光的干涉 衍射和偏振

图2
第4课时
(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分 别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加． (3)原理分析 ①单色光 a．在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等 于波长的整数倍． Δr＝nλ(n＝1,2,3„)，薄膜上出现明条纹． b．在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇 λ 数倍．Δr＝(2n＋1) (n＝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．
图6
答案 上凸
第4课时
考点二 考点解读 1．衍射与干涉的比较 两种现象 单缝衍射 比较项目 条纹宽 度 条纹间 不同点 距 亮度情 况 条纹宽度不等， 中央 最宽 各相邻条纹间距不 等 条纹宽度相等 各相邻条纹等间 距 双缝干涉 衍射与干涉的比较
中央条纹最亮， 两边 条纹清晰，亮度 变暗 基本相等
答案 因为形成同一条干涉条纹的两列反射波的路程差一
定，而且路程差的一半恰好是薄膜的厚度，所以同一干涉条 纹是等厚线．
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[知识梳理] 1．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总 是相同的相干光波． 屏上某点到双缝的路程差是波长整数倍时 出现亮条纹；路程差是半波长的奇数倍 时出现暗条纹．相邻的
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跟踪训练 1 如图 5 所示，在双缝干涉实验中， 已知 SS1＝SS2，且 S1、S2 到光屏上 P 点的路 程差 Δr＝1.5×10－6 m. (1)当 S 为 λ＝0.6 μm 的单色光源时，在 P 点 处将形成______条纹． (2)当 S 为 λ＝0.5 μm 的单色光源时，在 P 点处将形成______条纹．(均选填“明”或“暗”)
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4．薄膜干涉的应用 干涉法检查平面如图3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，我们 会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹； 若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．
图3
第4课时
典例剖析 例1 如图 4 所示，在双缝干涉实验中，S1 和 S2 为
l 双缝的距离 l 之间的关系为 Δx＝dλ . 2．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后两面反射的光相遇而 形成的． 图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同 ．
特别提醒 1.只有相干光才能形成稳定的干涉图样． 2．单色光形成明暗相间的干涉条纹，白光形成彩色条纹．
明条纹(或暗条纹)之间的距离 Δx 与波长 λ、双缝间距 d 及屏到
特别提醒 1.自然光通过偏振片后，就变成了偏振光． 2．平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外都是不同 程度的偏振光．
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课堂探究·突破考点
考点一 光的干涉 考点解读 1．明暗条纹的判断方法 (1)单色光 ①如图1所示，光源S1、S2发出的光到屏上 P点的路程差r2－r1 ＝kλ(k＝0,1,2…)时，光屏上出现明条纹． λ ②光的路程差 r2－r1＝(2k＋1) (k＝0,1,2„)时，光屏上出现暗 2 条纹．
－6
双缝，P 是光屏上的一点，已知 P 点与 S1、S2 距 离之差为 2.1×10 还是暗条纹？ (1)已知 A 光在折射率为 n＝1.5 的介质中波长为 4×10 介质射向空气时，临界角为 37° ； (3)若让 A 光照射 S1， B 光照射 S2， 试分析光屏上能观察到的现象． m，分别用 A、B 两种单色 光在空气中做双缝干涉实验，问 P 点是亮条纹
第4课时
[知识梳理] 1．偏振：光波只沿 某一特定 的方向振动，称为光的偏振． 2．自然光：太阳、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，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． 3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振 动的光，叫做偏振光．光的偏振证明光是横波．自然光通过 偏振片后，就得到了偏振光．
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二、光的衍射 [基础导引] 太阳光照着一块遮光板， 遮光板上有一个较大的三角形孔． 太 阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑．请说明： 遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上的图形将怎样 变化？说出其中的道理．
答案 起初小孔不太小时，光沿直线传播，此时光斑随小孔 尺寸减小而减小．当小孔足够小时，光发生衍射，而且小孔 越小衍射效果越强，此时光斑随小孔尺寸减小而增大．
答案 暗条纹
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2．描绘地势高低可以用等高线，描绘静电场可以用等势线，薄 膜干涉条纹实际上是等厚线，同一干涉条纹上各个地方薄膜 的厚度是相等的．利用光的干涉检查平整度时，观察到了干 涉条纹的形状，就等于知道了等厚线的走向，因而不难判断 被检测平面的凹下或凸出的位置． 为什么薄膜干涉条纹是等厚线？
特别提醒 1.光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但 光学本质不同． 2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽 度、条纹间距、亮度等方面加以区分．
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三、光的偏振 [基础导引] 市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片．偏振片与普通 的有色玻璃片相比有什么优点？安装镜片时它的透振方向 应该沿什么方向？利用偏振眼镜可以做哪些实验、做哪些 检测？
答案 两者的目的都是减少通光量，但普通带色玻璃改变了
物体的颜色，而偏振片却没有．安装镜片时，两镜片的透振 方向应相互垂直．利用偏振镜片可以检验光波是不是横波， 可以检测某一光波是不是偏振波．
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第4课时
图1 (2)白光：光屏上出现彩色条纹． (3)中央条纹为明条纹．
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2．双缝干涉是等间距的，相邻明条纹 (或暗条纹)间的距离与波 长成正比(装置已确定的情况下 )．利用双缝干涉实验可测量 光波的波长． 3．薄膜干涉 (1)如图 2 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．
图7 A．a、c B． b 、 c C．a、d D．b、d
图4
－7
m；
(2)已知 B 光在某种介质中波长为 3.15×10－7 m，当 B 光从这种
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λ1 (1)设 A 光在空气中波长为 λ1，在介质中波长为 λ2，由 n＝ ，得 λ2 λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7 m＝6×10－7 m －6 2.1 × 10 Δ r 根据路程差 Δr＝2.1×10－6 m，所以 N1＝ ＝ ＝3.5 λ1 6×10－7 由此可知，从 S1 和 S2 到 P 点的路程差是波长 λ1 的 3.5 倍，所以 P 点为 暗条纹． 1 1 5 (2)根据临界角与折射率的关系 sin C＝n得 n＝ ＝ sin 37° 3 由此可知，B 光在空气中波长 λ3 为： 5 λ3＝nλ 介＝ ×3.15×10－7 m＝5.25×10－7 m 3 －6 Δr 2.1×10 由路程差 Δr 和波长 λ 的关系 N2＝ ＝ ＝4 λ3 5.25×10－7 可见，用 B 光做光源，P 点为亮条纹． (3)若让 A 光和 B 光分别照射 S1 和 S2，这时既不能发生干涉，也不发生 衍射，此时在光屏上只能观察到亮光． 答案 (1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见解析 解析
第4课时
干涉、衍射都是波特有的现象，属于 相同点 波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间 的条纹
特别提醒 1.白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色
条纹，但光学本质不同． 2.区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽 度、条纹间距、亮度等方面加以区分．
第4课时
典例剖析 例3 在杨氏双缝干涉实验中，如果 A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上 将呈现彩色条纹 D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间 距不等的条纹
解析 条纹间距 Δx＝ x 7.5 ＝ mm＝1.875 mm n－1 5－1
l 又根据 Δx＝ λ 得 d d·Δx 0.25×1.875 λ＝ ＝ mm＝3.9×10－7 m. l 1 200
答案 3.9×10－7 m
探究所得 l 掌握条纹间距公式 Δx＝ λ. d
第4课时
跟踪训练 2 薄膜干涉在科学技术上有很大应用． 如图 6 甲是干涉法检查平面示意图， 图乙是得到的干涉图样， 则干涉图样中条纹弯曲处的凹凸情况是________． (选填“上 凸”或“下凹”)
解析 白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹，A错；B为 红光的双缝干涉，图样为红黑相间，故B正确；红光和紫 光频率不同，不能产生干涉图样，C错；遮住一条狭缝 时，紫光将发生单缝衍射，形成衍射图样，D正确．
( BD )
第4课时
跟踪训练 3 在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图 样， 图 7 的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是 ( D )
第4课时
[知识梳理] 1．光 离开直线路径绕到障碍物阴影里 的现象叫光的衍射． 2．发生明显衍射的条件：只有在障碍物的尺寸比光的波长小或者 跟波长相差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象． 3．泊松亮斑：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心 出现的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)．振
导学目标 1.掌握光的干涉现象产生的条件， 特别是双缝干涉中出 现明暗条纹的条件及判断方法 .2.掌握光产生明显衍射的条件，以 及衍射与干涉现象的区别 .3.掌握光的偏振现象，了解偏振在日常 生活中的应用．
基础再现·深度思考
一、光的干涉 [基础导引 ]
第4课时
图5
第4课时
(1)当λ＝0.6 μm＝0.6×10－6 m时， 1 －6 Δr＝1.5×10 m＝2 λ.在P点处将形成暗条纹． 2 解析 (2)当λ＝0.5 μm＝0.5×10－6 m时，Δr＝1.5×10－6 m＝3λ，在P点 处将形成明条纹.
答案 (1)暗 (2)明
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例 2 用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为 0.25 mm， 在距离双缝为 1.2 m 处的光屏上， 测得 5 条亮 纹间的距离为 7.5 mm.求这种单色光的波长．