高中物理光学(复习材料)

第三课时

3.物理光学

(1)光的电磁说

①光的干涉现象：两列波长相同的单色光在相互覆盖的区域发生叠加,会出现明暗相间的条纹,如果是白光,则会出现彩色条纹,这种现象称为光的干涉.

条件：频率相同、相差恒定、振动方向足足同一直线上.

规律：若两光源同相振动的光程差为

δ＝kλ (k=1,2.……) ——亮条纹

δ＝(2k－1)λ/2 (k=1,2.……) ——暗条纹

纹间距Δx＝lλ/d

用双缝干涉测光的波长的原理：λ＝d·Δx /l

特例:薄膜干涉

注意：关于薄膜干涉要弄清的几个问题

Ⅰ是哪两列光波发生干涉

Ⅱ应该从哪个方向去观察干涉图样

Ⅲ条纹会向哪个方向侧移

②光的衍射现象:光通过很小的孔、缝或障碍物时,会在屏上出现明暗相间的条纹,且中央条纹很亮,越向边缘越暗;如果是复色光发生衍射,则出现彩色条纹.

明显发生衍射的条件:障碍物(或孔、缝)的尺寸可与波长相比拟,且障碍物尺寸比波长越小,衍射越明显。

注意：Ⅰ干涉、衍射现象证明光具有波动性

Ⅱ干涉、衍射条纹在宽度、亮度上的区别

③光的偏振

波的偏振：横波只沿着某一特定的方向振动，称为 波的偏振，光的偏振现象说明光

是横波。

偏振光：通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的

平面上，只沿着一个特定的方向振动，称为偏振光。

实验：通过偏振片P 的偏振光再通过偏振片Q （检

偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行，则通过P 的

偏振光的振动方向跟偏振片Q 的透振方向平行，透射光的

强度最大；如果两个偏振片的透振方向垂直，则通过P 的

偏振光的振动方向跟偏振片Q 的透振方向垂直，偏振光不

能通过Q ，透射光的强度为零。如图所示。

本质：光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E 引

起的，因此常将E 的振动称为光振动。在与光传播方向垂

直的平面内，光振动的方向可以沿任意的方向，光振动沿

各个方向均匀分布的光就是自然光。光振动沿着特定的方向的光就是偏振光。

④光的电磁说、电磁波谱 光是电磁波（麦克斯韦的预言，赫兹实验），按波长从大到小排列---电磁波谱 种类

产生机制 主要性质 无线电波

LC 振荡电路(电荷发生振动) 接收和发射电磁波 红外线

原子外层电子激发跃迁 热效应（激发固体分子共振） 可见光

原子外层电子激发跃迁 视觉效应 紫外线

原子外层电子激发跃迁 化学作用、生物作用 伦琴射线 原子内层电子激发跃迁

穿透力强 γ射线

原子核内激发产生 贯穿本领大、能量大 〖例9〗在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中

的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这

时（ ）

A ．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失

B ．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在

C ．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

D ．屏上无任何光亮

〖例10〗市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的的热效应

大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后

面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反

射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为

（ ）

A ．81λ

B ．41λ

C ．2

1λ D ．λ

〖例11〗在太阳光照射下，水面油膜上会出现彩色的花纹，这是两列相干波发生干涉的结

果，这两列相干光波是太阳光分别经 而形成的。用平行的单色光垂直照射不透明的

小圆板，在圆板后面的屏上发现圆板阴影中心处有一个亮斑，这是光的 现象。

〖例12〗图中为X射线管的结构示意图，E为灯丝电源。要使射

线管发出X射线，须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压，则

（）

A．高压电源正极应接在P点，X射线从K极发出

B．高压电源正极应接在P点，X射线从A极发出

C．高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出

D．高压电源正极应接在Q 点，X射线从A极发出

〖例13〗太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线。产生这些暗线是由于（）

A太阳表面大气层中缺少相应的元素； B．太阳内部缺少相应的元素；

C．太阳表面大气层中存在着相应的元素； D．太阳内部存在着相应的元素。

〖强化训练〗

〖练17〗用绿光照射一光电管，能产生光电效应。欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，则应（）

A．改用红光照射 B．增大绿光的强度C．增大光电管上的加速电压 D．改用紫光照射〖练18〗用红光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹，在其它条件不变的情况下，改用紫光做实验，则干涉条纹间距将变。如果改用白光做实验，在屏上将出现条纹。

〖练19〗从点光源L发出的白光，经过透镜后成一平行光束，垂直照射到档光板P上，板上开有两条靠得很近的平行狭缝S1、S2如图所

示，在屏Q上可看到干涉条纹，图中O点是屏

Q上与两狭缝等距离的一点，则（）

A．干涉条纹是黑白的，O是亮点

B．干涉条纹是黑白的，O是暗点

C．干涉条纹是彩色的，O是亮点

D．干涉条纹是彩色的，O是暗点

〖练20〗图46-5所示的是一竖立的肥皂液薄膜的横截面，关于竖立的肥皂薄膜上产生光的干涉现象，看下列陈述，其中哪一些是正确的（）

⑴干涉条纹产生是由于光线在薄膜前后两表面反射，形成的两列光波的叠加

⑵干涉条纹的暗线是由于上述两列反射波的波谷与波谷叠加造成的

⑶用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄色光照射时小

⑷薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的

A．只有⑴和⑵ B．只有⑶和⑷ C．只有⑴和⑶ D．只有⑵和⑷

〖练21〗关于光谱，下面说法中正确的是（）

A．炽热的液体发射连续光谱

B．太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相应的元素

C．明线光谱和吸收光谱都可用于对物质成份进行分析

D．发射光谱一定是连续光谱

〖练22〗如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平

整的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的。检查中所

观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反向的光叠加而成的（）