光的干涉 衍射 偏振本章优化总结
大学物理光学总结(二)2024
大学物理光学总结（二）引言概述：光学是物理学中一个重要的分支，研究光的传播、成像以及光与物质的相互作用等问题。
本文将从五个重要的大点出发，对大学物理光学的相关内容进行总结与分析，为读者提供一个快速了解光学的途径。
正文：1. 光的干涉和衍射1.1 光的干涉现象1.1.1 杨氏实验1.1.2 干涉条纹的产生原理1.1.3 干涉的条件和分类1.2 光的衍射现象1.2.1 菲涅尔衍射和菲涅耳衍射公式1.2.2 高斯衍射公式1.2.3 衍射的条件和分类2. 光的偏振与散射2.1 光的偏振现象2.1.1 偏振光的产生与检测2.1.2 光的偏振态和偏振光的超精细结构2.1.3 光的偏振与光的传播方向2.2 光的散射现象2.2.1 雷利散射和米氏散射2.2.2 瑞利散射公式和米氏散射公式2.2.3 光的散射与物质的介电性质3. 光的色散与光的成像3.1 光的色散现象3.1.1 光的折射定律3.1.2 不同介质中的光速和折射率3.1.3 瑞利公式和阿贝尔公式3.2 光的成像现象3.2.1 薄透镜成像的基本原理3.2.2 薄透镜成像的光学公式3.2.3 光的几何光学成像和实际成像的区别4. 光的波动和相干性4.1 光的波动现象4.1.1 光的起源和光的波动理论4.1.2 光的波动性质和波动光的衍射4.1.3 光的波动与光的电磁理论4.2 光的相干性现象4.2.1 相干的条件与相干光的特点4.2.2 干涉仪器与相干的应用4.2.3 光的相干性与光的相长相消干涉5. 光的光学仪器与光的应用5.1 光谱仪及其应用5.1.1 分光器的原理和结构5.1.2 分光光度计和光谱仪的构成5.1.3 火焰光谱法和原子吸收光谱法5.2 光的干涉仪器与应用5.2.1 迈克尔逊干涉仪和弗洛姆干涉仪5.2.2 干涉仪的干涉条纹和精密测量的应用5.2.3 波段干涉仪和干涉滤波器的原理与应用总结：本文从干涉和衍射、偏振与散射、色散与成像、波动与相干性以及光学仪器与应用等五个大点，对大学物理光学的相关知识进行了概要总结。
光的偏振与衍射知识点总结
光的偏振与衍射知识点总结光的偏振和衍射是光学中的重要概念和现象，它们在许多领域中都有广泛的应用。
本文将对光的偏振和衍射的知识点进行总结和解析，帮助读者更好地理解和掌握这些内容。
一、光的偏振光的偏振是指光波振动方向的特性。
在自然光中，光波的振动方向是各向同性的，即在任意方向上都有振动。
而经过某些介质的作用后，光可以变成具有特定振动方向的偏振光。
光的偏振可以通过偏振镜或偏振片实现。
在偏振光中，光波的电场振动方向垂直于光传播的方向。
常见的偏振光有线偏振光和圆偏振光。
线偏振光的电场振动方向只在一个平面上，圆偏振光的电场振动方向则以圆轨迹旋转。
光的偏振在许多领域中都有应用，如光通信、偏振显微镜、液晶显示等。
它可以提供更好的光学性能和更高的图像分辨率。
二、光的衍射光的衍射是指光波通过障碍物或孔径后产生的干涉现象。
当光波通过孔径时，会发生弯曲和弯折，使得光波以某种方式传播并形成干涉图案。
光的衍射是光的波动性质的重要体现。
根据衍射的不同形态，可以将其分为菲涅尔衍射和弗朗宁衍射。
菲涅尔衍射是指光波通过不同孔径大小的圆形孔产生的衍射现象；弗朗宁衍射是指通过狭缝产生的衍射现象。
此外，光的衍射还包括单缝衍射、双缝衍射和衍射光栅等形式。
光的衍射在光学中有广泛的应用。
例如，通过光的衍射可以分析光波的频谱成分，用于光谱分析和光学检测。
此外，利用衍射现象还可以实现激光的调制与控制，应用于激光工程和光通信等领域。
三、偏振与衍射的关系光的偏振和衍射之间存在密切的关系。
当偏振光通过衍射物体时，衍射现象会影响光的偏振性质。
例如，当线偏振光通过狭缝时，由于衍射的作用，光的振动方向会发生变化。
这种现象又称为Huygens-Fresnel原理。
此外，还可以利用偏振光的偏振特性来控制光的衍射。
通过选择不同方向的偏振光，可以实现对衍射图案的调制和改变。
这一技术在激光显示、光存储等领域具有重要应用价值。
总结：光的偏振和衍射是光学中的重要知识点。
光的偏振是指光波振动方向的特性，可以通过偏振片实现。
光的干涉和衍射的应用知识点总结
光的干涉和衍射的应用知识点总结光的干涉和衍射是光学中的重要现象，广泛应用于科学研究和实际生活中的各个领域。
本文将对光的干涉和衍射的基本知识点进行总结，并介绍它们在不同领域的应用。
一、光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相互叠加时产生的干涉现象。
干涉有两种类型：构成干涉的光波可以是来自不同光源的相干光，也可以是来自同一光源的相干光。
干涉的结果通常表现为明暗相间的干涉条纹。
1. 干涉的条件：光的干涉需要满足相干性和叠加原理两个条件。
相干性是指光波的相位关系保持稳定，以使叠加时产生干涉现象；叠加原理是指两个或多个光波在空间中叠加时，相位和振幅的叠加。
2. 结果解释：光的干涉结果可以通过相长干涉和相消干涉来解释。
相长干涉发生在两束光波的相位差为整数倍波长时，叠加结果增强，形成亮条纹；相消干涉发生在两束光波的相位差为半整数倍波长时，叠加结果减弱或抵消，形成暗条纹。
3. 干涉的类型：根据光波的传播方向和干涉装置的不同，干涉可分为菲涅尔干涉、杨氏双缝干涉、牛顿环干涉等多种类型。
二、光的衍射光的衍射是指光波在遇到障碍物或通过小孔时发生弯曲和扩散的现象。
与干涉不同，衍射只需要一束光波即可产生。
1. 衍射的条件：发生衍射需要满足波的传播和障碍物上的不连续性两个条件。
光波具有波动性质，当光波与障碍物边缘相遇时，波的传播方向发生弯曲和扩散，并形成衍射。
2. 衍射的特点：衍射的特点包括衍射现象的波波相干性和衍射图样的形状。
衍射图样通常是在光屏上形成的一系列暗纹和亮纹，具有特定的分布规律。
三、光的干涉和衍射的应用1. 显微镜和望远镜：显微镜和望远镜利用光的干涉原理增强了物体细节的观察能力。
干涉显微镜通过将样品与参考光波相干叠加，提高了显微观察的分辨率；望远镜使用干涉镜片形成干涉环，增强了天体观测的清晰度。
2. 激光：激光是光的干涉和衍射的重要应用之一。
激光的产生和放大是通过光的干涉和衍射效应控制的。
激光具有高强度、高单色性和高直行性的特点，在通信、材料加工、医学等领域有广泛应用。
光学中的光的衍射与光的偏振知识点总结
光学中的光的衍射与光的偏振知识点总结光学作为物理学的一个重要分支，研究的是光的本质和光的行为。
其中，光的衍射和光的偏振是光学领域中的两个重要概念。
本文将对光的衍射和光的偏振进行知识点总结。
一、光的衍射光的衍射是指当光通过一个孔径或者是通过物体的边缘时，光波会发生弯曲并产生扩散现象。
光的衍射现象是由于光波的波动性质而产生的。
1. 衍射的基本原理衍射的基本原理是光波的干涉原理。
当光波通过一个孔径或者物体边缘时，波前会因为波的传播而扩散，扩散的过程中会与自身的其他波前相互干涉，形成干涉图样。
2. 衍射的特点- 衍射是波动现象，不仅仅限于光波，在声波、水波等波动现象中同样存在衍射现象。
- 衍射是光通过小孔、边缘等物体时产生的，但并不是所有光通过小孔或边缘都会发生衍射，必须满足一定的条件。
- 衍射现象的特点是光波的传播方向会发生改变，形成扩散的波前。
3. 衍射的应用- 衍射方法可以测量光的波长，例如夫琅禾费衍射。
- 借助衍射现象可以实现光的分光，例如菲涅尔衍射。
- 衍射也广泛应用于光学仪器的设计，可用于消除光学系统的像差。
二、光的偏振光的偏振是指光波中的电磁场矢量在传播过程中只在振动方向上具有确定性。
在光学中，光的偏振是指光波中电场振动方向的特性。
1. 光的偏振方式根据光波中电场振动方向的变化，可以将偏振分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振三种主要方式。
- 线偏振：电场振动方向保持不变的偏振方式。
- 圆偏振：电场振动方向绕光传播方向旋转的偏振方式。
- 椭圆偏振：电场振动方向沿椭圆轨迹变化的偏振方式。
2. 偏振的产生机制偏振的产生可以通过偏振片、反射、折射和散射等方式实现。
其中，偏振片是最常见的用以产生线偏振光的方法。
3. 偏振的应用- 偏振在光学成像领域有广泛应用，例如显微镜中的偏振光显微镜，可用于观察和分析有光学各向异性的样品。
- 通过偏振可以实现光的消光、偏振衍射等实验现象，进一步研究光的特性和物质的性质。
总结：光学中的光的衍射和光的偏振是两个重要的知识点。
高中物理第5章光的干涉衍射偏振本章优化总结鲁科34鲁科高二34物理
本章优化总结
12/9/2021
第一页，共十六页。
12/9/2021
第二页，共十六页。
对光的干涉、衍射的理解 1.两者的产生条件不同：产生干涉的条件是两列光波频率相同， 振动方向相同，相位差恒定；产生明显衍射现象的条件是障碍 物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还要小. 2.图样特点不同：单色光双缝干涉产生的是等间距、明暗相间 且亮度基本相同的条纹；单缝衍射产生的是中央最宽、最亮， 其他窄且暗的明暗相间条纹，并且各相邻条纹间距不等. 3.波长对条纹间距的影响：无论是双缝干涉还是单缝衍射，所 形成的条纹间距和宽度都随波长增加而增大，对于双缝干涉， 相邻明纹或暗纹间距为 Δy＝dl λ. 4.两12者/9/20成21 因相同，都是波特有的现象，属于波的叠加.
12/9/2021
第五页，共十六页。
用双缝干涉测量光的波长 1.光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当 于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明 暗相间的干涉条纹.如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹. 2.若双缝到屏的距离用 l 表示，双缝间的距离用 d 表示，相邻 两条亮纹间的距离用 Δy 表示，则入射光的波长为 λ＝dΔl y.实验 中 d 是已知的，测出 l、Δy 即可测出光的波长 λ.
12/9/2021
第六页，共十六页。
3.注意事项 （1）调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，使它发出 的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮； （2）放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光 筒的轴线上； （3）调节测量头时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心， 记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对齐 另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数.两次读数之差就表示 这两条条纹间的距离；
第十一章 光的干涉 衍射和偏振
—攀枝花学院数理教学部制作
返回首页
11.2.1-光的干涉（8）
例2、杨氏双缝实验中，P为屏上第五级亮纹所在位置。现将 一 玻璃片插入光源 P1发出的光束途中，则P点变为中央
亮条纹的位置，求玻璃片的厚度。
已知: 解
0.6m
玻璃
n 1.5
S1 S2
没插玻璃片之前二光束的光程差为
r1
r2
P
(3)如改用波长为500nm的单色光做实验，求相邻两明条纹 之间的距离。
解：(1)根据杨氏双缝干涉实验中明纹的位臵公式，代人k=2， D=1.0m，d=0.20mm，x=6.0mm，有
D x 0.20 103 6.0 103 m 6.0 107 m 600nm k .D 2 1.0
x
s1 s2
条纹移动 N = 4
( e , n)
0
N
N e n1
4 n1
4000 nm
—攀枝花学院数理教学部制作
返回首页
11.2.1-光的干涉（10）
如图，在这两束光线叠加 区域（图中阴影部分）中 放臵屏幕，将会看到明暗 相间的等间距干涉条纹。 直接射到屏幕上的光与由镜面 反射出来的光在镜与屏幕接触 处相位相反，即相位差为 。 相当于反射光与入射光之间 附加了半个波长（ ）的波程差，即产生了“半波损 2 失” 。
11.1预备知识
1、折射率：光从真空射入某种媒质发生折射时，入射角的正 弦跟折射角的正弦的比值叫做这种媒质的折射率，用n表示。 即： n sin i
sin
注：①折射率与光速的关系 c n 为 ；
②折射率与入射角、折射角的关 系：n1 sin i n2 sin ，如上图所示； ③折射率相对较大的物质，称为光密介质；折射率相对较小 的物质，称为光疏介质。
研究光的干涉、衍射和偏振现象
现象
汇报人：XX
2024-01-22
contents
目录
• 光的干涉现象研究
• 光的衍射现象研究
• 光的偏振现象研究
• 干涉、衍射和偏振在科学技术中应用
01
光的干涉现象研究
干涉现象基本概念
干涉现象定义
干涉条纹
两列或多列频率相同、振动方向相同
、相位差恒定的光波在空间某点叠加
一系列明暗相间的圆环；亮斑大小与圆孔直径和
光波长有关。
圆孔衍射与单缝衍射的区别
3
圆孔衍射形成的是圆环状图案，而单缝衍射形成
的是直线状条纹；圆孔衍射的亮斑较大，而单缝
衍射的中央条纹较窄。
晶体衍射与X射线衍射
X射线衍射原理
晶体衍射现象
当光通过晶体时，由于晶体内部
原子排列的周期性，使得光波发
生衍射，形成特定的衍射图案。
在屏幕上观察到明暗相间
的衍射条纹，条纹间距与
缝宽、光波长及屏幕距离
有关。
中央条纹最亮，两侧条纹
依次递减；条纹间距与光
波长成正比，与缝宽和屏
幕距离成反比。
圆孔衍射及其特点
圆孔衍射现象
1
当单色光通过小圆孔时，光波在圆孔范围内发生
衍射，形成明暗相间的圆环状衍射图案。
圆孔衍射特点
2
中央为一个较大的亮斑（艾里斑），周围环绕着
是横波区别于其他纵波的一个最
明显的标志。
自然光、部分偏振光、线偏振光
、圆偏振光和椭圆偏振光。
摄影、显示技术、光学研究等。
马吕斯定律及其物理意义
马吕斯定律内容
强度为I0的线偏振光，透过检偏片后，透射光的强度（不考虑吸收）为：
干涉衍射偏振总结
干Hale Waihona Puke 作业题1、计算题 在双缝干涉实验中，双缝与屏间的距 离D＝1.2 m，双缝间距d＝0.45 mm， 若测得屏上干涉条纹相邻明条纹间距 为1.5 mm，求光源发出的单色光的波 长λ．
双缝干涉实验中，波长λ＝550 nm的 单色平行光垂直入射缝间距a＝2×10-4 m 的双缝上，屏到双缝的距离D＝2 m。 求： (1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中 心的间距； −5 e = 6.6 ×10 m (2) 用一厚度为 、折射 率为n＝1.58的玻璃片覆盖一缝后，零级 明纹将移到原来的第几级明纹处？(1 nm = 10-9 m)
衍射作业题
1.在某个夫琅禾费单缝实验中，光源发 出的光有两种波长λ1和λ2，并垂直入射 到单缝上 。若观察到λ1的第一级 衍射极 小与λ2 的第二级衍射极小相重合，那么 ，这两种光的波长之间有何关系？在这两 种波长的光所形成的衍射图样中，是否还 有其它极小相重合？
2.波长为600nm的光垂直入射到宽度为 a=0.10mm的单缝上，观察夫琅禾费衍射 图样，透镜焦距f=1.0m,求： (1) 中央衍射明条纹的宽度Δx0; (2) 第二级暗纹离透镜焦点的距离x2。
3.将两个偏振片叠放在一起，此两偏振片 的偏振化方向之间的夹角为600，一束光强 为 的线偏振光垂直入射到偏振片上，该 光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振 化方向皆成300角。 (1) 求透过每个偏振片后的光束强度； (2) 若将原光束换为强度相同的自然光， 求透过每个偏振片后的光束强度。
2、计算题
3、计算题 用白光垂直照射置于空气中的厚度为 0.50μm的玻璃片，玻璃片的折射率为 1.50。在可见光范围内（400.0nm到 760.0nm）,哪些波长的光的反射光有最 大限度的增强？
光的干涉衍射和偏振现象
光的干涉衍射和偏振现象下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help yousolve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts,other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!光的干涉衍射和偏振现象是光学领域中非常重要的现象，它们在我们日常生活中扮演着重要的角色。
大学物理光学知识点总结(干涉衍射偏振(二)2024
大学物理光学知识点总结(干涉衍射偏振（二）引言概述:大学物理光学是研究光的基本性质和现象的学科，其中包括了干涉、衍射和偏振等重要的知识点。
在本文中，我们将对大学物理光学中的干涉、衍射和偏振知识进行总结，帮助读者更好地理解和掌握这些重要的光学概念。
正文内容:一、干涉1. 连续光波干涉的基本原理2. 杨氏双缝实验的干涉原理3. 干涉截带和干涉条纹的特性4. 干涉现象的应用——薄膜干涉5. 干涉横纹和纵纹的解释二、衍射1. 菲涅尔衍射和菲涅尔衍射积分公式2. 衍射与光波的波阵面3. 点光源和光屏上的衍射图样4. 衍射条纹的特性和衍射极限5. 衍射现象的应用——衍射光栅三、偏振1. 偏振光的概念和分类2. 偏振光的振动方式3. 偏振光的传播规律——马吕斯定律和布儒斯特定律4. 偏振器的原理和种类5. 偏振现象的应用——偏振光在光学仪器中的应用四、干涉衍射的综合应用1. 单缝衍射和双缝干涉的关系2. 由单缝衍射引出的光学仪器——楞次圆板3. 多缝衍射和光栅的关系4. 干涉衍射在人类视觉中的应用5. 干涉衍射在激光技术中的应用五、物理光学的未来发展与应用前景1. 光学计算与光学信息处理2. 纳米材料与纳米光学技术3. 超材料与超透镜技术4. 光学成像与三维显示技术5. 生物医学光学与光谱学总结:本文总结了大学物理光学中的干涉、衍射和偏振等知识点。
我们通过对干涉的原理、衍射的特性和偏振的应用等内容的详细讲解，帮助读者更好地理解和掌握这些知识。
同时，我们还介绍了干涉衍射的综合应用以及物理光学未来的发展与应用前景。
希望本文能对读者进一步学习和研究光学提供一定的帮助。
第十四章 第2讲 光的干涉、衍射、偏振-2025高三总复习 物理(新高考)
第2讲光的干涉、衍射、偏振[课标要求]1．观察光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用，知道光是横波。
2．通过实验，了解激光的特性，能举例说明激光技术在生产生活中的应用。
考点一光的干涉现象1．光的干涉(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹；某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。
(2)条件：①两束光的频率相同；②相位差恒定。
2．双缝干涉(1)图样特点①单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹；②白光照射时，中央为白色条纹，其余为彩色条纹。
(2)条纹间距Δx公式：Δx＝ldλ。
λ为照射光的波长、d为双缝间距、l为屏到双缝间距离。
3．薄膜干涉利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。
图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜的厚度相同。
【高考情境链接】(2023·江苏高考·改编)用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。
判断下列说法的正误：(1)条纹间距Δx乙＝2Δx甲。
(√)(2)双缝间距d 乙＝12d 甲。
(√)(3)单缝到双缝间距变大，条纹间距变大。
(×)1．双缝干涉(1)条纹间距公式：Δx ＝ld λ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大。
(2)明暗条纹的判断方法学生用书第305页如图甲所示，相干光源S 1、S 2发出的光到屏上P ′点的路程差为Δr ＝r 2－r 1。
当Δr ＝nλ(n ＝0，1，2，…)时，光屏上P ′处出现明条纹。
当Δr ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0，1，2，…)时，光屏上P ′处出现暗条纹。
2．薄膜干涉(1)形成如图乙所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。
光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA ′和后表面BB ′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。
光学重点知识总结光的偏振和干涉现象
光学重点知识总结光的偏振和干涉现象光学重点知识总结——光的偏振和干涉现象光的偏振和干涉现象是光学中非常重要的概念和现象，对于光的性质和光在各种材料中的传播具有重要的影响。
本文将对光的偏振和干涉现象进行总结和探讨。
一、光的偏振光的偏振是指光波中电场矢量的振动方向固定的现象。
当光波中的电场矢量在一个平面上振动时，我们称这样的光波为偏振光。
实际上，自然光往往是非偏振光，其中的电场矢量在各个方向上均匀分布。
1. 偏振光的产生偏振光可以通过偏振器产生。
偏振器是一种具有选择性透过能力的光学器件，它可以使电场矢量振动的方向得到约束。
常见的偏振器有偏光片和偏振镜等。
2. 偏振光的传播特性偏振光的传播特性与普通光有所不同。
例如，偏振光在穿过偏振片时会发生透射和反射，其中透射光的振动方向与偏振片的偏振方向一致，而反射光的振动方向则与偏振方向垂直。
二、光的干涉现象干涉是指两束或多束光波相互叠加而产生的明暗相间的条纹现象。
干涉实验证明了光是波动的性质，也揭示了光的波动特性。
1. 干涉的种类干涉可以分为两种类型：单色干涉和多色干涉。
单色干涉是指由单一波长的光波产生的干涉现象，而多色干涉则是由多种不同波长的光波混合而成的干涉现象。
2. 干涉的条件干涉的产生需要满足两个条件：一是干涉光源的相干性，即光源发出的光波具有特定的相位关系；二是光束的叠加，即多束光波叠加产生干涉。
常用的干涉实验装置有杨氏双缝干涉、迈克尔逊干涉仪等。
3. 干涉现象的应用干涉现象在实际中有广泛的应用。
例如在制造薄膜、光纤、光栅等方面，干涉技术都得到了广泛的应用。
干涉现象也为光学仪器的精密测量提供了重要手段。
三、其他相关知识除了光的偏振和干涉现象之外，还有其他一些光学重点知识值得了解。
1. 光的衍射衍射是指光波在通过孔径或物体边缘时发生弯曲和散射的现象。
衍射现象也是光的波动性质的体现，它使得光具有了在垂直传播方向上的扩展能力。
2. 光波的干涉和衍射公式干涉和衍射现象可以用数学公式进行描述。
第30讲 光的干涉、衍射和偏振(解析版)
第30讲光的干涉、衍射和偏振目录考点一光的双缝干涉现象 (1)考点二薄膜干涉现象 (1)考点三光的干涉和衍射的比较 (6)考点四光的偏振现象 (9)练出高分 (13)考点一光的双缝干涉现象1．产生条件两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样．2．杨氏双缝干涉(1)原理图如图1所示图1(2)亮、暗条纹的条件．①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹．a．光的路程差Δr＝r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹．b．光的路程差Δr＝r2－r1＝(2k＋1)λ2(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)．③条纹间距公式：Δx＝ldλ.[例题1]（2022•徐汇区三模）如图是单色光的“杨氏双缝干涉实验”，若要使干涉条纹变宽，可以（）A．增大单缝到双缝之间的距离B．减小单缝到双缝之间的距离C．增大双缝到屏幕之间的距离D．减小双缝到屏幕之间的距离【解答】解：根据条纹间距公式Δx=Lλd，其表中L示双缝到屏的距离，d表示双缝之间的距离，可知若要使干涉条纹变宽，可知增大双缝到屏幕之间的距离和减小双缝之间的距离，换波长较长的光，故C正确，ABD错误。
故选：C。
[例题2]（2022•天津二模）如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（）A．从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角大B．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流一定大C．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大【解答】解：AB、由图可知a光的干涉条纹间距小于b光，根据Δx=Ldλ可知，a的波长小于b光，则a光的频率大于b光，a的折射率大于b光，根据sinC=1n可知，同种介质射入真空发生全反射时，b光临界角大，故A错误；B、光电效应时饱和电流与入射光的强度有关，所以无法判断饱和电流的大小，故B错误；C、a的折射率大于b光，根据n=cv可知，在同种介质中传播时a光的传播速度比b光的小，故C错误；D、若两光均由氢原子能级跃迁产生，因a光的频率大，所以产生a光对应光子的能量大于b光对应光子的能量，产生a光的能级能量差大，故D正确。
光的衍射与干涉知识点总结
光的衍射与干涉知识点总结光的衍射和干涉现象是光学中非常重要的概念，它们揭示了光的波动性本质，在现代科学和技术中有着广泛的应用。
接下来，让我们一起深入了解光的衍射与干涉的相关知识点。
一、光的衍射光的衍射是指光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，偏离直线传播而进入几何阴影区域，并在屏上出现光强不均匀分布的现象。
衍射现象可以用惠更斯菲涅耳原理来解释。
该原理指出，波阵面上的每一点都可以看作是一个新的次波源，这些次波源发出的次波在空间相遇时会相互叠加，从而形成新的波面。
衍射的类型主要有菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射。
菲涅耳衍射是指光源和观察屏距离衍射屏都较近的情况，这时需要考虑倾斜因子的影响。
夫琅禾费衍射则是指光源和观察屏距离衍射屏都无限远（或相当于无限远）的情况，计算相对简单。
单缝衍射是一种常见的衍射现象。
当一束平行光垂直照射在宽度为a 的单缝上时，在屏幕上会出现明暗相间的条纹。
中央条纹最亮最宽，两侧条纹亮度逐渐减弱，且间距逐渐增大。
其光强分布可以用公式表示，其中暗纹位置满足a sinθ ＝kλ（k ＝ ±1，±2，），而明纹位置满足a sinθ ＝（2k ＋ 1)λ/2 （k ＝ ±1，±2，）。
圆孔衍射的特点是中央是一个明亮的圆斑，称为艾里斑。
艾里斑的大小与圆孔的直径和光的波长有关。
衍射光栅是由大量等宽等间距的平行狭缝组成的光学元件。
通过衍射光栅，光会发生多缝干涉和单缝衍射的综合效应，从而在屏幕上形成明亮而狭窄的谱线。
二、光的干涉光的干涉是指两束或多束光在相遇区域内，光强重新分布，形成稳定的明暗相间条纹的现象。
产生干涉的条件有三个：两束光的频率相同、振动方向相同以及相位差恒定。
杨氏双缝干涉实验是证明光的干涉现象的经典实验。
在杨氏双缝实验中，屏幕上会出现等间距的明暗相间的条纹，其条纹间距与双缝间距、双缝到屏幕的距离以及光的波长有关，可以用公式Δx ＝λL/d 来计算，其中Δx 为条纹间距，L 为双缝到屏幕的距离，d 为双缝间距，λ 为光的波长。
光的干涉和衍射知识点总结
光的干涉和衍射知识点总结光的干涉和衍射是光学中非常重要的现象，对于理解光的性质和应用有着重要的意义。
本文将对光的干涉和衍射的相关知识点进行总结，包括定义、原理、具体现象以及应用等方面。
1. 光的干涉光的干涉是指光波的相位差引起的光波叠加现象。
干涉可以分为相干干涉和非相干干涉两种情况。
1.1 相干干涉相干干涉是指两束或多束光波的相位差保持恒定并且稳定的干涉现象。
两种常见的相干干涉现象包括干涉条纹和干涉色。
1.1.1 干涉条纹干涉条纹是指两束或多束光波相遇后在空间中形成的亮暗相间的条纹状图案。
常见的干涉条纹实验有杨氏干涉实验和牛顿环实验等。
1.1.2 干涉色干涉色是指光波经过透明薄膜或者薄片后产生的特殊颜色现象。
干涉色的产生是由于薄膜或者薄片对不同波长的光波产生不同的干涉效果。
1.2 非相干干涉非相干干涉是指两束或多束光波的相位差随时间或位置的变化而引起的干涉现象。
在非相干干涉中，光波的相位关系不稳定，因此干涉现象会随时间的变化而改变。
2. 光的衍射光的衍射是指光波在通过障碍物或者经过缝隙、孔眼时发生的偏折现象。
衍射可以分为衍射现象和衍射图样两个方面。
2.1 衍射现象衍射现象是指光波在通过障碍物或者缝隙时出现的偏折现象。
衍射现象的典型实验是夫琅禾费衍射实验，通过狭缝将光波限制在一定范围内，观察到光的弯曲现象。
2.2 衍射图样衍射图样是指光波经过衍射现象后在屏幕上形成的图案。
常见的衍射图样包括单缝衍射、双缝衍射和衍射光栅的图样。
3. 光的干涉和衍射的应用光的干涉和衍射在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
3.1 干涉测量干涉测量是通过测量干涉条纹的位置、形状和变化来实现长度、厚度、折射率等物理量的测量。
常见的干涉测量应用包括激光干涉测距仪、干涉仪和显微分析技术等。
3.2 衍射显示衍射显示是一种利用衍射效应实现三维图像显示的技术。
通过衍射显示技术，可以实现裸眼立体视觉和透明的显示效果。
3.3 衍射光栅衍射光栅是一种利用衍射原理制成的光学元件。
光的干涉衍射偏振知识点总结
定义：光离开直线路径绕到障碍物或小孔的阴影里去的现象。发生条件：障碍物（孔、缝）的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长更小。特点：- 白光的衍射条纹为彩色条纹。- 增大入射光的波长，条纹间距将变大；增大单缝宽度，条纹间距将变小。生活中的现象：阳光下茂密树林中的圆形光斑（小孔成像），泊松亮斑等。
光的干涉衍射偏振知识点总结
知识点
详细内容
光的干涉
定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹；某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。条件：两束光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同。双缝干涉图样特点：- 单色光照射时：形成明暗相间的等间距的干涉条纹，中央为明条纹。- 白光照射时：中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹。应用：检查玻璃仪器表面的平整程度；增透膜。生活中的现象：阳光下肥皂泡呈彩色，马路上油膜呈现彩色等。
光的偏振
定义：在垂直于光的传播方向的平面上，光只沿着某个特定的方向振动。自然பைடு நூலகம்与偏振光：- 自然光：在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，且各方向振动强度相同。- 偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定方向振动的光。形成方式：- 让自然光通过偏振片。- 自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。应用：偏光镜（偏振片），在拍摄水中的鱼或玻璃橱窗中的物品时，在镜头前加一个偏光镜头能有效减弱反射光，使景象更为清楚。光的偏振现象说明：光是一种横波。
高中物理选择性必修件第章光的干涉衍射和偏振本章整合
应用举例
肥皂泡、牛顿环、增透膜与增反 膜等
薄膜干涉原理
光照射在薄膜上，经薄膜前后表 面反射的两列光波叠加，形成干 涉图样。由于薄膜厚度不同，导 致反射光的光程差不同，从而产
生不同的干涉效果。
02
光的衍射
衍射现象与条件
衍射现象
光在传播过程中遇到障碍物或小 孔时，会偏离直线传播路径，在 障碍物或小孔后方形成明暗相间 的条纹。
综合应用举例
干涉仪
利用光的干涉原理，通过测量干涉条纹的移动来测量长度、角度等物理量。例如，迈克尔 逊干涉仪可用于测量光学表面的反射相移和光学元件的折射率。
衍射光栅
利用光的衍射原理，通过刻有密集刻线的透明片或金属片，将入射光分散成不同波长的光 谱。衍射光栅在光谱分析、光学测量等领域有广泛应用。
偏振器件
高中物理选择性必修件第章光 的干涉衍射和偏振本章整合
汇报人：XX
20XX-01-19
CONTENTS
• 光的干涉 • 光的衍射 • 光的偏振 • 干涉、衍射和偏振的联系与区
别 • 实验：用双缝干涉测量光的波
长 • 本章小结与复习建议
01
光的干涉
双缝干涉实验
实验装置：双缝、单色光源、屏 幕 实验现象：明暗相间的干涉条纹
备考策略
在备考过程中，首先要熟悉考试大纲和考试 要求，明确复习方向和重点；其次要制定合 理的复习计划，分配好时间和精力；最后要 保持积极的心态和良好的作息习惯，提高复 习效率和质量。
谢谢您的聆听
THANKS
06
本章小结与复习建议
知识点总结
01 02 03
光的干涉
干涉现象是光波动性的重要表现之一，当两束或多束相干 光波在空间某一点叠加时，会产生加强或减弱的干涉现象 。干涉条件包括光源频率相同、振动方向相同和相位差恒 定。双缝干涉实验是光的干涉现象的典型实例。
高中物理选修3-4“光的干涉、衍射和偏振”知识点
高中物理选修3-4知识点光的干涉、衍射和偏振1）光的干涉现象: 是波动特有的现象, 由托马斯•杨首次观察到。
（1）在双缝干涉实验中, 条纹宽度或条纹间距：λdL x =∆ L: 屏到挡板间的距离, d: 双缝的间距, λ: 光的波长, △x: 相邻亮纹（暗纹）间的距离（2）图象特点:中央为明条纹, 两边等间距对称分布明暗相间条纹。
红光（λ最大）明、暗条纹最宽, 紫光明、暗条纹最窄。
白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。
2）光的颜色、色散A.薄膜干涉（等厚干涉）:图象特点: 同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚度完全相等。
不同λ的光做实验, 条纹间距不同单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平状明暗相间条纹B.薄膜干涉中的色散⑴、各种看起来是彩色的膜, 一般都是由于干涉引起的⑵、原理: 膜的前后两个面反射的光形成的⑶、现象: 同一厚度的膜, 对应着同一亮纹（或暗纹）⑷、厚度变化越快, 条纹越密白光入射形成彩色条纹。
C.折射时的色散⑴光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折。
折射率越大, 偏折的程度越大⑵不同颜色的光在同一介质中的折射率不同。
同一种介质中, 由红光到紫光, 波长越来越短、折射率越来越大、波速越来越慢3）光的衍射: 单缝衍射图象特点: 中央最宽最亮；两侧条纹不等间隔且较暗；条纹数较少。
（白光入射为彩色条纹）。
光的衍射条纹: 中间宽, 两侧窄的明暗相间条纹（典例: 泊松亮斑）共同点: 同等条件下, 波长越长, 条纹越宽4）光的偏振: 证明了光是横波；常见的光的偏振现象: 摄影, 太阳镜, 动感投影片, 晶体的检测, 玻璃反光⑴偏振片由特定的材料制成, 它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向）, 只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。
⑵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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第5章 光的干涉 衍射 偏振
表面附有油膜的透明玻璃片，当有阳光照射时，可在表 面和玻璃片的边缘分别看到彩色图样，则（ ） A.两者都是色散现象 B.两者都是干涉现象 C.前者是干涉现象，后者是色散现象 D.前者是干涉现象，后者是衍射现象
栏目 导引
第5章 光的干涉 衍射 偏振
[解析] 光线照射到透明玻璃片的表面时，光线在油膜的前后 表面分别反射，形成薄膜干涉，可在照射面前边看到彩色的条 纹；同时，部分光线进入玻璃在玻璃中反射，有部分光线从边 缘出来，玻璃片的边缘相当于棱镜，发生色散，可从玻璃片的 旁边看到彩色图样，选项 C 正确. [答案] C
解析：（1）读数 x1＝2 mm＋0.01×19.0 mm＝2.190 mm，x2＝
7.5 mm＋0.01×37.0 mm＝7.870 mm.
（2）相邻两亮条纹中心间距 Δx＝x42－－1x1＝x2－3 x1.由 Δx＝Ldλ 可 得 λ＝Δx·Ld＝d（x32－L2x1） ＝2.5×10－4×（7.8703××100.7－3－2.190×10－3） m ≈6.762×10－7 m.
栏目 导引
第5章 光的干涉 衍射 偏振
（1）分划板的中心刻线分别对准第 1 条和第 4 条亮纹的中心
时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第 1 条时读数 x1＝
mm，对准第 4 条时读数 x2＝
mm.
（2）写出计算波长 λ 的表达式，λ＝
（用符号
表示），λ＝
m.
栏目 导引
第5章 光的干涉 衍射 偏振
第5章 光的干涉 衍射 偏振
本章优化总结
第5章 光的干涉 衍射 偏振
栏目 导引
第5章 光的干涉 衍射 偏振
对光的干涉、衍射的理解 1.两者的产生条件不同：产生干涉的条件是两列光波频率相同， 振动方向相同，相位差恒定；产生明显衍射现象的条件是障碍 物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还要小. 2.图样特点不同：单色光双缝干涉产生的是等间距、明暗相间 且亮度基本相同的条纹；单缝衍射产生的是中央最宽、最亮， 其他窄且暗的明暗相间条纹，并且各相邻条纹间距不等. 3.波长对条纹间距的影响：无论是双缝干涉还是单缝衍射，所 形成的条纹间距和宽度都随波长增加而增大，对于双缝干涉， 相邻明纹或暗纹间距为 Δy＝dl λ. 4.两者成因相同，都是波特有的现象，属于波的叠加.
验现象后，总结出以下几点：
A.灯丝和单缝及双缝必须平行放置
B.干涉条纹与双缝垂直
C.干涉条纹疏密程度与双缝间距有关
D.干涉条纹间距与光的波长有关
以上几点中你认为正确的是
.
（2）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮
上的示数如图所示，该读数为
mm.
栏目 导引Байду номын сангаас
第5章 光的干涉 衍射 偏振
（3）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方
栏目 导引
第5章 光的干涉 衍射 偏振
双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲 所示，已知单缝与双缝间的距离 L1＝100 mm，双缝与屏的距 离 L2＝700 mm，双缝间距 d＝0.25 mm.用测量头来测量亮纹中 心的距离.测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使 分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图 乙所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中 心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数.
栏目 导引
第5章 光的干涉 衍射 偏振
（4）不要直接测 Δy，要测几个条纹的间距，然后计算得 Δy， 这样可减小误差； （5）白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红 色在最外侧.
在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图所 示.
栏目 导引
第5章 光的干涉 衍射 偏振
（1）以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实
栏目 导引
第5章 光的干涉 衍射 偏振
用双缝干涉测量光的波长 1.光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当 于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明 暗相间的干涉条纹.如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹. 2.若双缝到屏的距离用 l 表示，双缝间的距离用 d 表示，相邻 两条亮纹间的距离用 Δy 表示，则入射光的波长为 λ＝dΔl y.实验 中 d 是已知的，测出 l、Δy 即可测出光的波长 λ.
答案：（1）2.190 7.870 （2）d（x32－L2x1） 6.762×10－7
栏目 导引
第5章 光的干涉 衍射 偏振
本部分内容讲解结束
按ESC键退出全屏播放
栏目 导引
栏目 导引
第5章 光的干涉 衍射 偏振
3.注意事项 （1）调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，使它发出 的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮； （2）放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光 筒的轴线上； （3）调节测量头时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心， 记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对齐 另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数.两次读数之差就表示 这两条条纹间的距离；
向上，如图所示.则在这种情况下测量干涉条纹的间距 Δx 时，
测量值
（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值.
栏目 导引
第5章 光的干涉 衍射 偏振
[解析] （1）为使屏上的干涉条纹清晰，灯丝与单缝和双缝必 须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行，由 Δx＝dl λ 可知， 条纹的疏密程度与双缝间距离、光的波长有关，所以 A、C、D 选项正确. （2）固定刻度读数为 0.5 mm，可动刻度读数为 20.2，所以测 量结果为 0.5 mm＋20.2×0.01 mm＝0.702 mm. （3）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上， 由几何知识可知测量头的读数大于条纹间的实际距离. [答案] （1）ACD （2）0.702 （3）大于