，正确选项为B.答案：B第32页题型二对薄膜干涉了解[例2]劈尖干涉是一个薄膜干涉，其装置如图6甲所表示．将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到干涉条纹如图6乙所表示，干涉条纹有以下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应薄膜厚度差恒定．现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到干涉条纹将怎样改变？第33页图6第34页[解析]

光线在空气膜上、下表面上反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹．设空气膜顶角为θ，d1、d2处为两相邻明条纹，如图7所表示，则两处光旅程差分别为Δx1＝2d1，Δx2＝2d2.图7第35页[答案]

变疏第36页第37页变式2—1登山运动员在登雪山时要注意预防紫外线过分照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，不然将会严重地损害视力．有些人想利用薄膜干涉原理设计一个能大大减小对眼睛伤害眼镜．他选取薄膜材料折射率为n＝1.5，所要消除紫外线频率为8.1×1014Hz.那么他设计这种“增反膜”厚度最少是多少？第38页答案：1.23×10－7m第39页1．在杨氏双缝干涉试验中，假如()A．用白光作为光源，屏上将展现黑白相间条纹B．用红光作为光源，屏上将展现红黑相间条纹C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将展现彩色条纹D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将展现间距不等条纹第40页解析：白光作为光源，屏上将展现彩色条纹，A错；B为红光双缝干涉，图样为红黑相间，故B正确；红光和紫光频率不一样，不能产生干涉图样，C错；遮住一条狭缝时，紫光将发生单缝衍射，形成衍射图样，D正确．答案：BD第41页2．用如图8所表示试验装置观察光薄膜干涉现象．图a是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图b是竖立附着一层肥皂液薄膜金属丝圈．将金属丝圈在其所在竖直平面内迟缓放置，观察到现象是()图8第42页A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C．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解析：金属丝圈在竖直平面内迟缓旋转时，楔形薄膜形状各处厚度形状几乎不变．所以，形成干涉条纹保持原状态不变，D正确，ABC错误．答案：D第43页3．以下说法正确是()A．用分光镜观察光谱是利用光折射时色散现象B．用X光机透视人体是利用光电效应C．光导纤维传输信号是利用光干涉现象D．门镜能够扩大视野是利用光衍射现象解析：B是利用X射线穿透性，C是全反射现象，D是利用光折射现象，B、C、D均错误，只有A原理叙述正确．答案：A第44页4．以下相关光现象说法正确是()A．在光双缝干涉试验中，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．紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射D．拍摄玻璃橱窗内物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光强度第45页答案：A第46页5．(·福建高考)光在科学技术、生产和生活中有着广泛应用，以下说法正确是()A．用透明标准平面样板检验