高中物理【光的波动性】课件

相同点
干涉、衍射都是波特有的现 象，属于波的叠加；干涉、 衍射都有明暗相间的条纹
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第二章 光
2.光的干涉和衍射的本质 光的干涉和衍射都属于光的叠加，从 本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形 成有相似的原理，都可认为是从单缝 通过两列或多列频率相同的光波，在 屏上叠加形成的单缝衍射现象．
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第二章 光
(3)条纹特点 ①单色光：明暗相间、等间距的条纹, 条纹间距与波长成正比． ②白光：中央明条纹，两侧出现彩色条 纹．
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第二章 光
2．薄膜干涉 (1)如图2－2－2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2－2－2
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第二章 光
(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,两 列光波同向叠加，出现明纹；反向叠 加，出现暗纹． (3)条纹特点：①单色光：明暗相间的 水平条纹； ②白光：彩色水平条纹．
第二章 光
第二节 光的波动性
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第二章 光
基础梳理自学导引
一、光的干涉 1．定义：在两列光波的叠加区域， 某些区域的光被__加__强__，出现亮纹， 某些区域的光被__减__弱__，出现暗纹， 且__加__强__和__减__弱___互相间隔的现象 叫做光的干涉现象．
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第二章 光
2 ． 条 件 ： 两 列 光 的 __频__率__相__等___ ， 且 具有恒定的相位差，才能产生稳定的 干涉现象． 3．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 ___频__率__相__等___的相干光波，
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第二章 光
但当B转过一个角度，恰好使透振方 向与经过糖溶液后的偏振光的振动方 向一致时，O处光强又为最强，故B的 旋转角度即为糖溶液的旋光度．若偏 振片B不动而将A旋转一个角度，再经 糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的 透振方向一致，
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第二章 光
则A转过的角度也为α，故选项 A、C、D正确． 【答案】 见解析
图2－2－3
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第二章 光
(2)镜片增透膜 在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂一 层薄膜，当薄膜的厚度是入射光在薄 膜中波长的λ/4时，在薄膜的两个面上 的反射光的路程差恰好等于λ/2，因而 相互抵消，达到减小反射光、增大透 射光强度的作用．
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第二章 光
即时应用 1．光在科学技术、生产和生活中有着 广泛的应用，下列说法正确的是( ) A．用透明的标准平面样板检查光学平 面的平整程度是利用光的偏振现象 B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样 是利用光的衍射现象
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第二章 光
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 图样，故 A 项正确，B 项错误；由公式 Δx ＝dl λ 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．
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知能演练强化闯关
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第二章 光
题型探究讲练互动
双缝干涉和薄膜干涉的 应用
例1 (2012·南京模拟)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.
栏色光的波长． (2)若用这种单色光照射到增透膜上， 已知增透膜对这种光的折射率为1.3， 则增透膜的厚度应取多少？
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第二章 光
图2－2－1 ①r2－r1＝nλ(n＝0,1,2，…)，P点为明 条纹； ②r2－r1＝nλ＋2λ(n＝0,1,2，…)，P 点为 暗条纹．
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第二章 光
(2)条纹间距：相邻亮纹或相邻暗纹的间 距 Δx 与双缝到屏的距离 l 成正比，与两 狭缝之间距离 d 成反比，与光的波长 λ 成正比，Δx＝dl λ.
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第二章 光
3．应用 (1)干涉法检查平面 如图2－2－3所示，检查精密零件的表 面质量，将被检查平面和放在上面的 透明标准样板的一端垫一薄片，使样 板的标准平面和被检查平面间形成一 个楔形空气膜，单色光从上面照射，
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第二章 光
入射光在空气层的上、下表面反射出 两列光波叠加情况，从反射光中看到 干涉条纹，根据干涉条纹的形状，来 确定工件表面情况．
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(4)VCD、CD唱机，电脑光驱(平行度 好)． (5)医学上“激光刀”(光强度大)． (6)受控核聚变(光强大、能量集中)．
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要点透析直击高考
一、光的干涉 1．双缝干涉 (1)明暗条纹的条件：S1、S2是频率、 相位和振动方向都相同的波源．屏上 一点P到双缝的距离Δr满足．
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第二章 光
2．自然光：太阳、电灯等普通光源发 出的光，包括在垂直于传播方向上沿 ___各__个__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．
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第二章 光
3．偏振光的产生 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，叫做 __起__偏__器__．第二个偏振片的作用是检 验光是否是偏振光，叫做__检__偏__器___．
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第二章 光
这一角度α称为“旋光度”，α的值只 与糖溶液的浓度有关，将α的测量值 与标准值相比较,就能确定被测样品的 含糖量了．如图2－2－6所示,S是自然 光源,A、B是偏振片,转动B,使到达O处 的光最强,然后将被测样品P置于A、B 之间．
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第二章 光
图2－2－6 (1)偏振片A的作用是什么？ (2)偏振现象证明了光是一种______．
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第二章 光
(2) 圆 孔 衍 射 ： 明 暗 相 间 的 不 等 距 圆环． (3)泊松亮斑：光照射到一个半径 很小的圆板后，在圆板的阴影中心 出现的___亮___斑，这是光能发生衍 射的有力证据之一．
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第二章 光
三、光的偏振 1．偏振光：在跟光传播方向垂直的平 面内，光振动在某一方向较强而在另 一些方向振动较弱的光即为偏振光． 光的偏振现象证明光是____横__波___ (填 “横波”或“纵波”)．
【解析】 (1)自然光源发出的光不是 偏振光，但当自然光经过偏振片后就 变成了偏振光，因此偏振片A的作用 是把自然光变成偏振光． (2)偏振现象证明了光是一种横波．
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第二章 光
(3)因为A、B的透振方向一致，故A、 B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片 A后变成偏振光,通过B后到O.当在A、 B间加上糖溶液时，由于溶液的旋光作 用，使通过A的偏振光的振动方向转动 了一定角度，使通过B到达O的光的强 度不是最大，
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第二章 光
【解析】(1)根据公式 Δx＝dl λ 得 λ＝dl Δx 由题意知 Δx＝n－x 1＝57－.51×10－3m l＝1.2 m，d＝0.25×10－3 m 所以 λ＝dl Δx＝0.25×10－13.×2×7.45×10－3 m ＝3.9×10－7 m
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第二章 光
(2)根据公式 n＝vc，c＝λf，v＝λ′f 知 n＝λ′λ λ′＝nλ＝3.9×1.310－7 m＝3.0×10－7 m 故增透膜厚度 d＝14λ′＝7.5×10－8m. 【答案】(1)3.9×10－7 m (2)7.5×10－8 m
第二章 光
即时应用 2．(2012·福建龙岩调研)如图2－2－4所示, a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的 双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的 特点可以得出的正确结论是( )
图2－2－4
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第二章 光
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
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第二章 光
二、光的干涉和衍射的对比
1．衍射与干涉的比较
两种现象 比较项目
单缝衍射
双缝干涉
不 同 点
条纹宽度
条纹宽度不等，条纹宽度
中央最宽
相等
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两种现象 比较项目
单缝衍射
双缝干涉
不
条纹间距
各相邻条纹间 距不等
各相邻条纹等 间距
同
点
亮度
中央条纹最亮，清晰条纹，亮
两边变暗
度基本相等
4．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 对应薄膜厚度__相__同____．
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二、光的衍射 1．光的衍射现象 光在遇到障碍物时，偏离直线传播方 向而照射到阴影区域的现象叫做光的 衍射．
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四、激光的特性及应用 1．特性 (1)激光是一种人工产生的相干光． (2)激光的平行度非常好． (3)激光的亮度高．
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2．应用 (1)产生明显的干涉图像(频率单一、相 干性好)． (2)利用激光通过光导纤维实现通讯(平 行性好)． (3)激光雷达测距测速(平行度好，结合 多普勒效应)．
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第二章 光
(3)以下说法中正确的是________． A．到达O处光的强度会明显减弱 B．到达O处光的强度不会明显减弱 C．将偏振片B转动一个角度，使得O 处光强度最大，偏振片B转过的角度 等于α D．将偏振片A转动一个角度，使得O 处光强度最大，偏振片A转过的角度 等于α