高三物理光的波动性复习
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光的波动性
第一课时 知识梳理
一、考点要求
二、知识结构
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杨氏双缝干涉光的干涉薄膜干涉单缝衍射光的衍射圆孔衍射泊松亮斑自然光.偏振光光是一种横波光的偏振现象光的电磁说电磁波谱特性
激光应用
三、考点命题特点及趋势
1、本章内容是按照人类对光的本性的认识过程展开的,光的干涉和衍射证明了光具有波动性,并推动了光的波动学说的发展,光的电磁说揭示了光现象的电磁本质,光的偏振进一步有力证明了光是横波。
2、在历届高考试题中,有关本章的内容多以选择题或填空题的形式出现。高考热点是光的干涉,波长、波速和频率的关系,有时与几何光学结合考查,光的偏振和激光的应用属新增内容,易与生产、生活相联系考查,应引起重视。
四、课后练习
1、 光的波动说:
(1)代表人:荷兰物理学家 (2)内容:光是在空间传播的某种 。 (3)实验基础:光的 和 。
性
(4)解释现象:光的 、 、 及_________。
(5)困难:难以解释光的 ,真空中光的传播。 2、 光的电磁说
(1)代表人:英国物理学家 (2)内容:光是 。
(3)实验基础:德国物理学家 的电磁波实验。 (4)解释现象:许多光现象。
(5)困难:无法解释 _________。 3、干涉的概念:两列 ,振动情况_____
的光波相叠加,某些区域出现光被 。某些地方出现光被 ,并且 ____和 __的区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象。光的干涉证明了光具有 。
4、双缝干涉:在用单色光进行的双缝干涉实验中,若双缝处两列光的振动情况完全相同,则在光屏上距双缝的路程差为光波波长 倍的地方被加强,将出现明条纹;光屏上距双缝的路程差为光波半波长 ______倍的地方光被减弱,出现暗条纹。
(1)相干波源:能产生 现象的两个波源为相干波源。杨氏双缝干涉实验采用“一分为二”
的办法将同一光波分解成两列光波,作为相干光源。
(2)双缝干涉所得到的宽度相等的明暗相间的条纹,理论和实验都表明,相邻亮条纹(或暗条纹)
间的距离
l
d x λ∆=,其中表示 与 间的距离,d
表示________间的距离,λ表示
光的波长。若用白光进行双缝干涉实验,光屏上除了中央为 色明条纹外,两侧均为 色的干涉条纹。
5、薄膜干涉:光照射到薄膜上时,薄膜的 _____和 两个表面反射的两列光恰好构成相
干光源。由于膜的厚度不同,在有的地方出现明条纹,有的地方出现暗条纹,从而发生干涉现象。若入射光为单色光,则形成 的条纹,若入射光为白光,则出现 _______干涉条纹,薄膜干涉常用于检查平面的平整和制作光学镜头的增透膜。
6、光发生明显衍射现象的条件:只有当障碍物的尺寸可以跟光的波长相比拟,甚至比光的波长还 ____的时候,衍射现象才会明显。
7、光的电磁本性: ___认为光是一种电磁波, _用实验证实了这一学说。 8、光是一种电磁波的实验依据:
(1)光波和电磁波的传播都可以 需要介质;
(2)光波和电磁波在 中传播的速度相同,都是3.00×10m/s ; (3)光波和和电磁波都是 波。
9、电磁波谱:电磁波按波长由 __到 的顺序为:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线。电磁波谱是一个非常广阔的频率范围,其中最长的波长是最短的波长的21
10倍以上。不同的电磁波产生的机理不同,可见光只是电磁波谱中相当狭小的部分。色光就是由可见光的 决定的。
无线电波是由 ___产生的,红外线、可见光、紫外线是 电子受到激发后产生的,X 射线是 电子受到激发后产生的,γ射线是 ________受到激发后产生的。
10、横波只沿某一特定的方向振动,称为波的 _________;在垂直于传播方向的平面上,只沿一个特定方向振动的光,叫做 光。
11、原子发生受激辐射时,发出的光子的频率、发射方向等,都跟入射光子完全一样,如果这样的光子在介质中传播时,再引起其他原子发生受激辐射,就会产生越来越多的频率和发射方向都 光子,使光得到加强(也叫光放大),这就是激光。
第二课时 光的干涉和衍射
一、考点理解
1、双缝干涉
(1)两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象。
(2)产生干涉的条件
两个振动情况总是相同的波源叫相干波源,只有相干波源发出的光互相叠加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。
(3)双缝干涉实验规律
①双缝干涉实验中,光屏上某点到相干光源1S 、2S 的路程之差为光程差,记为δ。 若光程差δ是波长λ的整倍数,即λδn =(n=0,1,2,3…)P 点将出现亮条纹;若光程差δ
是半
波长的奇数倍)12(λδ
+=n (n=0,1,2,3…),P 点将出现暗条纹。
②屏上和双缝1S 、2S 距离相等的点0P ,若用单色光实验该点是亮条纹(中央条纹),若用白光实验该点是白色的亮条纹。
③若用单色光实验,在屏上得到明暗相间的条纹;若用白光实验,中央是白色条纹,两侧是彩色条纹。 ④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的,其距离大小x ∆与双缝之间距离d 、双缝到屏的距离l 及光的波长λ有关,即l
d x λ∆=。在l 和d 不变的情况下,x ∆和波长λ
成正比,应用该式可测光波的波长
λ。
⑤用同一实验装置做干涉实验,红光干涉条纹的间距红x ∆最大,紫光干涉条纹间距紫x ∆最小,故可知红λ大于红紫νλ,小于紫ν。
3、
薄膜干涉
(1)薄膜干涉的成因:
由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成,劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹。 (2)薄膜干涉的应用
①增透膜:透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的
4
1
。
②检查平整程度:待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜,用单色光进行照射,入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波,形成干涉条纹,待检平面若是平的,空气膜厚度相同的各点就位于一条直线