高中物理 专题 光的本性之光的波动性讲义
高二物理光的波动性知识精讲
高二物理光的波动性【本讲主要内容】光的波动性 涉干的光⎪⎩⎪⎨⎧薄膜干涉波长关系折射率光速光频率杨氏双缝干涉,,,射衍的光⎪⎩⎪⎨⎧圆孔衍射衍射条件单缝衍射说波磁电的光⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧电磁波产生机理射线射线紫外线红外线电磁波谱麦克斯韦的光的电磁说γx振偏的光⎪⎩⎪⎨⎧光的偏振偏振片机械波的偏振【知识掌握】【知识点精析】 光的干涉：双缝干涉：英国物理学家——托马斯·杨（1773—1829）现象：明暗相间条纹解析：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧=⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=⋅=-=∆≠-=∆≠→⎭⎬⎫⎩⎨⎧=∆→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧ 0,1,2k )1k 2(2k k 22r r r 0r r r ,r r ,P S S 0r P S S 0,f S S ,1212211211212,P 暗条纹明条纹距离不等波谷、波谷波峰、波峰距离相等相干光源振动方向相同步调一致相差为相同形成同时达平行单色光振动始终加强同时达中央明条纹——λλλ相邻两明纹或相邻两暗纹间距离：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∴∆⋅=∆⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧=+-++⋅=∆-=∆+==-+=∆-=∆⋅==∆==⋅=⋅=⋅=∆∴≈∴⊥⊥⊥∴<<=-=∆++出现彩色条纹不同不同不同不同色光纹都适用无论相邻明纹或相邻暗暗纹明纹很小且很小上取点在x d L x d L )1k 2(2d L ]1)1k (2[2d L x x x x )1k 2(2d L x :d L k d L )1k (d L x x x x k d L k 22d L x :r d L x L x dtg d tg d sin d r ,OP O S ,OP D S P S D S ,d L d D S r r r D P S k1k k k 1k k 11112121212λνλλλλλλλλλλϕθθϕθ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧↑→↓∴⎪⎩⎪⎨⎧↑↓→=↑→=↓→⎪⎩⎪⎨⎧==不同不同不同不变光在不同介质中同紫红不同紫红不同紫红不同紫红不同波长不同速度相同光在真空中不同不同不同色光在同一介质中n v n C v n v v n v C n v v C Cv n ,v ,,λνλννλννλνλνλνννν薄膜干涉：演示：⎪⎩⎪⎨⎧−−→−明暗彩色花纹——薄膜单色黄光形成薄膜——铁丝圈蘸肥皂水。
光的波动性ppt课件
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点击下图观看动画演示
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当只有一块偏振片时， 以光的传播方向为轴旋 转偏振片，透射光的强 度不变． 当两块偏振片的透振方 向平行时，透射光的强 度最大，但是，比通过 一块偏振片时要弱．
当两块偏振片的透振方 向垂直时，透射光的强 度最弱，几乎为零.
紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；伦琴射线有较
强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体
的透视和检查部件的缺陷；γ射线的穿透本领更大，在工业和医
学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术．
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光的波动性
————光的偏振现象
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1.横波与纵波的区别．什么是横波的偏振现象．
电磁波在真空中的传播速度应为：
3.11108ms ≈光速
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光的电 磁说 关于光的电磁说的几点强调
1、麦克斯韦根据电磁理论，发现电磁波的波速与光速 相同，提出了光是一种电磁波的假说．赫兹通过实验证实了 光的电磁本质，光的电磁说把光学和电学统一起来了．
2、光的颜色是由电磁波的频率决定的．不同频率的色 光在真空中波速相同，在介质中波速不同．同一色光在不 同介质中，频率（颜色）不变，波长和波速都要改变．在 同一介质中，频率越高，波速起小．
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产生上述现象的原因
1、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 且沿着各个方向振动的光波的强度都相同．这 种光叫做自然光 .
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高考物理 光的波动性课件
光
自然光
偏振片
横
——要点深化—— 1．自然光与偏振光的区别 除了直接从光源发出的光外，日常生活中遇到的光大都是偏振光． (1)自然光：在任意一个垂直于光传播方向振动的光波的强度都相同． (2)偏振光：在垂直于光波传播方向的平面内，只沿某一个特定方向振动的光．
2．偏振光的产生方式 (1)自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器． (2)自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．
(2)干涉和衍射的图样有相似之处，都是明暗相间的条纹．只是干涉条纹中各条纹宽度和亮度都相同，而衍射条纹中各条纹宽度和亮度均不等，中央条纹最宽最亮．
2．光的直线传播与光的衍射的关系 光的直线传播只是一种特殊情况和近似说法．光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的．在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显，也可以认为光是沿直线传播的．在障碍物的尺寸可以与光的波长相比，甚至比光的波长还小时，衍射现象十分明显，这时就不能说光是沿直线传播的了．
图2
A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄 C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫 解析：双缝干涉条纹平行等距，且波长越大，条纹间距越大，而红光波长大于蓝光波长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长大，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅为紫光的衍射图样． 答案：B
知识点三 光的偏振 ——知识回顾—— 1．光的偏振：沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫 ， 通过 后只剩下沿某一方向振动的光叫偏振光． 2．光的偏振证明了光是一种 波．
高考物理总复习知识讲解光的波动性
物理总复习：光的波动性编稿：李传安 审稿：【考纲要求】1、知道光的干涉条件及现象；2、知道薄膜干涉的相关应用；3、知道光的衍射及偏振现象，了解其相关应用；4、知道光的干涉和衍射的区别与联系；5、能利用光的干涉实验测定光的波长。
【知识网络】【考点梳理】考点一、光的干涉要点诠释：1、1801年，英国物理学家托马斯·杨通过双缝实验成功地观察到了光的干涉现象，证明了光的确是一种波。
2、光的干涉现象 在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域相间，即亮纹和暗纹相间的现象。
3、干涉条件 光的干涉的条件是有两个振动情况总是相同的波源，即相干波源。
（相干波源的频率必须相同）。
形成相干波源的方法有两种：①利用激光（因为激光发出的是单色性极好的光）。
②设法将同一束光分为两束（这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等）。
下面四个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图。
4、干涉区域内产生的亮、暗纹 亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即（n=0，1，2，3，……） 暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，即（n=0，1，2，3，……） 相邻亮纹（暗纹）间的距离，。
用此公式可以测定单色光的波长。
用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以n δλ=(21)2n λδ=-L x dλ∆=x λ∆∝屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。
5、薄膜干涉 当光照射到薄膜上时，可以看到在薄膜上出现明暗相间的条纹。
当入射光是白光时，得到彩色条纹，当入射光是单色光时，得到单色条纹。
参与薄膜干涉的两列光是分别从薄膜的前表面和后表面反射出来的两列光。
用薄膜干涉可以检查工件表面是否平整，在透镜表面涂上增透膜以增大透射光。
薄膜干涉中的色散： （1）成因：由膜的前后表面反射回来的光叠加的结果，所以观察时只能在光源的同侧才能看到。
光的波动性 高中物理课件9-4
09
第4节 光的波动性
一、光的干涉与干涉时的色散
1.双缝干涉
一、光的干涉与干涉时的色散
1.双缝干涉
一、光的干涉与干涉时的色散
1.双缝干涉
一、光的干涉与干涉时的色散
1.双缝干涉
一、光的干涉与干涉时的色散
1.双缝干涉
一、光的干涉与干涉时的色散
2.薄膜干涉
一、光的干涉与干涉时的色散
2.薄膜干涉
一、光的干涉与干涉时的色散
3.光的干涉的应用
一、光的干涉与干涉时的色散
3.光的干涉的应用
一、光的干涉与干涉时的色散
3.光的干涉的应用
一、光的干涉与干涉时的色散
3.光的干涉的应用
一、光的干涉与干涉时的色散
3.光的干涉的应用
二、光的衍射与偏振
1.光的衍射
二、光的衍射与偏振
1.光的衍射
二、光的衍射与偏振
1.光的衍射
二、光的衍射与偏振
1.光的衍射
二、光的衍射与偏振
1.光的衍射
二、光的衍射与偏振
2.光的偏振现象
二、光的衍射与偏振
2.光的偏振现象
第4节 光的波动性
二、光的衍射与偏振
2.光的偏振现象。
(完整)光的波动性精品PPT资料精品PPT资料
当相干光在空间相遇时，光波产生了稳定的加强或减
弱，并在相遇的空间形成明暗相间的条纹，这种的现象叫
f / (×1014 Hz)
光的干涉。光的干涉证明了光是一种波。 在波峰与波谷叠加的地方，光波互相抵消或削弱，形成暗条纹。
菲涅耳开创了光学的新阶段。 并运用大量工具进行数学运算，使实验数据与计算结果一致， 夜间驾车容易被迎面来车的前灯射花眼。 把带肥皂液薄膜的金属圈放在酒精灯旁适当的位置，使眼睛恰能看到由薄膜反射而生成的黄色火焰的 0×10-4 m 以下时, 光通过狭缝后明显偏离了直线方向，但其边缘模糊，由明区逐渐过渡到暗区。 如果在每辆汽车的车灯和司机座位前车窗上各安装一块偏振片，就可避免对方车灯眩光的影响。 当相干光在空间相遇时，光波产生了稳定的加强或减弱，并在相遇的空间形成明暗相间的条纹，这种的现象叫光的干涉。 在波峰与波谷叠加的地方，光波互相抵消或削弱，形成暗条纹。 偏振是横波区别于纵波的一个重要标志。 1678年荷兰物理学家惠更斯向法国科学院提交了著作《光论》。 在波峰与波谷叠加的地方，光波互相抵消或削弱，形成暗条纹。 与牛顿同时代的荷兰物理学家惠更斯首先提出光的波动说。 在书中，惠更斯把光波假设为一纵波，推导和解释了光的直线传播、反射和折射定律，书中并末提到关于光谱分解为各种颜色的问题。 当时牛顿反对光的波动说，主要是因为当时光的波动说还不能很好解释光的直线传播这一基本事实，也不能解释光的偏振现象。 直到1801年，英国物理学家托马斯·杨进行了著名的杨氏干涉实验，1815年法国物理学家菲涅耳进行的“菲涅耳双镜”实验，才令人信
f / (×1014 Hz) 3.9~4.8 4.8~5.0 5.0~5.2 5.2~6.1 6.1~6.7 6.7~7.5
2. 薄膜干涉
如图，点着酒精
2.1光的波动性.pptx
L L0
图 2-1-4
少和最多？最多时能看到几条干涉条
纹？ 平行光垂直入射，经双棱镜上、下两半折射后，成为两束倾角均为θ
的相干平行光。当幕与双棱镜的距离等于或大于 L0 时，两束光在幕上的重
学海无涯 叠区域为零，干涉条纹数为零，最少，当幕与双棱镜的距离为 L 时，两束 光在幕上的重叠区域最大，为 L，干涉条纹数最多。利用折射定律求出倾 角θ，再利用干涉条纹间距的公式及几何关系，即可求解．
1
2
A
1
I ( A A )2 干涉相加
1
2
I ( A A ) 2干涉相消
1
2
பைடு நூலகம்
I 4 A2cos 2 2 1
2
3、光的干涉
(1)双缝干涉 在暗室里，托马斯·杨利用壁上的小孔得到一束阳光。在这束光里，在
垂直光束方向里放置了两条靠得很近的狭缝的黑
屏，在屏在那边再放一块白屏，如图 2-1-1 所示， 阳光
下表面（即空气与玻璃分界面）反射的情况不同，所以在式中仍有附加
的 半波长光程差。由此
学海无 涯
2h k
2
k 1,2,3 ……明纹
2h
2
(2k
1)
2
k
1,2,3 ……暗纹
干涉条纹为平行于劈尖棱边的直线条纹。每一明、暗条纹都与一定的 k
做相当，也就是与劈尖的一定厚度 h 相当。
任何两个相邻的明纹或暗纹之间的距离 l 由下式决定：
射线 图是 b1 ，折射线是 c1 ；光线 b1 再经过上、下表面
的反射和折射，依次得到 b2 、 a2 、 c2 等光线。 其中之一两束光叠加， a1 、 a2 两束光叠加都能
a
a1
《光的波动性》课件
圆孔衍射
圆孔衍射实验
通过在光源和屏幕之间设置一个小圆孔，观察光波通过圆孔后的 衍射现象。
衍射图案
圆孔衍射的图案呈现为一个明亮的中心区域，周围环绕着一圈圈明 暗相间的条纹。
条纹特点
随着与中心距离的增加，条纹逐渐变得模糊和细窄。圆孔衍射的条 纹数量和分布规律与圆孔的直径和光波波长有关。
04
光的偏振
偏振现象及其原理
散射系数
描述散射作用的强弱的物理量，与颗粒的大小、 形状、折射率、入射光的波长等因素有关。
大气散射
大气散射的分类
根据散射颗粒的大小，大气散射可分为瑞利散射和米 氏散射。
大气散射的规律
大气散射的强度与波长的四次方成反比，即波长越短 ，散射越强。
大气透射率的计算
根据大气散射的规律，可以计算出不同波长光线在大 气中的透射率。
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散射在生活中的应用
天空颜色的形成
由于大气散射作用，太阳光在穿过大气层时发生散射，形成了天空 的蓝色。
雾的形成
当大气中的水蒸气和微小颗粒较多时，会发生较强的散射作用，使 光线无法直线传播，形成雾。
防晒措施
由于紫外线容易被皮肤吸收，造成皮肤损伤，人们通常采取涂抹防晒 霜、戴帽子等措施来减少紫外线的散射作用。
干涉条件
相干光源、光程差恒定、振动方向相同。
杨氏双缝干涉实验
01
02
03
实验装置
光源、单缝、双缝源经双 缝产生两束相干光波，在 屏幕上形成干涉条纹。
实验结果
明暗交替的干涉条纹，条 纹间距与波长成正比。
薄膜干涉
薄膜干涉现象
光波在薄膜表面反射和透射时发生的 干涉现象。
高考物理总复习课件光的波动性
02
电磁波谱
按波长从长到短排列，包括无 线电波、红外线、可见光、紫
外线、X射线和γ射线等。
03
光是一种电磁波
光具有波粒二象性，既具有波 动性，又具有粒子性。
光的干涉现象
03
干涉现象
双缝干涉实验
薄膜干涉
两列或多列频率相同、振动方向相同、相 位差恒定的波在空间相遇时，某些区域振 动加强，某些区域振动减弱的现象。
德布罗意波的意义
德布罗意波揭示了微观粒子具有波动性的本质，为量子力学 的发展奠定了基础。同时，德布罗意波也解释了许多之前无 法解释的现象，如电子衍射等。
量子力学对光本质的解释
光的波粒二象性
量子力学认为光既具有波动性又具有粒子性。在光的传播过程中，光表现为波动 性；而在光与物质相互作用时，光表现为粒子性。这一现象被称为光的波粒二象 性。
实验装置
单色光源、圆孔、屏幕
实验现象
当单色光通过圆孔时，在屏幕上出现明 暗相间的圆环状衍射条纹，中心为亮斑 。
原理分析ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光波通过圆孔时发生衍射，衍射光在屏 幕上叠加形成干涉圆环。圆孔衍射的条 纹间距与圆孔直径和光源波长有关。
应用举例
圆孔衍射可用于测量光源的波长、研究 光的传播特性以及制作光学仪器等。
晶体衍射及其应用
圆孔衍射
单色光通过小圆孔后，在 屏幕上形成中心亮斑（艾 里斑），周围环绕着一系 列明暗相间的同心圆环。
光的偏振现象
偏振现象
光在传播过程中，只沿着 某一特定方向振动的现象 。
自然光和偏振光
自然光在各个方向振动的 几率相等，而偏振光只沿 着某一特定方向振动。
马吕斯定律
描述偏振光通过偏振片后 的光强与偏振片透振方向 夹角的关系。
光的波动性(共56张PPT)OK
⑸亮纹和暗纹位置
①亮纹
（k=0，1，2，…）
②暗纹
（ k=0，1，2，… ）
③条纹间距
上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法
相邻明（暗）条纹中心间的距离
答案：D
5．(2021·山东等级考) 用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗 相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化 图像，可能正确的是 ( )
一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多．
取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏 ．
激光束
调节狭缝宽窄
像屏
2、光的衍射
单缝衍射条纹的特征
2、光的衍射
①中央亮纹宽而亮．
解析：选C 空气薄层是由两个反射面形成的，两束光在圆弧面与平面反射形成，干涉条纹的间距不是均匀增加，而是随着空气薄层的厚度越向外增加得越快，所以干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，故A、B错误；若在透镜AB面上施加向下的微小压力，满足产生这一亮条纹的厚度向外移，即亮环向远离圆心的方向平移，则可看到同心圆向外扩展，故C正确；若在C处不小心沾上了灰尘，空气膜厚度并未发生改变，明暗相间的同心圆条纹排列不变，故D错误。
②两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．
光的衍射
A
B
S
孔较大时——屏上出现清晰的光斑
孔较小时——屏上出现衍射花样
光的衍射
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
不同缝宽的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
光的衍射
①波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大．
高考物理光的波动性复习课件 新人教
(3)单色光颜色、频率、波长的关系：光的颜色由频率决定，光的频率由光源决定，在可见光中红光频率最低，紫光最高．真空中各色光光速相同，由c＝λ·ν知，真空中红光波长最大，紫光最小．
课堂互动讲练
综合以上各点可知：①为了观察到清晰的干涉图样，必须使双缝距离d小到与波长相当，且使l≫d. ②同样条件下，红光的干涉条纹间距最大，紫光最小．这就是白光干涉条纹中央为白色，两边出现彩色光带的原因．
1/4
λ/2
基础知识梳理
2．光发生明显衍射现象的条件 当孔或障碍物的尺寸比光波波长 ，或者跟光波波长 时，光才能发生明显的衍射现象．
相差不多
小
基础知识梳理
3．衍射图样 (1)单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同．白光衍射时，中央仍为 光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是 光．
基础知识梳理
2．激光的特点 (1)激光是一种人工产生的相干光．根据此特点，它能像无线电波那样进行调制，应用于光纤通信，也可以用于全息照像． (2)激光的平行度非常好．根据此特点，它可以应用于精确测距，还应用于VCD光盘的解读．
基础知识梳理
(3)激光的亮度高，温度高．可以利用激光束来切割各种物质，焊接金属以及在硬质材料上打孔．医学上可以用激光作“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤，也可以用激光“焊接”剥落的视网膜，还可以引起核聚变．
课堂互动讲练
即时应用
课堂互动讲练
图14－3－2
课堂互动讲练
A．a、b是光的干涉图样 B．c、d是光的干涉图样 C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短 D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短
课堂互动讲练
解析：选A.干涉条纹是等距离的条纹， 因此，a、b图是干涉图样，c、d图是衍射图 可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a图样的光的波长比b图样的光的波长长，故C项错误；c图样的光的波长比d图样的光的波长长，故D项错误．
光的波动性学习课件PPT
一、 双 缝 干 涉
1. 产生稳定干涉的条件：
(1)、相干光源：两个光源发出光的频 率相同，相位差恒定
(2)、两个光源发出的光在空间叠加
二、薄膜干涉
1、成因： 由薄膜前后表面反射的两列光波 叠加而成。 2、现象：照射竖直放置的肥皂膜： 单色光：竖直排列的明暗相间的水平条纹； 白 光：彩色条纹。 例：光学镜头上镀的增透膜的厚度是光在这 种薄膜中波长的 , 看上去呈淡紫色。
4.吸收光谱：炽热的白光通过温度较 低的气体形成 即： 连续光谱中某些波长的光被温 度较低的气体吸收后产生的光谱， 是由分布在连续谱线背景上的某些 暗线组成 如： 太阳光谱、钠蒸气的吸收光谱
例 2 一种电磁波入射到一个宽度为1 米的孔上，能发生明显的衍射现象，这 种波属于电磁波谱的哪个区域？ A. γ射线 B. 可见光 C. x射线 D. 无线电波 例3 从两支手电筒射出的光，当它 们照到同一点时看不到干涉花纹，是因 为： A.手电筒射出的光不是单色光 B.干涉图样太细小看不清楚 C. 周围环境的漫反射光太强烈 D. 两个光源是非相干光源
四、电磁波谱
项目 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线 产生机理 特点 作用 波动性 粒子性 光子能量
五、光谱
发射光谱
连续谱
光谱
线状谱 （原子光谱）
吸收光谱
1.发射光谱： 由发光物质直接产生的光谱 2.连续谱： 由连续分布的一切波长的光 组成(炽热固体、液体及高压气体发光产 生) 如： 3.线状谱： 由一些不连续的亮线组成， 是稀薄（低压）气体发光产生的光谱(原 子光谱) 如：霓虹灯、焰色反应 原子 发光
例 4 、 下面哪些现象属于光的干涉现象？ A . 雨后美丽的彩虹。B . 对着日光灯从两铅 笔的缝中看到的彩色条纹。C . 阳光下肥皂 膜上的彩色条纹。D . 光通过三棱镜产生的 彩色条纹。 例 5 、太阳光照到一个方形孔上(孔的大 小可调)， 当孔的大小由较大逐渐调 小直到完全关闭的过程中，在对着的屏 上将会看到什么现象？
高考物理新课标一轮复习课件光的波动性
03
光的衍射现象及应用
衍射现象及其分类
衍射现象
光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，偏离直线传播的现象。
分类
根据障碍物或小孔的尺寸与光波长的关系，衍射可分为明显衍射和不明显衍射 。当障碍物或小孔的尺寸与光波长相当或更小时，衍射现象较为明显。
单缝衍射实验原理及结果分析
实验原理
通过单一狭缝的光源产生的衍射现象进行观察和分析。
波粒二象性概念引入和意义阐述
波粒二象性概念引入
为了解释光电效应和康普顿散射等实验结果，物理学家引入了波粒二象性的概念。即光既具有波动性（如干涉、 衍射等现象），又具有粒子性（如光电效应、康普顿散射等现象）。这一概念突破了传统物理学对光和物质的认 识，为量子力学的发展奠定了基础。
意义阐述
波粒二象性的提出不仅解释了光的各种现象，而且揭示了微观世界中物质的基本属性。它表明在微观尺度上，物 质的行为与我们的日常经验有很大不同，需要用量子力学的理论来描述。波粒二象性对现代物理学的发展产生了 深远影响，包括量子力学、量子场论以及粒子物理学等领域的研究都离不开这一概念。
实验原理
杨氏双缝干涉实验是通过双缝将单色光分成两束 相干光，在屏幕上产生明暗相间的干涉条纹，从 而验证光的波动性。
结果分析
实验结果表明，光在传播过程中具有波动性，且 干涉条纹的间距与光源波长、双缝间距及屏幕到 双缝的距离有关。
薄膜干涉现象及其在生活中的应用
薄膜干涉现象
当光照射在薄膜上时，由于薄膜前后两个表面的反射光产生干涉，形成特定的干涉图样。
衍射现象在科学研究中的应用
物质结构研究
通过分析X射线或中子束 在晶体中的衍射图样，可 以推断出晶体的原子排列 结构。
光学仪器设计
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专题：光的本性之光的波动性关于光的波动性的几点说明：1关于波动性的实验；2.波的干涉和衍射现象的对比都有哪些异同?3.双缝干涉及薄膜干涉的对比。
问题：（1）为什么杨氏双缝干涉实验在双缝前还要加一个单缝?答：相干光源的获得。
两列波叠加发生明显干涉现象的条件是二者频率相等，相差恒定。
两个普通光源很难达到这一要求。
通常是把一束光想办法分成两部分，让这两部分再叠加以达到干涉效果。
杨氏双缝实验装置正是这样巧妙地获得了两列相干的波源。
问题：（2）λd l x =∆双缝干涉实验的这个结论中的各个物理量都是什么?如何应用?答：条纹宽度x ∆与波长λ及双缝到光屏的距离l 成正比而与双缝间距d 成反比。
在l 、d 一定的情况下，红光产生的干涉条纹间距最大，紫光产生的干涉条纹间距最小。
问题：（3）什么是光的衍射?圆盘衍射与圆孔衍射的区别?答：光偏离直线传播方向而绕到障碍物阴影里去的现象叫光的衍射。
要产生明显的衍射现象，障碍物或小孔的尺寸要足够小。
用小圆屏进行衍射实验，衍射图样是在圆盘的阴影中心出现泊松亮斑。
而用小圆孔进行衍射实验，衍射图样是一系列同心圆环，圆环中央明暗不定。
题一题面：用单色光照射双缝，在屏上观察到明暗交替的条纹，若要使条纹间距变大，应( )A.改用频率较大的单色光B.改用波长较长的单色光 双缝干涉薄膜干涉干涉衍射（单缝、圆屏、圆孔等）电磁波谱及应用光谱及光谱分析电磁说波动性现象及规律光子说、光电效应方程应用光电效应粒子性光的波粒二象性光的本性C.减小双缝至屏的距离D.增大双缝之间的距离题二题面：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另一缝前放一绿色滤光片，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.屏上无任何光亮题三题面： 如图是双缝干涉实验装置，使用波长为600nm 的橙色光照射，在光屏中心P 点呈现亮条纹，在P 点上方的P1点到S1、S2的路程差恰好为2λ，现将整个装置置入折射率为n=1.5的透明液体中，其它条件不变，则（ ）A ．P 和P1都出现亮条纹B ．P 为亮条纹，P1为暗条纹C ．P 为暗条纹，P1为亮条纹D ．P 和P1都出现暗条纹题四题面：劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示。
将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。
当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示。
干涉条纹有如下特点：⑴任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。
现若在图甲乙装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹( )A.变疏B.变密C.不变 D.消失题五题面：照相机镜头上涂有一层增透膜，增强了绿光的透射能力，看上去呈淡紫色。
则所镀薄膜的厚度最小应为（ ）A. 绿光在真空中波长的1/2B. 绿光在增透膜中波长的1/2C. 绿光在真空中波长的1/4D. 绿光在增透膜中波长的1/4题六题面：激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。
用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v 与二次曝光时间间隔Δt 的乘积等于双缝间距。
实验中可测得二次曝光时间间隔Δt、双缝到屏之距离l 以及相邻两条亮纹间距Δx。
若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是（ ）图甲（侧视图）图乙A t l x v ∆∆=λ B t x l v ∆∆=λ C t x l v ∆∆=λ D x t l v ∆∆=λ课后拓展练习注：此部分为老师根据本讲课程内容为大家精选的课下拓展题目，故不在课堂中讲解，请同学们课下自己练习并对照详解进行自测.题一题面：两盏普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为( )A ．两盏灯亮度不同B ．灯光的波长太短C ．两灯光的振动情况不同D ．电灯发出的光不稳定题二题面：一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是( )A ．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B ．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C ．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同D ．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同题三题面：薄膜干涉在科学技术上有很大应用。
（1）如甲图是干涉法检查平面示意图，乙图是得到的干涉图样，则干涉图样中条纹弯曲处的凹凸情况是________。
(选填“上凸”或“下凹”)（2）透镜表面涂有一层氟化镁薄膜，其折射率n ＝1.38，介于空气和透镜折射率之间。
入射光正入射，为使真空中波长为550 nm 的光增透，所涂薄膜的最小厚度为________。
讲义参考答案题一答案：B题二答案：C题三答案：A题四答案：A题五答案：D题六答案：B课后拓展练习题一答案：C详解：一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的。
题二答案：A详解：各色光的频率不同，波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹。
题三答案：（1）上凸 （2）1.0×10-7 m详解：（1）干涉条纹应有以下特点：①任意一条明纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度相等；②任意相邻明纹或暗纹所对应的薄膜厚度差恒定。
图乙中的条纹向楔型膜中厚的一侧弯曲，说明被测样品的对应位置是上凸起。
（2）由λ′＝λn ，，最小厚度d ＝14λ′，得d ＝λ4n， 代入数据解得d ＝550×10-94×1.38m ＝1.0×10-7 m 。
高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题1．瑞典皇家科学院2018年10月2日宣布，将2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家阿瑟•阿什金、法国科学家热拉尔•穆鲁以及加拿大科学家唐娜•斯特里克兰，以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献。
阿什金发明的光镊工具能够“夹”住微小如原子、病毒以及活细胞等物体。
穆鲁和斯特里克兰发明了“啁啾（zhōu jiū）脉冲放大”技术。
“啁啾”出自唐诗“到大啁啾解游飏，各自东西南北飞”，形容鸟的鸣叫。
“啁啾脉冲放大”技术其原理为：将一段短脉冲在时域上展宽，然后放大，再进行压缩。
此项技术已经成为高强度激光的标准，应用于众多领域。
则下列关于激光的说法合理的是A．某激光器产生超短脉冲时长为2.0×10-13s，能量为1.0J，则此激光超短脉冲的功率为5.0×1013W B．短脉冲激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，测得在该时间段内被测物体的移动距离，从而得到被测物体的移动速度。
激光测速选取的时间间隔越长，测得物体移动的瞬时速度越准确C．“啁啾”来源于鸟鸣，意即频率变化，“啁啾脉冲”技术中的短脉冲激光瞬时频率随时间的变化而变化D．利用光学镊子捕获活体细菌时，红外激光光镊比绿色激光光镊更容易杀死活体细菌2．下列说法正确的是_________A．悬浮在液体中的花粉颗粒做布朗运动，反映了花粉分子在做无规则运动B．当分子间距离减小时，分子之间的引力与斥力均增大C．气体温度升高时，所有气体分子的动能均增大D．在一个标准大气压下，100℃的水蒸气的内能大于相同温度下相同质量的水的内能E. 一定质量的气体，向外界放热，内能可能不变3．高铁列车行驶时受到的总阻力包括摩擦阻力和空气阻力。
某一列高铁列车以180 km/h的速度在平直轨道上匀速行驶时，空气阻力约占总阻力的50 %，牵引力的功率约为2000 kW。
假设摩擦阻力恒定，空气阻力与列车行驶速度的平方成正比，则该列车以360 km/h的速度在平直轨道上匀速行驶时牵引力的功率约为A．4000 kW B．8000 kWC．10000 kW D．16000 kW4．如图所示，钢铁构件A、B．放在平板卡车的水平底板上，卡车底板和B间动奉擦因数为μ1，A、B间动摩擦因数为μ2，，卡车刹车的最大加速度为a，，可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时.要求其刹车后在s0距离内能安全停下，则汽车运行的速度不能超过A． B．C． D．5．质量为2kg的物体在x-y平面做曲线运动，在x方向的速度图像如图所示，y方向以4m/s匀速运动，下列说法正确的是： ( )A．质点的初速度为5m/sB．质点所受的合外力为6NC．质点初速度的方向与合外力方向垂直D．2s末速度大小为6m/s6．质量相等的a、b两物体，分别从粗糙斜面上的同一位置由静止下滑，滑到斜面底端时进入粗糙水平面继续滑行一段距离后停下，不计从斜面底端进入水平面时的能量损失。
已知两物体运动的v—t图像如图所示，则下列说法正确的是A．在整个运动过程中，a的平均速度比b的平均速度小B．a与斜面间的动摩擦因数比b与斜面间的动摩擦因数大C．a在水平面上滑行的距离比b在水平面上滑行的距离长D．在整个运动过程中，a克服摩擦力做功比b克服摩擦力做功多二、多项选择题7．如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的波源S1(0,4)和S2(0,–2)。
两波源的振动图线如图(b),两列波的波速为2m/s,波长为________m。
两列波从波源传播到点A(8,–2),引起的振动相互________(选填“加强”或“减弱”)。
8．如图所示，质量分别为2m和m的A、B两物体用不可伸长的轻绳绕轻质定滑轮相连，开始时两物体处于同一高度，绳处于绷紧状态，轻绳足够长，不计一切摩擦。
现将两物体由静止释放，在A落地之前的运动过程中，绳子的拉力大小为_________________，若下落时间为t，A的机械能减少了______________________。
9．某做直线运动的质点的位置－时间图象（抛物线）如图所示，P（2，12）为图线上的一点。
PQ为过P 点的切线，与x轴交于点Q（0，4）。
已知t＝0时质点的速度大小为8m／s，则下列说法正确的是A．质点做匀减速直线运动B．2s时，质点的速度大小为6m/sC．质点的加速度大小为2m/s2D．0～1s内，质点的位移大小为4m10．如图所示，在真空中A、B两块平行金属板竖直放置并接入电路．调节滑动变阻器，使A、B两板间的电压为U时，一质量为m、电荷量为－q的带电粒子，以初速度v0从A板上的中心小孔沿垂直两板的方向射入电场中，恰从A、B两板的中点处沿原路返回(不计重力)，则下列说法正确的是A．使初速度变为2v0时，带电粒子将从B板中心小孔射出B．使初速度变为2v0时，带电粒子恰能到达B板C．使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子恰能到达B板D．使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子将从B板中心小孔射出三、实验题11．将一个电荷量1.0 10-9的负电荷,从无穷远处移到电场中的A点,克服电场力做功2.010-7J,现将该电荷从A点移。