光的干涉 衍射 偏振

1、第二节光的干涉衍射偏振,一、光的干涉,1.定义,两列相同、相同的光波相叠加,某些区域出现振动加强,某些区域出现振动减弱,并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象。,2.相干条件,只有相干光源发出的光叠加,才会发生干涉现象。相干光源是指相同(振动情况相同)的两列光波。,答案：1.频率振动情况,2.频率,3.双缝干涉,(1)现象:单色光干涉时观察到明暗相间的条纹;白光双缝干涉的现象为中央为条纹,两边是条纹。,(2)亮、暗条纹的判断:r=n(n=0,1,2,),即到双缝的距离差为波长的倍的点出现亮条纹,r=n+(n=0,1,2,)即到双缝的距离差 为半波长倍的点出现暗条纹。,答案:白色

2、彩色整数奇数,4.薄膜干涉,光照射到薄膜上时,薄膜表面反射的两列光相叠加,发生干涉现象。若入射光为单色光,可形成明暗相间的干涉条纹,若入射光为白光,可形成彩色的干涉条纹。,答案：前、后,二、光的衍射,1.定义,光离开直线路径绕到障碍物的现象叫光的衍射,衍射产生的明暗条纹或光环叫衍射图样。,答案：阴影里,2.发生明显衍射的条件,只有当障碍物的跟光的波长相比差不多,甚至比光的波长还的时候,衍射现象才会明显。,答案：尺寸小,3.衍射图样,(1)单缝衍射,a.单色光:明暗相间的不等距条纹,中央亮纹最宽最亮,两侧条纹具有性。,b.白光:中间为宽且亮的白色条纹,两侧是窄且暗的彩色条纹,最靠近中央的是紫光,

3、远离中央的是红光。,(2)圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环,圆环面积远远超过孔的直线照明的面积。,(3)圆盘衍射:明暗相间的不等距圆环,中心有一亮斑称为亮斑(证实波动性)。,答案： (1)对称 (3)泊松,三、光的偏振,1.偏振现象,横波只沿某一振动,称为波的偏振现象。,2.自然光,若光源发出的光,包含着在垂直于光传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的都相同,这种光叫自然光。,答案：1.特定方向,2.强度,例如:自然光通过偏振片后,就得到了偏振光。见示意图。,3.偏振光,在垂直于光传播方向的平面上,只沿一个振动的光,叫偏振光。,答案：特定方向,【自主探究】 一束红光射向一块有双

4、缝的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈现明、暗相间的干涉条纹。现在将其中一条窄缝挡住,让这束红光只通过一条窄缝,则在光屏上可以看到()。,光的衍射和干涉的异同,A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是明条纹比原来暗些,B.与原来不同的明暗相间的条纹,而中央明条纹变宽些,C.只有一条与缝宽相对应的明条纹,D.无条纹,只存在一片红光,答案：B,解析:本题中这束红光通过双缝时,产生了干涉现象,说明每一条缝宽都很窄,满足这束红光发生明显衍射的条件,这束红光通过双缝在光屏上形成的干涉图样的特点是:中央出现明条纹,两侧对称出现等间隔的明暗相间条纹。而这束红光通过单缝时形成的衍射图样的特点是:中央出现较宽的明条纹

5、,两侧对称出现不等间隔的明暗相间的条纹,且距中央明条纹越远的明条纹的亮度迅速减小,所以衍射图样看上去明暗相间的条纹数量较少,本题正确选项是B项。,归纳要点：光的衍射和干涉的异同,易错辨析,请你判断下列表述正确与否,对不正确的,请予以更正。,1.薄膜干涉是薄膜前、后表面的反射光叠加产生的,所以要观察薄膜干涉条纹,应该从光源一侧观察。,2.光的干涉和衍射现象说明了光是波,也能说明光是横波。,3.在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂一层薄膜,当薄膜的厚度是光在空气中波长的1/4时,可起到减小反射光强度、增大透射光强度的作用。,3.错误。薄膜的厚度应是光在薄膜中的波长的时,在薄膜的两个面 上的反射光,光程

6、差恰好等于半波长,因而两者相互抵消,才起到减小反射光强度、增大透射光强度的作用。,答案:1.正确。,2.错误。光的干涉和衍射现象说明光是波,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。,提升应用技巧的突破口,【例题】 用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐),图乙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()。,命题研究、光的薄膜干涉,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

7、原来形状不变,思路点拨:1.光的薄膜干涉中相干光源是如何获得的?,2.干涉条纹为什么是水平的?,答案:D,解析:附着在金属丝圈上的肥皂膜由于受重力作用而上薄下厚,形成劈形膜。无论在竖直平面内怎样旋转金属丝圈,这种劈形膜的厚度变化都和最初一样,故干涉条纹保持原来的形状,选D。,规律总结1.薄膜干涉是由于光在薄膜前后两个表面上反射的光引起的,一般来说在不同厚度的薄膜上的光程差不同,所以同一厚度薄膜的两个表面反射的光发生干涉即形成同一条纹。,2.薄膜干涉中条纹间距与厚度变化快慢有关,厚度变化越快,条纹间距越小。,拓展链接在研究材料A的热膨胀特性时,可采用如图所示的干涉实验法,A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一个透明的平行板B,B与A上表面平行,在它们间形成一个厚度均匀的空气膜,现在用波长为的单色光垂直照射,同时对A缓慢加热,A均匀膨胀,在B上方观察到B板的亮度发生周期性的变化,当温度为t1时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升到t2时,亮度再一次回到最亮,则 ()。,A.出现最亮时,B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强,B.出现最亮时,B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强,C.温度从t1升至t2过程中,A的高度增加,D.温度从t1升到t2过程中,A的