【名师讲义】2019届高考物理一轮复习：第十六章 第2讲 光的波动性.pdf

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1、第第 2 2 讲讲光的波动性光的波动性 板块一板块一主干梳理夯实基础主干梳理夯实基础 【知识点【知识点 1 1】光的干涉光的干涉 1 1条件和方法条件和方法 (1)(1)两列光的频率相同，相位差恒定，才能产生稳定的干涉现象。两列光的频率相同，相位差恒定，才能产生稳定的干涉现象。 (2)(2)将同一列光分为两列光，可以获得相干光源。双缝干涉和薄膜干涉都是用此种方法获得将同一列光分为两列光，可以获得相干光源。双缝干涉和薄膜干涉都是用此种方法获得 相干光源。相干光源。 2 2双缝干涉双缝干涉 (1)(1)原理如图所示。原理如图所示。 (2)(2)明、暗条纹的条件明、暗条纹的条件 单色光单色光 a a

2、光的路程差光的路程差r r2 2r r1 1k k ( (k k0,1,2)光屏上出现明条纹。0,1,2)光屏上出现明条纹。 b b光的路程差光的路程差r r2 2r r1 1(2(2k k1)1) ( (k k0,1,2)光屏上出现暗条纹。0,1,2)光屏上出现暗条纹。 2 2 白光：光屏上出现彩色条纹。白光：光屏上出现彩色条纹。 (3)(3)条纹间距公式：条纹间距公式：x x 。 l l d d 3 3薄膜干涉薄膜干涉 (1)(1)原理：薄膜厚度上薄下厚，入射光在薄膜的同一位置的来自前后两个面的反射光路程差原理：薄膜厚度上薄下厚，入射光在薄膜的同一位置的来自前后两个面的反射光路程差 不同，

3、叠加后出现明暗相间的条纹。不同，叠加后出现明暗相间的条纹。 (2)(2)应用应用 增透膜。增透膜。 利用光的干涉检查工件平整度。利用光的干涉检查工件平整度。 (3)(3)图样特点：同双缝干涉，同一条明图样特点：同双缝干涉，同一条明( (或暗或暗) )纹对应薄膜的厚度相等。纹对应薄膜的厚度相等。 【知识点【知识点 2 2】光的衍射光的衍射 1 1发生明显衍射的条件发生明显衍射的条件 只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多， 甚至比光的波长还小的时候，甚至比光的波长还小的时候， 衍射现象才会明显。衍射现象才会明显。 2 2衍射条纹的特点衍射条纹的特点 (1)(1

4、)单缝衍射：单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹单缝衍射：单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，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。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。 (2)(2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环。圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环。 (3)(3)泊松亮斑泊松亮斑( (圆盘衍射圆盘衍射) )：当光照到不透明的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出：当光照到不透明的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出 现亮斑现亮斑( (在阴影外还有

5、不等间距的明暗相间的圆环在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环) )。 【知识点【知识点 3 3】光的偏振现象光的偏振现象 1 1偏振偏振 横波在垂直于传播方向的平面上，只沿某一特定的方向的振动。横波在垂直于传播方向的平面上，只沿某一特定的方向的振动。 2 2自然光自然光 太阳、太阳、电灯等普通光源发出的光，电灯等普通光源发出的光， 包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光， 而且沿而且沿 各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。 3 3偏振光偏振光 在垂直于传播方向的平面上，在垂直于传播方

6、向的平面上， 只沿某个特定方向振动的光。只沿某个特定方向振动的光。 光的偏振证明光是横波。光的偏振证明光是横波。 自然光自然光 通过偏振片后，就得到了偏振光。通过偏振片后，就得到了偏振光。 【知识点【知识点 4 4】实验：用双缝干涉测光的波长实验：用双缝干涉测光的波长 1 1实验目的实验目的 (1)(1)观察双缝干涉图样，掌握实验方法。观察双缝干涉图样，掌握实验方法。 (2)(2)测定单色光的波长。测定单色光的波长。 2 2实验原理实验原理 相邻两条明条纹间距相邻两条明条纹间距 x x与入射光波长与入射光波长 ，双缝，双缝S S1 1、S S2 2间距间距d d及双缝与屏的距离及双缝与屏的距离

7、l l满足的满足的 关系式为：关系式为： x x 。 l l d d 3 3实验器材实验器材 光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度 尺。尺。 4 4实验步骤实验步骤 (1)(1)安装仪器。安装仪器。 将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安装在光具座上。将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安装在光具座上。 接好光源，打开开关，接好光源，打开开关， 使白炽灯正常发光。使白炽灯正常发光。调节各部件的高度，调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿使光源灯丝发出的光能沿 轴线到达光屏。轴线到达光屏

8、。 安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝平行。安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝平行。 (2)(2)观察记录与数据处理。观察记录与数据处理。 调单缝与双缝间距为调单缝与双缝间距为 5 510 cm10 cm 时，观察白光的干涉条纹。时，观察白光的干涉条纹。 在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。 调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第 1 1 条明条纹的中心，记下手轮上的读数条明条纹的中心，记下手轮上的读数a a1 1；转；转 动手轮，使分划板向一侧移动，当分划

9、板中心刻度线与第动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n n条明条纹中心对齐时，记下手条明条纹中心对齐时，记下手 | |a a1 1a a2 2| | 轮上的读数轮上的读数a a2 2，则相邻两条纹间的距离，则相邻两条纹间的距离 x x。 n n1 1 用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l l，由公式，由公式 x x计算波长。计算波长。 d d l l 换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，测量相应色光的波长。换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，测量相应色光的波长。 5 5注意事项注意事项 (1)(1)注意调节光源的高度，使它发出的一

10、束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。注意调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。 (2)(2)放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上。放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上。 (3)(3)调节测量头时，应使分划板中心刻度线和条纹的中心对齐，记录此时手轮上的读数，转调节测量头时，应使分划板中心刻度线和条纹的中心对齐，记录此时手轮上的读数，转 动测量头，动测量头，使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐，使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐， 记下这时手轮的读数，记下这时手轮的读数，两次读数之差两次读数之差 就表示这两个条纹间的距离。就表示这

11、两个条纹间的距离。 (4)(4)不要直接测量相邻两条纹的间距不要直接测量相邻两条纹的间距 x x， 测量间隔若干个条纹的间距，测量间隔若干个条纹的间距， 计算得到相邻两条纹计算得到相邻两条纹 的平均间距的平均间距 x x，这样可以减小误差。，这样可以减小误差。 (5)(5)观察白光的干涉，看到的是彩色条纹，中央为白色亮条纹。观察白光的干涉，看到的是彩色条纹，中央为白色亮条纹。 板块二板块二考点细研悟法培优考点细研悟法培优 考点考点 1 1 光的干涉、衍射光的干涉、衍射 对比分析对比分析 1 1单缝衍射与双缝干涉的比较单缝衍射与双缝干涉的比较 2 2干涉与衍射的本质干涉与衍射的本质 光的干涉条纹

12、和衍射条纹都是光波叠加的结果，光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果， 从本质上从本质上讲讲， 衍射条纹的形成与干涉条纹的衍射条纹的形成与干涉条纹的 形成具有相似的原理。形成具有相似的原理。在衍射现象中，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，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波， 它它 们在屏上叠加形成单缝衍射条纹。们在屏上叠加形成单缝衍射条纹。 例例 1 1( (多选多选) )如图所示，甲、乙为单色光通过狭缝后形成的明暗相间的两种条纹图样。下列如图所示，甲、乙为单色光通过狭缝后形成的明暗相间的两种条纹图样。下列 选项中说法正确的是选项中说法正确的是( () ) A

13、 A甲为单缝衍射的图样甲为单缝衍射的图样B B乙为双缝干涉的图样乙为双缝干涉的图样 C C甲为双缝干涉的图样甲为双缝干涉的图样D D乙为单缝衍射的图样乙为单缝衍射的图样 (1)(1)从条纹的宽度和间距上如何区别双缝干涉和单缝衍射？从条纹的宽度和间距上如何区别双缝干涉和单缝衍射？ 提示：提示：双缝干涉：条纹宽度相等，相邻条纹间距也相等。单缝衍射：条纹宽度不等，中央最双缝干涉：条纹宽度相等，相邻条纹间距也相等。单缝衍射：条纹宽度不等，中央最 宽，相邻条纹间距也不等。宽，相邻条纹间距也不等。 (2)(2)干涉条纹和衍射条纹的宽度与波长有何关系？干涉条纹和衍射条纹的宽度与波长有何关系？ 提示：提示：波

14、长越长，产生的干涉条纹和衍射条纹越宽。波长越长，产生的干涉条纹和衍射条纹越宽。 尝试解答尝试解答选选 ABAB。 干涉条纹的特点是条纹宽度相等，且相邻条纹等间距，故乙图为干涉条纹，干涉条纹的特点是条纹宽度相等，且相邻条纹等间距，故乙图为干涉条纹， B B 正确。衍射条正确。衍射条 纹的特点是条纹宽度不等，中央最宽且各相邻条纹间距不等，故甲图为衍射条纹，纹的特点是条纹宽度不等，中央最宽且各相邻条纹间距不等，故甲图为衍射条纹，A A 正确，正确， C C、D D 都错误。都错误。 总结升华总结升华 区分光的干涉和衍射区分光的干涉和衍射 (1)(1)白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，

15、但其光学本质不同。白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但其光学本质不同。 (2)(2)区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可以从条纹宽度、条纹间距、亮度等区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可以从条纹宽度、条纹间距、亮度等 方面加以区分。方面加以区分。 跟踪训练跟踪训练 ( (多选多选) )下列说法正确的是下列说法正确的是( () ) A A用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理 B B紫外线比红外线更容易发生衍射现象紫外线比红外线更容易发生衍射现象 C C其他条件相同，经过同一双缝所得干涉条纹，红

16、光比绿光的条纹宽度大其他条件相同，经过同一双缝所得干涉条纹，红光比绿光的条纹宽度大 D D光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的 E E光的偏振现象说明光是一种横波光的偏振现象说明光是一种横波 答案答案ACEACE 解析解析光导纤维传输图象和信息，光导纤维传输图象和信息， 这是利用了光的全反射原理，这是利用了光的全反射原理， A A 正确。正确。紫外线比红外线的紫外线比红外线的 波长更短，更不容易发生衍射现象，波长更短，更不容易发生衍射现象，B B 错误。其他条件相同，经同一双缝所得的干涉条纹，错误。其他条件相同，经同一双缝所得的干涉条纹， 波长越长条纹越

17、宽，红光的波长比绿光的波长长，因此红光比绿光的条纹宽度大，波长越长条纹越宽，红光的波长比绿光的波长长，因此红光比绿光的条纹宽度大，C C 正确。正确。 折射、衍射、干涉都可以引起光的色散现象，折射、衍射、干涉都可以引起光的色散现象， D D 错误。偏振是横波所特有的，光的偏振说明错误。偏振是横波所特有的，光的偏振说明 光是一种横波，光是一种横波，E E 正确。正确。 考点考点 2 2 光的双缝干涉光的双缝干涉 深化理解深化理解 1 1双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻明条纹或两相邻暗条纹间距离与波长成正比，双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻明条纹或两相邻暗条纹间距离与波长成正比， 即即 x

18、 x 。 l l d d 2 2用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白色条纹，两侧为彩色条纹。用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白色条纹，两侧为彩色条纹。 例例 2 2如图所示，如图所示， 在双缝干涉实验中，在双缝干涉实验中，S S1 1和和S S2 2为双缝，为双缝，P P是光屏上的一点，是光屏上的一点， 已知已知P P点与点与S S1 1、 S S2 2的距离之差为的距离之差为2.1102.110 6 6 m m， 已知已知A A光在折射率为光在折射率为n n1.51.5的介质中的波长为410的介质中的波长为4107 7 m m， B B光在某种介质中波长为光在某种介

19、质中波长为3.15103.1510 7 7 m m，当，当B B光从这种介质射向空气时，临界角为光从这种介质射向空气时，临界角为37，37， 分别用分别用A A、B B两种单色光在空气中用此装置做双缝干涉实验，两种单色光在空气中用此装置做双缝干涉实验， 问问P P点是明条纹还是暗条纹？点是明条纹还是暗条纹？ 若用若用A A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象。光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象。 (1)(1)如何判定如何判定P P点是明条纹还是暗条纹？点是明条纹还是暗条纹？ 提示：提示：光程差是半波长的奇数倍时是暗条纹，是偶数倍时是明条纹。光程差是半波长的

20、奇数倍时是暗条纹，是偶数倍时是明条纹。 (2)(2)如何判定是干涉还是衍射？如何判定是干涉还是衍射？ 提示：提示：双缝是干涉，单缝是衍射。双缝是干涉，单缝是衍射。 尝试解答尝试解答暗条纹暗条纹_明条纹明条纹_仍出现明暗相间的条纹，仍出现明暗相间的条纹，但中央条纹最宽最亮，但中央条纹最宽最亮，两侧明条纹逐两侧明条纹逐 渐变窄、变暗，相邻两条明条纹或暗条纹间距逐渐减小。渐变窄、变暗，相邻两条明条纹或暗条纹间距逐渐减小。 1 1 设设A A光在空气中波长为光在空气中波长为 1 1，在介质中波长为，在介质中波长为 2 2，由，由n n 得，得，n n，则，则 1 1n n 2 2610610 v v

21、2 2 c c 7 7 m m。又光的路程差。又光的路程差 2.1102.1106 6 m m，N N1 13.53.5，即从，即从S S1 1和和S S2 2到到P P点的光的路程差点的光的路程差 1 1 是波长是波长 1 1的 的 3.53.5 倍，倍， 所以所以P P点为暗条纹。点为暗条纹。 用用B B光作光源，光作光源， 根据临界角与折射率的关系根据临界角与折射率的关系sinsinC C 5 5 ，得，得n n ，由此可知，由此可知，B B光在空气中的波长光在空气中的波长 2 2n n 介介5.2510 5.2510 7 7 m m，N N2 2 n nsin37sin373 3 4

22、4，P P点为明条纹。若用点为明条纹。若用A A光照射时，把其中一条缝遮住，光屏上仍出现明暗相间的光照射时，把其中一条缝遮住，光屏上仍出现明暗相间的 2 2 条纹，但中央条纹最宽、最亮，两侧条纹逐渐变窄、变暗，相邻两条明条纹或暗条纹间距逐条纹，但中央条纹最宽、最亮，两侧条纹逐渐变窄、变暗，相邻两条明条纹或暗条纹间距逐 渐减小。渐减小。 总结升华总结升华 双缝干涉中明暗条纹的分析步骤和应注意的问题双缝干涉中明暗条纹的分析步骤和应注意的问题 (1)(1)一般解题步骤一般解题步骤 由题设情况依由题设情况依 真真 n n 介介，求得光在真空 ，求得光在真空( (或空气或空气) )中的波长。中的波长。

23、由屏上出现明暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还是暗条纹。由屏上出现明暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还是暗条纹。 根据明条纹的判断式根据明条纹的判断式 x xk k ( (k k0,1,20,1,2，)或暗条纹的判断式，)或暗条纹的判断式 x x(2(2k k1)1) ( (k k 2 2 0,1,20,1,2，)判断出，)判断出k k的取值，从而判断条纹数。的取值，从而判断条纹数。 (2)(2)应注意的问题应注意的问题 真真 n n 介介可以根据 可以根据c c 真真 ，v v 介介 ，n n 三个式子推导得到。三个式子推导得到。 1 11 1 c c v v 两列光发生干涉的条件是

24、两列光的频率相同，振动方向相同，相位差恒定。两列光发生干涉的条件是两列光的频率相同，振动方向相同，相位差恒定。 相干光的获得方法。相干光的获得方法。 a a将一束光分成两束而获得，此法称为分光法。将一束光分成两束而获得，此法称为分光法。 b b利用激光。利用激光。 跟踪训练跟踪训练 2018嘉峪关校级模拟2018嘉峪关校级模拟 用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间 距离距离d d0.1 mm0.1 mm， 双缝到屏的距离双缝到屏的距离l l6.0 m6.0 m， 测得屏上干涉条纹中明纹的间距是测得屏上干涉条纹中明纹的间距是3.8 cm3.

25、8 cm， 4 4 则氦氖激光器发出的红光的波长则氦氖激光器发出的红光的波长 是多少？假如把整个装置放入折射率是是多少？假如把整个装置放入折射率是 的水中，的水中，这时屏这时屏 3 3 上的明条纹间距是多少？上的明条纹间距是多少？ 答案答案6.3106.310 7 7 m m2.85102.85102 2 m m 解析解析根据根据 x x ，解得红光的波长为：，解得红光的波长为： l l d d 0.1100.110 3 3 x x 3.8103.810 2 2m6.310m6.3107 7 m m。 l l6 6 红光在水中的波长：红光在水中的波长： n n n n x x 所以所以 x x

26、 2.85102.8510 2 2 m m d d v vc c l l d dn n 故这时屏上的明条纹间距是故这时屏上的明条纹间距是2.85102.8510 2 2 m m。 考点考点 3 3 薄膜干涉现象薄膜干涉现象 深化理解深化理解 1 1如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。 2 2光照射到薄膜上时，在膜的前表面光照射到薄膜上时，在膜的前表面AAAA和后表面和后表面BBBB分别反射出来，相互叠加，发生干分别反射出来，相互叠加，发生干 涉。涉。 3 3原理分析原理分析 (1)(1)单色光单色光 在在P

27、 P1 1、P P2 2处，处，两个表面反射回来的两列光波的路程差两个表面反射回来的两列光波的路程差 x x等于波长的整数倍，等于波长的整数倍， x xn n ( (n n 1,2,3)，薄膜上出现明条纹。1,2,3)，薄膜上出现明条纹。 在在QQ处，两列反射回来的光波的路程差处，两列反射回来的光波的路程差 x x等于半波长的奇数倍，等于半波长的奇数倍， x x(2(2n n1)1) ( (n n 2 2 0,1,2,3)，薄膜上出现暗条纹。0,1,2,3)，薄膜上出现暗条纹。 (2)(2)白光：薄膜上出现水平彩色条纹。白光：薄膜上出现水平彩色条纹。 4 4薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用 干涉法

28、检查平面平整度，如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，干涉法检查平面平整度，如图所示，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，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；我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹； 若干涉条纹发若干涉条纹发 生弯曲，则被检平面不平整。生弯曲，则被检平面不平整。 例例 3 3( (多选多选) )把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖， 让单色光从上方射入，让单色光从上方射入，如图所示。如图

29、所示。这时可以看到明暗相间的条纹。这时可以看到明暗相间的条纹。 下面关于条纹的说法中正下面关于条纹的说法中正 确的是确的是( () ) A A干涉条纹是光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果干涉条纹是光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果 B B干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 C C将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动 D D观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧 (1)(1)薄膜干涉的相干光源是什么？薄膜干

30、涉的相干光源是什么？ 提示：提示：薄膜前后表面的反射光。薄膜前后表面的反射光。 (2)(2)观察薄膜干涉的条纹时应在膜的哪侧？观察薄膜干涉的条纹时应在膜的哪侧？ 提示：提示：在入射光的同侧观看。在入射光的同侧观看。 尝试解答尝试解答选选 ACAC。 根据薄膜干涉的产生原理，根据薄膜干涉的产生原理， 题述现象是由空气劈尖膜前后表面反射的两列光叠加而成，题述现象是由空气劈尖膜前后表面反射的两列光叠加而成， 当波当波 峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成明条纹，所以峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成明条纹，所以 A A 正确，正确，B B 错误。条纹错误。条纹 的位置与空气劈尖

31、膜的厚度对应，的位置与空气劈尖膜的厚度对应， 当上玻璃板平行上移时，当上玻璃板平行上移时， 同一厚度的空气劈尖膜向劈尖移同一厚度的空气劈尖膜向劈尖移 动，故条纹向着劈尖移动，动，故条纹向着劈尖移动， C C 正确。因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的正确。因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的 同一侧，同一侧，D D 错误。错误。 总结升华总结升华 薄膜干涉现象的应用薄膜干涉现象的应用 增透膜：增透膜： 增透膜的厚度为透射光在薄膜中波长的四分之一，增透膜的厚度为透射光在薄膜中波长的四分之一， 使薄膜前后两面的反射光的路程使薄膜前后两面的反射光的路程 差为波长的一半，故反射

32、光叠加后减弱，透射光的强度增强。差为波长的一半，故反射光叠加后减弱，透射光的强度增强。 用干涉法检查平面：用干涉法检查平面：如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，如图甲所示，两板之间形成一层空气膜， 用单色光从上向下照射，用单色光从上向下照射，如果如果 被检测平面是平整的，得到的干涉图样必是等间距的。如果某处凹下，则对应明纹被检测平面是平整的，得到的干涉图样必是等间距的。如果某处凹下，则对应明纹 ( (或暗纹或暗纹) ) 提前出现，如图乙所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图丙所示。提前出现，如图乙所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图丙所示。( (注：“提注：“提 前”与“延后

33、”不是指在时间上，而是指如图甲所示由左向右的顺序位置上。前”与“延后”不是指在时间上，而是指如图甲所示由左向右的顺序位置上。) ) 跟踪训练跟踪训练 用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图(a)(a)是点燃的酒精灯，在灯是点燃的酒精灯，在灯 芯上撒一些食盐，图芯上撒一些食盐，图(b)(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，观察到的现象是竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( () ) A A当金属丝圈旋转当金属丝圈旋转 30时，干涉条纹同方向旋

34、转30时，干涉条纹同方向旋转3030 B B当金属丝圈旋转当金属丝圈旋转 45时，干涉条纹同方向旋转45时，干涉条纹同方向旋转9090 C C当金属丝圈旋转当金属丝圈旋转 60时，干涉条纹同方向旋转60时，干涉条纹同方向旋转3030 D D干涉条纹保持原来状态不变干涉条纹保持原来状态不变 答案答案D D 解析解析附着在金属丝圈上的肥皂液薄膜由于受重力作用而上薄下厚，附着在金属丝圈上的肥皂液薄膜由于受重力作用而上薄下厚， 形成劈形膜。形成劈形膜。 无论在竖无论在竖 直平面内怎样旋转金属丝圈，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，这种劈形膜的厚度变化都和最初一样， 故干涉条

35、纹保持原来的故干涉条纹保持原来的 状态不变，状态不变，D D 正确。正确。 考点考点 4 4 光的偏振光的偏振 深化理解深化理解 1 1偏振光的产生方式偏振光的产生方式 (1)(1)自然光通过起偏器时产生偏振光。自然光通过起偏器时产生偏振光。 通过两个共轴的偏振片观察自然光，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，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光， 叫起偏器。叫起偏器。 第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器。第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器。 (2)(2)自然光射到两种介质的界面上时，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光的夹

36、角恰自然光射到两种介质的界面上时，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光的夹角恰 好是好是 90，则反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。90，则反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。 2 2偏振光的理论意义及应用偏振光的理论意义及应用 (1)(1)理论意义：光的干涉和衍射现象说明了光是波，但不能确定光是横波还是纵波，光的偏理论意义：光的干涉和衍射现象说明了光是波，但不能确定光是横波还是纵波，光的偏 振现象说明了光是横波。振现象说明了光是横波。 (2)(2)应用：照相机镜头前装偏振片消除反光，放映和观看立体电影，电子表的液晶显示等。应用：照相机镜头前装偏振片消除反光，放映和观看

37、立体电影，电子表的液晶显示等。 例例 4 42018河南商丘模拟2018河南商丘模拟 ( (多选多选) )一段时间以来，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬，奶粉的一段时间以来，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬，奶粉的 碳水化合物碳水化合物( (糖糖) )的含量是一个重要的指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴的含量是一个重要的指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴 定含糖量。定含糖量。 偏振光通过糖的水溶液后，偏振光通过糖的水溶液后， 偏振方向会相对传播方向向左或向右旋转一个角度偏振方向会相对传播方向向左或向右旋转一个角度 ， 这一角度这一角度 称为“旋光度”，称为“旋光度”， 的值只与

38、糖溶液的浓度有关，将的值只与糖溶液的浓度有关，将 的测量与标准值进行比的测量与标准值进行比 较，就能确定被测样品的含糖量。如图所示，较，就能确定被测样品的含糖量。如图所示，S S是自然光源，是自然光源，A A、B B是偏振片，转动是偏振片，转动B B，使，使 到达到达OO处的光最强，然后将被测样品处的光最强，然后将被测样品P P置于置于A A、B B之间，则下列说法正确的是之间，则下列说法正确的是( () ) A A到达到达OO处光的强度会明显减弱处光的强度会明显减弱 B B到达到达OO处光的强度不会明显减弱处光的强度不会明显减弱 C C将偏振片将偏振片B B转动一个角度，使得转动一个角度，使

39、得OO处光强度最大，偏振片处光强度最大，偏振片B B转过的角度等于转过的角度等于 D D将偏振片将偏振片A A转动一个角度，使得转动一个角度，使得OO处光强度最大，偏振片处光强度最大，偏振片A A转过的角度等于转过的角度等于 (1)(1)放入被测样品前，转动放入被测样品前，转动B B使到达使到达OO处光最强，放入被测处光最强，放入被测 样品后，光的强度如何变化。样品后，光的强度如何变化。 提示：提示：到达到达OO处的光强会减弱。处的光强会减弱。 (2)(2)什么情况下什么情况下OO处光强度最强？处光强度最强？ 提示：提示：当当A A和和B B透振方向一致时，透振方向一致时，OO处光强度最强。处

40、光强度最强。 尝试解答尝试解答选选 ACDACD。 因为因为A A、B B的透振方向一致，故的透振方向一致，故A A、B B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A A后变成偏振后变成偏振 光，通过偏振片光，通过偏振片B B后到达后到达OO处。当在处。当在A A、B B间加上糖溶液时，由于糖溶液的旋光作用，使间加上糖溶液时，由于糖溶液的旋光作用，使 通过通过A A的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B B到达到达OO的光的强度会明显减弱，的光的强度会明显减弱，A A 正确，正确，B B 错误；但当错误；但当B B转过一个角度

41、，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方 向一致时，向一致时，OO处光强又为最强，则处光强又为最强，则B B的旋转角度等于糖溶液的旋光度的旋转角度等于糖溶液的旋光度 ，C C 正确；若偏振正确；若偏振 片片B B不动，而将不动，而将A A旋转一个角度，使得旋转一个角度，使得OO处光强度最大，则经糖溶液旋光后光的振动方向处光强度最大，则经糖溶液旋光后光的振动方向 恰与恰与B B的透振方向一致，即的透振方向一致，即A A转过的角度等于转过的角度等于 ，D D 正确。正确。 跟踪训练跟踪训练 ( (多选多选) )如图所示，偏振片如图所示

42、，偏振片P P的透振方向的透振方向( (用带有箭头的实线表示用带有箭头的实线表示) )为竖直方向。为竖直方向。 下列四种入射光束中，能在下列四种入射光束中，能在P P的另一侧观察到透射光的是的另一侧观察到透射光的是( () ) A A太阳光太阳光 B B沿竖直方向振动的光沿竖直方向振动的光 C C沿水平方向振动的光沿水平方向振动的光 D D沿与竖直方向成沿与竖直方向成 45角振动的光45角振动的光 答案答案ABDABD 解析解析沿竖直方向振动的光能透过偏振片沿竖直方向振动的光能透过偏振片P P，能在另一侧观察到透射光，太阳光是自然光，能在另一侧观察到透射光，太阳光是自然光， 各个方向振动的光都

43、有，因此有竖直方向振动的光，各个方向振动的光都有，因此有竖直方向振动的光，A A、B B 正确。沿水平方向振动的光与偏正确。沿水平方向振动的光与偏 振片的透振方向相互垂直，不能透过，振片的透振方向相互垂直，不能透过， C C 错误。沿与竖直方向成错误。沿与竖直方向成45角振动的光也能透过偏45角振动的光也能透过偏 振片振片P P，但透过的光较少，能在，但透过的光较少，能在P P的另一侧观察到透射光，的另一侧观察到透射光，D D 正确。正确。 考点考点 5 5 用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长 拓展延伸拓展延伸 1 1数据处理数据处理 a a2 2a a1 1 。(1)(1)条纹间距条纹

44、间距 x x n n1 1 (2)(2)波长波长 x x。 d d l l (3)(3)计算多组数据，求计算多组数据，求 的平均值。的平均值。 2 2测量头的构造及使用测量头的构造及使用( (测条纹间距测条纹间距) ) 如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量 时，应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图乙，记下此时手轮上的读数。时，应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图乙，记下此时手轮上的读数。 两次读数之差就表示这两条条纹间的距离。实际测量时，要测出两次读数之差就表示这两条

45、条纹间的距离。实际测量时，要测出n n个明条纹个明条纹( (暗纹暗纹) )的间距，的间距， 设为设为a a，那么，那么 x x 3 3误差分析误差分析 (1)(1)测量双缝到屏的距离测量双缝到屏的距离l l存在的误差。存在的误差。 (2)(2)测条纹间距测条纹间距 x x带来的误差带来的误差 干涉条纹没有调整到最清晰的程度。干涉条纹没有调整到最清晰的程度。 误认为误认为 x x为相邻两个明为相邻两个明( (暗暗) )条纹的间距。条纹的间距。 分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。 测量多条明条纹间的距离时读数不准确，

46、此间距中的条纹数未数正确。测量多条明条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数正确。 a a n n1 1。 。 例例 5 5现有毛玻璃屏现有毛玻璃屏A A、双缝、双缝B B、白光光源、白光光源C C、单缝、单缝D D和透红光的滤光片和透红光的滤光片E E等光学元件，等光学元件， 要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。 (1)(1)本实验的实验步骤有：本实验的实验步骤有： 取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接

47、沿遮光筒轴线把屏照亮； 按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； 用米尺测量双缝到屏的距离；用米尺测量双缝到屏的距离； 用测量头用测量头( (其读数方法同螺旋测微器其读数方法同螺旋测微器) )测量数条亮纹间的距离。测量数条亮纹间的距离。 在操作步骤时还应注意在操作步骤时还应注意_和和_。 (2)(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1 1 条亮纹，此时手轮上条亮纹，此时手轮上 的示数如图甲所示，然后同方向转动测量

48、头，使分划板中心刻线与第的示数如图甲所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第 6 6 条亮纹中心对齐，条亮纹中心对齐， 记记下下此时此时 如图如图 乙乙所示所示 的手的手 轮轮上的上的 示数示数 为为_mm_mm，求求得相得相 邻亮邻亮 纹的间纹的间 距距 x x为为 _mm_mm。 (3)(3)已知双缝间距已知双缝间距d d为为 2.0102.010 4 4mm，测得双缝到屏的距离，测得双缝到屏的距离l l为为 0.7000.700 mm，由计算式，由计算式 _，求得所测红光波长为，求得所测红光波长为_nm_nm。 (1)(1)怎样测得相邻两条亮条纹的间距？怎样测得相邻两条亮条纹的间距？ a a2 2a a1 1 。提示：提示： x x n n1 1 (2)(2)怎样测得单色光的波长？怎样测得单色光的波长？ 提示：提示： x x。 d d l l 尝试解答尝试解答(1)(1)单缝与双缝的间距为单缝与双缝的间距为5 51010 cmcm使单缝与双缝相互平行使单缝与双缝相互平行(2)13.870(2)13.870 2.3102.310(3)(3) x x6.6106.6102 2。 。 d d l l (1)(1)单缝与双缝的间距为单缝与双缝的间距为 5 510 c