第2講　光的波動(dòng)性

第2講光的波動(dòng)性一、光的干涉1．定義：在兩列光波疊加的區(qū)域，某些區(qū)域相互加強(qiáng)，出現(xiàn)_____條紋；某些區(qū)域相互減弱，出現(xiàn)____條紋，且加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域相互______的現(xiàn)象。2．條件：(1)兩束光的頻率______；(2)相位差______。3．雙縫干涉(1)圖樣特點(diǎn)：①單色光照射時(shí)形成明暗相間的等間距的干涉條紋；②白光照射時(shí)，中央為_(kāi)______條紋，其余為_(kāi)_____條紋。亮暗間隔相同恒定白色亮彩色前后表面相同相差不多還小2．三類(lèi)常見(jiàn)衍射現(xiàn)象三、光的偏振1．自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿_________振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同。2．偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個(gè)______的方向振動(dòng)的光。一切方向特定微點(diǎn)判斷

(1)光的顏色取決于折射率。

()(2)只有頻率相同的兩列光波才可能產(chǎn)生干涉。

()(3)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫的作用是使白光變成單色光。

()(4)陽(yáng)光下茂密的樹(shù)蔭中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的。

()(5)自然光是偏振光。

()×√×××提能點(diǎn)(一)光的干涉現(xiàn)象(題點(diǎn)精研)研微點(diǎn)1．[光的雙縫干涉的理解]在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏上出現(xiàn)了明暗相間的條紋，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．中間條紋間距較兩側(cè)更寬B．不同色光形成的條紋完全重合C．雙縫間距離越大條紋間距離也越大D．遮住一條縫后屏上仍有明暗相間的條紋答案：D答案：D3.[薄膜干涉]

(1)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象。圖(a)是點(diǎn)燃的酒精燈(在燈芯上撒些鹽)，圖(b)是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈。將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是

(

)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(2)劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃上，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，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示?，F(xiàn)若在圖甲的裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋

(

)A．變疏 B．變密C．不變

D．消失解析：(1)選D豎直肥皂膜是由于重力作用產(chǎn)生的上薄下厚的薄膜，所以金屬絲圈的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀，由干涉原理可知，同一厚度處的干涉條紋在同一級(jí)次上，所形成的干涉條紋都是水平的，與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)關(guān)，仍然是水平的干涉條紋，D正確。(2)選A如圖所示，若抽去一張紙片，則三角截面空氣層的傾角變小，則干涉條紋變疏，A正確。對(duì)點(diǎn)清薄膜干涉的理解和應(yīng)用(1)形成：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時(shí)，在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來(lái)，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。提能點(diǎn)(二)光的衍射、偏振現(xiàn)象(題點(diǎn)精研)研微點(diǎn)1．[衍射現(xiàn)象的應(yīng)用](多選)抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖所示，激光束越過(guò)細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過(guò)遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同。觀察光束經(jīng)過(guò)細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化，下列敘述中正確的是

(

)A．這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象B．這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象C．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗D．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細(xì)解析：由于是激光束越過(guò)細(xì)絲即繞過(guò)障礙物，所以是光的衍射現(xiàn)象，當(dāng)抽制的絲變細(xì)，即相當(dāng)于遮光板上的窄縫變窄，條紋間距變寬，A、D正確。答案：AD對(duì)點(diǎn)清對(duì)光的衍射的理解(1)波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯。在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是明顯與不明顯的差別。(2)衍射現(xiàn)象說(shuō)明“光沿直線(xiàn)傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長(zhǎng)比障礙物小得多時(shí)，光才可以看作是沿直線(xiàn)傳播的。2.[干涉、衍射圖樣的比較]

如圖所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍(lán)光各自通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過(guò)同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋)。在下面的4幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是(

)A．紅黃藍(lán)紫 B．紅紫藍(lán)黃C．藍(lán)紫紅黃 D．藍(lán)黃紅紫答案：B

對(duì)點(diǎn)清單縫衍射與雙縫干涉的比較

單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相同相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋3.[光的偏振的理解及應(yīng)用]

奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一個(gè)重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來(lái)測(cè)量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量。偏振光通過(guò)糖的水溶液后，偏振方向會(huì)相對(duì)于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α，這一角度α稱(chēng)為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測(cè)樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)B，使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，然后將被測(cè)樣品P置于A、B之間。(1)偏振片A的作用是___________________________________________。(2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種________。(3)以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是________。A．到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱B．到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱C．將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片B轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于αD．將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片A轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于α解析：(1)自然光源發(fā)出的光不是偏振光，但當(dāng)自然光經(jīng)過(guò)偏振片后就變成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光變成偏振光。(2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種橫波。(3)因?yàn)锳、B的透振方向一致，故A、B間不放糖溶液時(shí)，自然光通過(guò)偏振片A后變成偏振光，通過(guò)B后到達(dá)O處的光最強(qiáng)。當(dāng)在A、B間加上糖溶液時(shí)，由于糖溶液的旋光作用，使通過(guò)A的偏振光的振動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)了一定角度，使通過(guò)B到達(dá)O的光的強(qiáng)度不是最大，但當(dāng)B轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，恰好使透振方向與經(jīng)過(guò)糖溶液后的偏振光的振動(dòng)方向一致時(shí)，O處光強(qiáng)又為最強(qiáng)，故B的旋轉(zhuǎn)角度即為糖溶液的旋光度。若偏振片B不動(dòng)而將A旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，再經(jīng)糖溶液旋光后光的振動(dòng)方向恰與B的透振方向一致，則A轉(zhuǎn)過(guò)的角度也為α，故選項(xiàng)A、C、D正確，B錯(cuò)誤。答案：(1)把自然光變成偏振光(2)橫波(3)B對(duì)點(diǎn)清光的偏振(1)自然光與偏振光的比較(2)偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機(jī)鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車(chē)燈