新課標(biāo)高考物理總復(fù)習(xí)配套13-2課時(shí)2-光的波動(dòng)性省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

課時(shí)2光波動(dòng)性第1頁(yè)知識(shí)點(diǎn)一光干涉——知識(shí)回顧——1．雙縫干涉(1)干涉現(xiàn)象兩列光波在空間相遇時(shí)發(fā)生疊加，在一些區(qū)域總加強(qiáng)，在另外一些區(qū)域總減弱，從而出現(xiàn)

現(xiàn)象叫光干涉現(xiàn)象．明暗相間條紋第2頁(yè)(2)產(chǎn)生干涉條件兩個(gè)振動(dòng)情況總是

波源叫相干波源，只有

發(fā)出光相互疊加，才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，在屏上出現(xiàn)穩(wěn)定亮暗相間條紋．2．薄膜干涉(1)薄膜干涉成因由薄膜

反射兩列光波疊加而成．劈形薄膜干涉可產(chǎn)生

條紋．相同相干波源前、后表面明暗相間第3頁(yè)②檢驗(yàn)平整程度：待檢平面和標(biāo)準(zhǔn)平面之間楔形空氣薄膜，用單色光進(jìn)行照射，入射光從空氣膜上、下表面反射出兩列光波，形成干涉條紋．待檢平面若是平，空氣膜厚度相同各點(diǎn)就位于同一條直線上，干涉條紋是平行；反之，干涉條紋有

現(xiàn)象．彎曲第4頁(yè)第5頁(yè)第6頁(yè)2．薄膜干涉(1)當(dāng)光照在薄膜上時(shí)，從膜前后表面各反射回一列光波，這兩列波即是頻率相同相干光波，因?yàn)楸∧ず穸炔灰粯?，這兩列光波旅程差不一樣．當(dāng)旅程差為光波波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)，則為波峰與波峰相遇，波谷與波谷相遇，使光波振動(dòng)加強(qiáng)，形成亮條紋；當(dāng)光波旅程差為半波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)，則波峰與波谷相遇，光波振動(dòng)減弱，形成暗條紋．第7頁(yè)(2)相干光為薄膜前后兩個(gè)界面反射光．(3)圖樣特點(diǎn)：若單色光入射，出現(xiàn)亮暗相間條紋(薄膜厚度相等地方對(duì)應(yīng)同一級(jí)條紋)；若白光入射，出現(xiàn)彩色條紋，在同一級(jí)條紋中，從紫色到紅色對(duì)應(yīng)薄膜厚度從薄到厚．注意：①若用單色光試驗(yàn)，在屏上得到明暗相間條紋；若用白光試驗(yàn)，中央是白色條紋，兩側(cè)是彩色條紋．②用同一試驗(yàn)裝置做干涉試驗(yàn)，紅光干涉條紋間距最大，紫光干涉條紋間距最小，故可知紅光波長(zhǎng)大于紫光，紅光頻率小于紫光．第8頁(yè)——基礎(chǔ)自測(cè)——

(·江蘇高考)如圖1所表示，在楊氏雙縫干涉試驗(yàn)中，激光波長(zhǎng)為5.30×10－7m，屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2旅程差為7.95×10－7m，則在這里出現(xiàn)應(yīng)是________(選填“明條紋”或“暗條紋”)，現(xiàn)改用波長(zhǎng)為6.30×10－7m激光進(jìn)行上述試驗(yàn)，保持其它條件不變，則屏上條紋間距將________(選填“變寬”、“變窄”或“不變”)．圖1圖1第9頁(yè)答案：暗條紋變寬第10頁(yè)知識(shí)點(diǎn)二光衍射——知識(shí)回顧——1．光衍射現(xiàn)象光在碰到

時(shí)，偏離直線傳輸方向而照射到

現(xiàn)象叫做光衍射．2．光發(fā)生顯著衍射現(xiàn)象條件當(dāng)孔或障礙物尺寸比光波波長(zhǎng)

，或者跟波長(zhǎng)

時(shí)，光才能發(fā)生顯著衍射現(xiàn)象．障礙物陰影區(qū)域小差不多第11頁(yè)3．各種衍射圖樣(1)單縫衍射：中央為

，兩側(cè)有明暗相間條紋，但間距和亮度不一樣．白光衍射時(shí)，中央仍為白光，最靠近中央是

，最遠(yuǎn)離中央是

．(2)圓孔衍射：明暗相間不等距

．(3)泊松亮斑：光照射到一個(gè)

圓板后，在圓板陰影中心出現(xiàn)亮斑，這是光能發(fā)生衍射有力證據(jù)之一．亮條紋紫光紅光圓環(huán)半徑很小第12頁(yè)——關(guān)鍵點(diǎn)深化——1．光干涉和光衍射關(guān)系(1)光干涉和光衍射都是光波疊加結(jié)果，只是干涉條紋是經(jīng)過(guò)雙縫兩束相干光疊加，而衍射是經(jīng)過(guò)單縫或三縫及更多縫光相遇時(shí)疊加結(jié)果．在雙縫干涉試驗(yàn)中，光在經(jīng)過(guò)其中每個(gè)狹縫時(shí)，都會(huì)先發(fā)生衍射，而后衍射光相遇再發(fā)生干涉．所以，干涉中也有衍射．第13頁(yè)(2)干涉和衍射圖樣有相同之處，都是明暗相間條紋．只是干涉條紋中各條紋寬度和亮度都相同，而衍射條紋中各條紋寬度和亮度均不等，中央條紋最寬最亮．第14頁(yè)2．光直線傳輸與光衍射關(guān)系光直線傳輸只是一個(gè)特殊情況和近似說(shuō)法．光在沒(méi)有障礙物均勻介質(zhì)中是沿直線傳輸．在障礙物尺寸比光波長(zhǎng)大得多情況下，衍射現(xiàn)象不顯著，也能夠認(rèn)為光是沿直線傳輸．在障礙物尺寸能夠與光波長(zhǎng)相比，甚至比光波長(zhǎng)還小時(shí)，衍射現(xiàn)象十分顯著，這時(shí)就不能說(shuō)光是沿直線傳輸了．第15頁(yè)注意：不能誤認(rèn)為光衍射現(xiàn)象否定了光直線傳輸規(guī)律．光直線傳輸和光衍射現(xiàn)象并不矛盾，它們是同一問(wèn)題兩個(gè)方面，在不一樣條件下分別表現(xiàn)出直線傳輸或衍射兩種特征．第16頁(yè)——基礎(chǔ)自測(cè)——如圖2所表示4種明暗相間條紋，分別是紅光、藍(lán)光各自經(jīng)過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀器形成干涉圖樣以及黃光、紫光各自經(jīng)過(guò)同一個(gè)單縫形成衍射圖樣(黑色部分表示亮紋)．則在下面四個(gè)圖中從左往右排列，亮條紋顏色依次是()圖2第17頁(yè)A．紅黃藍(lán)紫 B．紅紫藍(lán)黃C．藍(lán)紫紅黃 D．藍(lán)黃紅紫解析：雙縫干涉條紋平行等距，且波長(zhǎng)越大，條紋間距越大，而紅光波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng)，故第一幅圖為紅光，第三幅圖為藍(lán)光；又因?yàn)辄S光波長(zhǎng)比紫光波長(zhǎng)大，故第四幅圖為黃光衍射圖樣，第二幅為紫光衍射圖樣．答案：B第18頁(yè)知識(shí)點(diǎn)三光偏振——知識(shí)回顧——1．光偏振：沿著各個(gè)方向振動(dòng)光波強(qiáng)度都相同光叫

，

經(jīng)過(guò)

后只剩下沿某一方向振動(dòng)光叫偏振光．2．光偏振證實(shí)了光是一個(gè)

波．自然光自然光偏振片橫第19頁(yè)——關(guān)鍵點(diǎn)深化——1．自然光與偏振光區(qū)分除了直接從光源發(fā)出光外，日常生活中碰到光大都是偏振光．(1)自然光：在任意一個(gè)垂直于光傳輸方向振動(dòng)光波強(qiáng)度都相同．(2)偏振光：在垂直于光波傳輸方向平面內(nèi)，只沿某一個(gè)特定方向振動(dòng)光．第20頁(yè)2．偏振光產(chǎn)生方式(1)自然光經(jīng)過(guò)起偏器：經(jīng)過(guò)兩個(gè)共軸偏振片觀察自然光，第一個(gè)偏振片作用是把自然光變成偏振光，叫起偏器．第二個(gè)偏振片作用是檢驗(yàn)光是否為偏振光，叫檢偏器．(2)自然光射到兩種介質(zhì)交界面上，假如光入射方向適當(dāng)，使反射光和折射光之間夾角恰好是90°時(shí)，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．第21頁(yè)注意：誤認(rèn)為偏振片就是刻有狹縫薄片，偏振片并非刻有狹縫，而是含有一個(gè)特征，即存在一個(gè)偏振方向，只讓平行于該方向振動(dòng)光經(jīng)過(guò)，其它振動(dòng)方向光被吸收了．第22頁(yè)3．偏振光理論意義及應(yīng)用(1)理論意義：光干涉和衍射現(xiàn)象充分說(shuō)明了光是波，但不能確定光波是橫波還是縱波．光偏振現(xiàn)象說(shuō)明光波是橫波．(2)應(yīng)用：攝影機(jī)鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等．第23頁(yè)——基礎(chǔ)自測(cè)——如圖3所表示，讓燈光經(jīng)過(guò)偏振片P，在偏振片P后面再放置另一個(gè)偏振片Q，轉(zhuǎn)動(dòng)Q觀察經(jīng)過(guò)兩塊偏振片透射光．當(dāng)透射光線最強(qiáng)時(shí)，統(tǒng)計(jì)P、Q放置位置關(guān)系，假如在這一位置處將P轉(zhuǎn)動(dòng)90°，在Q另一側(cè)觀察到現(xiàn)象是()圖3第24頁(yè)A．射出光線強(qiáng)度保持不變B．有光線射出，強(qiáng)度變?nèi)魿．有光線射出，強(qiáng)度變強(qiáng)D．無(wú)光線射出解析：因?yàn)楣獠闄M波，在透射光線最強(qiáng)時(shí)，兩個(gè)偏振片P、Q透振方向平行，當(dāng)偏振片P轉(zhuǎn)動(dòng)90°后，兩個(gè)偏振片透振方向垂直．能夠透射過(guò)P光線不能夠透射過(guò)Q，所以在偏振片Q另一側(cè)看不到任何光線．答案：D第25頁(yè)題型一對(duì)雙縫干涉條件了解[例1]如圖4所表示，在雙縫干涉試驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1、S2距離之差為2.1×10－6m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉試驗(yàn)，問(wèn)P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？圖4第26頁(yè)(1)已知A光在折射率為n＝1.5介質(zhì)中波長(zhǎng)為4×10－7m.(2)已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為3.15×10－7m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為37°.第27頁(yè)第28頁(yè)[答案]

(1)暗條紋(2)亮條紋第29頁(yè)題后反思(1)這類題目標(biāo)解題關(guān)鍵是看光旅程差是波長(zhǎng)整數(shù)倍還是半波長(zhǎng)奇數(shù)倍，從而確定是明條紋還是暗條紋．(2)試驗(yàn)裝置放在哪種介質(zhì)中就要用哪種介質(zhì)中波長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算，不可張冠李戴．本題中裝置是放在空氣中，故要求出在空氣中波長(zhǎng)．第30頁(yè)變式1—1

如圖5所表示為雙縫干涉試驗(yàn)裝置．當(dāng)使用波長(zhǎng)為6×10－7m橙色光做試驗(yàn)時(shí)，光屏P點(diǎn)及其上方P1點(diǎn)形成兩條相鄰亮紋．若使用波長(zhǎng)為4×10－7m紫光重復(fù)上述試驗(yàn)，在P點(diǎn)和P1點(diǎn)形成明、暗紋情況是()A．P和P1都是明紋B．P是明紋，P1是暗紋C．P是暗紋，P1是明紋D．P和P1都是暗紋圖5第31頁(yè)解析：依據(jù)形成明暗條紋條件可知：不論換用哪種波長(zhǎng)色光，δ＝PS1－PS2，故P點(diǎn)總是明紋．橙色光在P1點(diǎn)形成第一條明條紋，有δ＝P1S2－P1S1＝nλ＝1×6×10－7m＝6×10－7m，這對(duì)紫光來(lái)說(shuō)：P1S2－P1S1＝1.5λ紫，故P1為暗紋，正確選項(xiàng)為B.答案：B第32頁(yè)題型二對(duì)薄膜干涉了解[例2]劈尖干涉是一個(gè)薄膜干涉，其裝置如圖6甲所表示．將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜．當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到干涉條紋如圖6乙所表示，干涉條紋有以下特點(diǎn)：(1)任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面薄膜厚度相等；(2)任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)薄膜厚度差恒定．現(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到干涉條紋將怎樣改變？第33頁(yè)圖6第34頁(yè)[解析]

光線在空氣膜上、下表面上反射，并發(fā)生干涉，從而形成干涉條紋．設(shè)空氣膜頂角為θ，d1、d2處為兩相鄰明條紋，如圖7所表示，則兩處光旅程差分別為Δx1＝2d1，Δx2＝2d2.圖7第35頁(yè)[答案]

變疏第36頁(yè)第37頁(yè)變式2—1登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意預(yù)防紫外線過(guò)分照射，尤其是眼睛更不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射，不然將會(huì)嚴(yán)重地?fù)p害視力．有些人想利用薄膜干涉原理設(shè)計(jì)一個(gè)能大大減小對(duì)眼睛傷害眼鏡．他選取薄膜材料折射率為n＝1.5，所要消除紫外線頻率為8.1×1014Hz.那么他設(shè)計(jì)這種“增反膜”厚度最少是多少？第38頁(yè)答案：1.23×10－7m第39頁(yè)1．在楊氏雙縫干涉試驗(yàn)中，假如()A．用白光作為光源，屏上將展現(xiàn)黑白相間條紋B．用紅光作為光源，屏上將展現(xiàn)紅黑相間條紋C．用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將展現(xiàn)彩色條紋D．用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將展現(xiàn)間距不等條紋第40頁(yè)解析：白光作為光源，屏上將展現(xiàn)彩色條紋，A錯(cuò)；B為紅光雙縫干涉，圖樣為紅黑相間，故B正確；紅光和紫光頻率不一樣，不能產(chǎn)生干涉圖樣，C錯(cuò)；遮住一條狹縫時(shí)，紫光將發(fā)生單縫衍射，形成衍射圖樣，D正確．答案：BD第41頁(yè)2．用如圖8所表示試驗(yàn)裝置觀察光薄膜干涉現(xiàn)象．圖a是點(diǎn)燃酒精燈(在燈芯上灑些鹽)，圖b是豎立附著一層肥皂液薄膜金屬絲圈．將金屬絲圈在其所在豎直平面內(nèi)遲緩放置，觀察到現(xiàn)象是()圖8第42頁(yè)A．當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30°B．當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90°C．當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30°D．干涉條紋保持原來(lái)狀態(tài)不變解析：金屬絲圈在豎直平面內(nèi)遲緩旋轉(zhuǎn)時(shí)，楔形薄膜形狀各處厚度形狀幾乎不變．所以，形成干涉條紋保持原狀態(tài)不變，D正確，ABC錯(cuò)誤．答案：D第43頁(yè)3．以下說(shuō)法正確是()A．用分光鏡觀察光譜是利用光折射時(shí)色散現(xiàn)象B．用X光機(jī)透視人體是利用光電效應(yīng)C．光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光干涉現(xiàn)象D．門鏡能夠擴(kuò)大視野是利用光衍射現(xiàn)象解析：B是利用X射線穿透性，C是全反射現(xiàn)象，D是利用光折射現(xiàn)象，B、C、D均錯(cuò)誤，只有A原理敘述正確．答案：A第44頁(yè)4．以下相關(guān)光現(xiàn)象說(shuō)法正確是()A．在光雙縫干涉試驗(yàn)中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大B．以相同入射角從水中射向空氣，紫光能發(fā)生全反射，紅光也一定能發(fā)生全反射C．紫光照射某金屬時(shí)有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時(shí)也一定有電子向外發(fā)射D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光強(qiáng)度第45頁(yè)答案：A第46頁(yè)5．(·福建高考)光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛應(yīng)用，以下說(shuō)法正確是()A．用透明標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢驗(yàn)