第4讲光的干涉、衍射和偏振
光的波动性干涉衍射和偏振的解析
光的波动性干涉衍射和偏振的解析1. 引言光是一种电磁波，具有波动性质。
在特定条件下，光波会发生干涉、衍射和偏振等现象。
本文将对光的波动性干涉衍射和偏振进行解析。
2. 光的干涉现象干涉是光波在相遇时产生的现象。
当两束或多束光波同时照射到同一位置时，光波的振幅会叠加，形成一个新的光强分布图案。
这种叠加导致光的干涉，可分为波动性干涉和光学衍射。
2.1 波动性干涉波动性干涉是两束或多束光波在相遇时相长或相消的结果。
相长时，两个波峰相重叠，叠加后的光强增强，形成明条纹；相消时，波峰和波谷相重叠，叠加后的光强减弱，形成暗条纹。
2.2 光学衍射光学衍射是光波经过一个或多个开口或物体边缘时形成的干涉现象。
当光波通过狭缝或物体边缘时，波前会发生弯曲，形成波的弯折现象。
这种弯折导致光的传播方向发生改变，从而产生衍射。
3. 光的衍射现象光的衍射是光波通过狭缝、物体边缘或光栅等时产生的现象。
光波传播到物体边缘时会发生衍射，衍射会使光波的传播方向发生改变，产生一系列的明暗条纹。
3.1 单缝衍射单缝衍射是指光波经过一个窄缝时产生的衍射现象。
当光波通过狭缝时，经过衍射后会形成中央亮条纹和两侧暗条纹的分布图案。
衍射的程度与缝宽、波长以及入射角度有关。
3.2 双缝干涉双缝干涉是指光波经过两个狭缝时产生的干涉现象。
当光波通过双缝时，两束光波形成干涉，使得在屏幕上出现一系列明暗条纹。
干涉的程度与缝宽、波长以及缝间距有关。
4. 光的偏振现象偏振是光波中振动方向的特性。
普通光是具有各个方向振动的光，而偏振光是指光波中只有一个特定方向振动的光。
4.1 偏振光的生成偏振光可以通过吸收、散射或者通过透明介质传播时产生。
当光波通过特定的介质或器件时，可以使光波中的某些方向的振动被吸收或散射，从而生成偏振光。
4.2 光的偏振态根据光波振动方向的不同，可以将偏振光分为线偏振光和圆偏振光。
线偏振光的振动方向是沿着一条直线的，而圆偏振光的振动方向则沿着一个圆的形状进行。
第讲光的干涉衍射和偏振(共31张PPT)
深化拓展
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答案 D 金属丝圈的转动,改变不了肥皂液薄膜的上薄下厚的形状,由
干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关,仍然是 水平的干涉条纹,A、B、C错误,D正确。
深化拓展
2-2 (多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫 起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图所示,这时可以看到亮暗相
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第2讲 光的干涉、衍射 和偏振
知识梳理
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一、光的干涉
1.光的干涉:在两列光波的叠加区域,某些区域的光被加强,出现亮条纹, 某些区域的光被减弱,出现暗条纹,且加强区域和减弱区域互相间隔的
现象叫做光的干涉现象。
2.干涉的条件:两列① 频率相同 、振动步调差别恒定(即相位差恒 定)的光相遇。
2.用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时,以下推断正确的是
( A)
A.狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时,双缝就成了两个振动情况总
是相同的光源
B.若入射光是白光,则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹 C.像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时,该点处一定是
亮条纹 D.双缝干涉中亮条纹之间的距离相等,暗条纹之间的距离不相等
光的直线3.传下播面现象四、种反射光现现象 象,与光的干涉有关的是 (
3-1 如图所示,a、b、c、d四个图样是不同的单色光形成的双缝干涉
)
C
或单缝衍射图样。
用平行光照射不透光的小圆盘,在圆盘的影的中心形成泊松亮斑
(1)检查精密零件的表面是否平整
(2)水平状的明暗相间的条纹,同一条纹对应薄膜的厚度相等。
n 生全反射,选项A、B、D错误。条纹间距Δx= λ,λ红>λ紫L ,因此Δx红>Δx紫,C
高三物理复习课件 光的干涉、衍射和偏振现象
15
16
•
光的干涉现象的分析与计算
• 在双缝干涉实验中,光屏上P点到双缝S1、 S2的距离之差Δs1=0.75μm，光屏上Q点到 双缝S1、S2的距离之差Δs2=1.5μm.若用频 率ν=6.0×1014Hz的黄光照射双缝，则( )
• A.P点出现亮纹，Q点出现暗纹
• B.P点出现暗纹，Q点出现亮纹
19
图12-2-4
• 则r2-r1等于( • A.9.5λ
) B.10λ
• C.10.5λ
D.20λ
20
解析：由题设可知，从中央亮条纹P 算起，P1点处是第10号亮条纹的位置，表 明S1、S2缝到P1处的距离差r2-r1为波长的 整数倍，且刚好是10个波长，所以，选项 B正确．
21
•
光的衍射现象的应用
• DA.缝越长，衍射现象越明显 • B.缝越宽，衍射现象越明显 • C.照射光的波长越短，衍射现象越明显 • D.照射光的波长越长，衍射现象越明显
解析：根据衍射的特征可以判断，本 题的正确答案是D.
24
•
光的偏振现象的应用
• 关于光的偏振，下列说法中不正确的是
()
• A.自然光通过偏振片后就变成了偏振光
• C.两点均出现亮纹
• D.两点均出现暗纹
17
•
由光的频率ν=6.0×1014Hz，知光的波
长λ=c/ν=5×10-7m
• P点到双缝S1、S2的距离之差 Δs1=0.75μm=7.5×10-7m=1.5λ
• Q点到双缝S1、S2的距离之差 Δs2=1.5μm=15×10-7m=3λ，因此，P点出 现暗纹，Q点出现亮纹，本题的正确答案 是选项B.
反后射表回面来的光再次相遇，而产生的干涉现象. • (1)薄膜干涉的产生如图12-2-2所示，竖直的
光的干涉 衍射 光的干涉、衍射 偏振 激光
．变疏B．变密C．不变D．消失】有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有（）
．下面有关光的干涉、衍射现象及光的本性的描述中，正确的是（
．在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改变紫光，则条纹间隔变宽
．白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发生干涉形成彩色条纹
＞λc.用b光束照射某种金属时，恰能
光束照射该金属，则可以断定（）
的临界角比光束a的临界角大
两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面上反射和折射的情况如图所示.由此可知（
当游标卡尺两测脚间狭缝宽度从0.1mm逐渐增加
）。
高考物理三轮复习光的干涉、衍射和偏振现象
3．偏振光的理论意义及应用 (1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是一种波， 但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明光波 是横波．
(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．
(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偏振光．
干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹
5．干涉与衍射的本质
光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上 讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原 理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率 相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．
(1)区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应
得
λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m 根据路程差Δx＝2.1×10－6m 所以N1＝ ＝3.5
由此可知，从S1和S2到P点的路程差Δx是波长λ1的 3.5倍，所以P点为暗条纹．
(2)根据临界角与折射率的关系sinC＝
n＝ 由此可知，B光在空气中波长λ3为：
得
λ3＝nλ介＝
×3.15×10－7m＝5.25×10－7m
3．获得相干光源的方法：将同一列光波分解为两列光波，
可以获得相干光源．双缝干涉和薄膜干涉都是用此种
方法获得相干光源．
4．杨氏双缝干涉 (1)原理如图13－2－1所示． (2)产生明、暗条纹的条件 ①单色光：若光的路程差
r2－r1＝kλ(k＝0,1,2„)，光
屏上出现明条纹；若光的路 程差r2－r1＝(2k＋1) 光屏上出现暗条纹． ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央为白色． (k＝0,1,2„)，
(2)应用：①增透膜；②利用光的干涉检查平整度．
光的干涉衍射偏振课件
16．（4分，单选题）用如图所示的实验装置观察光 的薄膜干涉现象，图（a）是点燃的酒精灯（在灯芯
上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜 的金属丝圈,将金属丝圈在其所在的平面内缓慢旋转, 观察到的现象是（ D ）
（A）当金属丝圈旋转30时,干涉条纹同方向旋转30
奇数倍时，该处的光相减弱，出现暗条纹；
• 相邻两条干涉条纹的间距
P2 P1
x l
d
激
S1
光
S2 δ
P
挡板
屏
2.薄膜干涉
由薄膜前后表面反射的的两列光波叠加而成。例如肥 皂泡及水面上的油膜呈现的彩色花纹。
劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹。
增透膜的厚度应该是光 在薄膜中波长的1/4。
3.杨氏双缝干涉的定量分析
则实线表示 a （选填“a”或“b”）
光的干涉条纹．
如图所示，缝屏间距L远大于双缝间距d，O点与双缝 S1和S2等间距，则当双缝中发出光同时射到O点附近 的P点时，两束光波的路程差为 δ=r2－r1. 由几何关系得
r12
L2
(
x
d 2
)2
r22
L2
(
x
d 2
)2
S1
r1
P x
考虑到 L >>d 和 L >>x，
d
r2
O
可得 dx
S2 L
L
若光波长为λ，则当 k （k=0，1，2，…）
由光电效应产生条件可知B 正确。
由n=c/v和λ=v/f可知光从空气进入玻璃时,频率不变，
波长变短，CБайду номын сангаас确。 由于红光的波长大于蓝光的波长，由 x
光的干涉衍射与偏振
光的干涉衍射与偏振光是一种电磁波，具有波粒二象性。
在传播过程中，光可以发生干涉、衍射和偏振等现象。
本文将就光的干涉衍射与偏振进行探讨，并介绍相关实验和应用。
一、光的干涉1. 干涉现象光的干涉是指两束或多束光波相互叠加产生明暗条纹的现象。
当两束光波相遇时，根据相位差的不同，会出现增强或相消干涉。
光的干涉分为相干光的干涉和非相干光的干涉两种情况。
2. 干涉实验常见的干涉实验有杨氏双缝干涉实验、牛顿环实验等。
其中，杨氏双缝干涉实验通过用一块光栅，或者两条狭缝让光通过后形成干涉条纹，可以直观地观察到干涉的现象。
3. 透明薄膜的干涉透明薄膜的干涉是指光在两个介质交界处发生反射和透射时，由于反射光和透射光路径不同而发生干涉。
常见的例子是油膜的彩色条纹和肥皂泡的彩色环。
二、光的衍射1. 衍射现象光的衍射是指光通过一个孔或经过一个缝隙时，光波传播方向发生偏折的现象。
这是由于光的波动性质造成的。
2. 衍射实验常见的衍射实验有单缝衍射实验、双缝衍射实验等。
其中，双缝衍射实验可以通过两个狭缝让光通过后形成干涉条纹，观察到光的衍射现象。
3. 单缝衍射和多缝衍射单缝衍射和多缝衍射是光的衍射的两种基本情况。
单缝衍射下，光波经过一个狭缝后形成的衍射图样是一组等距的亮暗条纹。
多缝衍射下，光波经过多个狭缝后形成的衍射图样有更加复杂的亮暗条纹。
三、光的偏振1. 偏振现象光的偏振是指光波中的振动方向具有选择性的现象。
一束未偏振的光中的光波振动方向是各种方向都有的，而偏振后的光则只在特定方向上振动。
2. 偏振实验常见的偏振实验有偏振器实验、马吕斯定律实验等。
其中，偏振器实验可以通过使用偏振片来实现光的偏振，并通过观察光的传播方向和强度的变化来研究偏振现象。
3. 产生和应用偏振光偏振光可以通过偏振片、波片等光学元件产生。
偏振光在日常生活中有许多应用，比如3D电影中的立体效果、太阳眼镜中的消除光线反射等。
综上所述，光的干涉衍射与偏振是光的波动特性的重要表现。
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：
光的衍射和偏振 课件(PPT)
• 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．但亮度比没有 加偏振片时要暗一些。
当加两块偏振片时，透射 光的强度比通过一块偏振 片时要弱．透振方向平行 时，透射光的强度最大．
如果两玻璃板之间加上 电压，分子排列方向将与 电场方向平行，光线由于 不能扭转将不会通过第二 个极板．
单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？
入射波长变化，衍射效应如何变化 ?
越大，1越大，衍射效应越明显.
偏振现象的应用：液晶显示
• 液晶显示器就是利用 这一特性，在上下两 片栅栏相互垂直的偏 光板之间充满液晶， 利用电场控制液晶的 转动．不同的电场大 小就会形成不同的灰 阶亮度．
第六节 光的衍射和偏振
复习：机械波的衍射现象
机械波可以绕过小孔或障碍物而继续向 前传播的现象, 叫做波的衍射.
产生明显衍射现象的条件：
只有缝的宽度或障碍物的 尺寸跟波长相差不多,或者比波 长更小时，波将产生明显的衍 射现象。
图中的波长λ
(两亮条纹间距离)
缝的宽度d
尺寸接近
明显衍射
圆孔
S
*
单缝
S
1.光的衍射：光离开直线路径绕到障碍物 阴影区域内继续传播的现象叫做光的衍射。
任何障碍物都可以使光发生衍射，衍 射现象是波所特有的现象。 2.产生明显衍射的条件：障碍物或小孔的 尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小。
1、单缝衍射条纹的特征
(1)、中央亮纹宽而亮． (2)、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．
光的衍射与偏振ppt课件
用偏光镜消除了反射偏振光 使玻璃门内的人物清晰可见
水波、声波都会发 生衍射现象，它们 发生衍射的现象特 征是什么？
光的衍射
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，
激
像
在它的中间装上一个光Biblioteka 屏宽度可以调节的狭缝，
束
用平行的单色光照射，
在缝后适当距离处放
调节狭
一个像屏 ．
缝宽窄
光的衍射
单缝衍射条纹的特征
1、中央亮纹宽而亮． 2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．
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
单缝衍射规律
1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条 纹间距大．
2、单缝不变时，光波波长的（红光）中央亮 纹越宽，条纹间隔越大．
圆孔衍 射
S
一、单缝衍射
光的衍射
1 衍射图样：明暗相间且不等距条纹 （中央亮纹）
2 单缝衍射规律
3 衍射条件：缝的尺寸接近波长或比波长还要小
二、圆孔衍射
1 衍射图样：明暗相间且不等距的同
心圆环．（中央亮斑）
2 衍射条件：孔的尺寸接近波长或
比波长还要小
三 光绕过障碍物的衍射 不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发 生衍射，历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．
钢针的衍射
圆孔衍射
圆屏衍射
一、单缝衍射 二、圆孔衍射
光的衍射
三、圆屏衍射
1 衍射图样：明暗相间的不等距的同
心圆环，中心有一个亮斑 （泊松亮斑）
2 衍射条件：屏的尺寸接近波长或
光的衍射与偏振PPT课件
乱
是各个振动 的无规混杂
一、光的偏振
2、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之 后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的 光波才能通过．也就是说，通过第一个偏振片 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．这种光叫做偏振光．
横波只沿着某 一个特定的方向振 动，称为波的偏 振．只有横波才有 偏振现象．
另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射 过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈 的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能 透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。
观看立体电影:在拍摄立体电影时，用两个摄影机，两个 摄影机的镜头相当于人的两只眼睛，它们同时分别拍下 同一物体的两个画像，放映时把两个画像同时映在银幕 上。如果设法使观众的一只眼睛只能看到其中一个画面， 就可以使观众得到立体感。为此，在放映时，两个放放 像机每个放像机镜头上放一个偏振片，两个偏振片的偏 振化方向相互垂直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，左 眼偏振片的偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相 同，右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振化 方向相同，这样，银幕上的两个画面分别通过两只眼睛 观察，在人的脑海中就形成立体化的影像了。
2、单缝不变时，波长越长的中央亮纹越宽，条纹间隔越 大．
3、白炽灯的单缝衍射条纹：中央为白色亮纹，两侧为彩 色条纹．
2.圆孔衍射
光通过圆孔(小到一定程度)在屏上会出现：中 间较亮，周围明暗相间的圆环，且亮 度小。这些圆环达到的范围远远超过根据光的
直线传播所应照明的面积。
3.泊松亮斑
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体 都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不 清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射 的结果．历史上曾有一个著名的衍射图样— —泊松亮斑．
光的干涉、衍射和偏振
光的干涉、衍射和偏振
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：两束光的频率相同、相位差恒定．
(3)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；白光照射时，中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹．
2．光的衍射
发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显．
3．光的偏振
(1)自然光：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．
(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光．
(3)偏振光的形成
①让自然光通过偏振片形成偏振光．
②让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．
(4)光的偏振现象说明光是一种横波．
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光的干涉衍射和偏振（含答案）
第4课时 光的干涉 衍射和偏振导学目标 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．一、光的干涉[基础导引]1．在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10－7 m，如果用频率6.0×1014 Hz的黄光照射双缝，试通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹．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？[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________的相干光波．屏上某点到双缝的路程差是________________时出现亮条纹；路程差是半波长的________时出现暗条纹．相邻的明条纹(或暗条纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d 及屏到双缝的距离l之间的关系为____________．2．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)____________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________．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．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．[知识梳理]1．光________________________________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)．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．三、光的偏振[基础导引]图2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？[知识梳理]1．偏振：光波只沿____________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____________振动的光，而且沿各个方向振动的光波的________都相同，这种光叫做自然光．3．偏振光：在________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________．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．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.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a ．如图1所示，光源S 1、S 2发出的光到屏上P 点的路程差r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2…)时，光屏上出现明条纹．b ．光的路程差r 2－r 1＝(2k ＋1)(k ＝0,1,2…)时，光屏上出现暗条纹．λ2图1(2)白光：光屏上出现彩色条纹．(3)中央条纹为明条纹．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．(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P 1、P 2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．图3图4图5Δr ＝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 等于半波长的奇数倍．Δr ＝(2n ＋1)(n ＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹．λ2②白光：薄膜上出现水平彩色条纹．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．典例剖析例1 如图4所示，在双缝干涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏上的一点，已知P 点与S 1、S 2距离之差为2.1×10－6m ，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4×10－7 m ；(2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10－7 m ，当B 光从这种介质射向空气时，临界角为37°；(3)若让A 光照射S 1，B 光照射S 2，试分析光屏上能观察到的现象．跟踪训练1 如图5所示，在双缝干涉实验中，已知SS 1＝SS 2，且S 1、S 2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”)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．探究所得 掌握条纹间距公式Δx ＝λ.l d 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”)图6考点二 衍射与干涉的比较考点解读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条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距不同点亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相等相同点干涉、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．2．干涉与衍射的本质：光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．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 ( )图7A ．a 、cB ．b 、cC ．a 、dD ．b 、d 考点三 光的偏振考点解读1．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．注意 不能认为偏振片就是刻有狭缝的薄片，偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个偏振方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了．2．偏振光的理论意义及应用(1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明光波是横波．(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．典例剖析例4 (1)肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是______现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是________现象．(2)凡是波都具有衍射现象，而把光看作直线传播的条件是__________________________.要使光产生明显的衍射，条件是_______________________________________________．(3)当狭缝的宽度很小并保持一定时，分别用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是___________________________________________________________________．(4)如图8所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明________________________________________________________________________．图8跟踪训练4 光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是( ) A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹A组 光的干涉1．关于光的干涉，下列说法中正确的是( ) A．在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个明条纹间距将变宽C．只有频率相同的两列光波才能产生干涉图9图10D ．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定2.双缝干涉实验装置如图9所示，双缝间的距离为d ，双缝到像屏的距离为l ，调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是( )A ．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不 清晰B ．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹C ．若将双缝间距离d 减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D ．若将双缝间距离d 减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大3．用如图10所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈，将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A ．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B ．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C ．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D ．干涉条纹保持原来状态不变B 组 光的衍射和偏振4．如图11所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M 上的小孔照射到固定不动的偏振片P 上，再使偏振片Q 绕轴匀速转动一周，则关于光屏N 上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是 ( )图11A ．光屏N 上光的亮度保持不变B ．光屏N 上光的亮度会时亮时暗C ．光屏N 上有两条与偏振片P 、Q 透振方向对应的亮线D ．光屏N 上只有一条亮线随偏振片转动而转动5．用单色光通过小圆盘和小圆孔分别做衍射实验，在光屏上得到衍射图形，则( )A ．用小圆盘时，图形中央是暗的，用小圆孔时，图形中央是亮的B ．用小圆盘时，图形中央是亮的，用小圆孔时，图形中央是暗的C ．两个图形中央均为亮点的同心圆形条纹D ．两个图形中央均为暗点的同心圆形条纹图1课时规范训练(限时：30分钟)一、选择题1．关于光的干涉现象，下列说法正确的是 ( )A ．在波峰与波峰叠加处，将出现亮条纹；在波谷与波谷叠加处，将出现暗条纹B ．在双缝干涉实验中，光屏上距两狭缝的路程差为1个波长的某位置，将出现亮纹C ．把入射光由黄光换成紫光，两相邻明条纹间的距离变窄D ．当薄膜干涉的条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等2．图1是双缝干涉实验装置的示意图，S 为单缝，S 1、S 2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S 时，可在光屏P 上观察到干涉条纹．下列说法正确的是( )A ．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B ．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C ．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D ．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大3．在单缝衍射实验中，下列说法正确的是( )A ．其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B ．其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C ．其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D ．其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽4．下列有关光现象的说法正确的是 ( )A ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大B ．以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射C ．紫光从空气射向水中，只要入射角足够大，就可以发生全反射D ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度5．如图2所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的透振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化．设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是 ( )图2A ．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大B ．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大图3C ．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小D ．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小6．双缝干涉实验装置如图3所示，绿光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S 1和S 2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等，P 点是距O 点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O 点及其上方的干涉条纹的情况是 ( )A ．O 点是红光的亮条纹B ．O 点不是蓝光亮条纹C ．红光的第一条亮条纹在P 点的上方D ．蓝光的第一条亮条纹在P 点的上方二、非选择题7．如图4所示，是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S 1、S 2，由S 1、S 2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹，已知入射激光的波长是λ，屏上的P 点到两狭缝S 1、S 2的距离相等，如果把P 处的亮条纹记作0号条纹，由P 向上数，与0号亮条纹相邻的亮纹依次是1号条纹、2号条纹……则P 1处的亮纹恰好是10号条纹．设直线S 1P 1的长度为L 1，S 2P 1的长度为L 2，则L 2－L 1等于多少？图4复习讲义基础再现一、基础导引 1.暗条纹2．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．知识梳理 1.相同 波长整数倍 奇数倍 Δx ＝λ 2.前后两面 相同l d 二、基础导引 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．知识梳理 1.离开直线路径绕到障碍物阴影里三、基础导引 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．知识梳理 1.某一特定 2.一切方向 强度 3.垂直 横波课堂探究例1 (1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见解析解析 (3)若让A 光和B 光分别照射S 1和S 2，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．跟踪训练1 (1)暗 (2)明例2 3.9×10－7 m跟踪训练3 D例4 见解析解析 (1)肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象．(2)障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，可把光看作沿直线传播；障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，可产生明显的衍射现象．(3)红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远．(4)这个实验说明了光是一种横波．跟踪训练4 D分组训练1．C 2.BD 3.D 4.B 5.C课时规范训练1．BC 2．B 3．ACD 4．A 5．B 6．AC 7．10λ。
2023年高考物理热点复习：光的干涉 衍射和偏振(附答案解析)
第1页（共16页）2023年高考物理热点复习：光的干涉
衍射和偏振
【2023高考课标解读】
1.理解光的干涉现象，掌握双缝干涉中出现亮暗条纹的条件.
2.理解光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件.
3.知道光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用．
【2023高考热点解读】
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 ＝r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹．
b ．光的路程差Δr ＝r 2－r 1＝(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 ＝l d
λ.二、薄膜干涉现象
1．薄膜干涉现象
如图3
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3。
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。
⑶只有横波才有偏振现象。
⑷光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度E 所引起的，因此常将E 的振动称为光振动。
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。
物理光学干涉衍射与偏振问题
物理光学干涉衍射与偏振问题干涉衍射和偏振是物理光学领域中的两个重要问题。
本文将从理论和实验两个方面讨论干涉衍射和偏振现象，并探讨其在实际应用中的重要性。
一、干涉衍射的定义和原理干涉衍射是光波传播过程中遇到透光物体或光波相互作用产生的现象。
干涉是指光波的两个或多个部分发生相互作用，产生干涉条纹，从而改变光波的波动性质。
衍射是指当光波通过一个孔或经过物体边缘时发生弯曲扩散。
干涉衍射的原理可以用以下两个现象解释：叠加原理和相位差。
叠加原理即各个光波达到的点的光强是各个光波的叠加结果。
相位差则指的是波的起始点到达某一点的过程中，各个波长所形成的相位差。
当干涉条件满足时，波峰和波谷相遇，光波会相互增强，形成明暗相间的干涉条纹。
二、干涉衍射的应用干涉衍射在现实生活中有着广泛的应用。
其中包括：1. 激光干涉仪：利用干涉条纹的特性，通过激光仪器进行精密测量。
2. 干涉光栅：利用入射光波经光栅衍射产生的干涉现象，进行波长分析和频率分析。
3. 光学显微镜：利用干涉衍射现象来增强显微镜的分辨率。
4. 光波导技术：通过控制光的干涉来实现光信号的传输和分析。
三、偏振光的定义和原理偏振是指光波的振动方向不是在所有方向上都均匀分布的现象。
偏振光可以通过偏振器来产生，偏振器是一个光学器件，可以选择性地传递或阻挡特定方向上的光波。
偏振光的原理可以通过振动方向和波长方向的关系来解释。
光的振动方向与光波的传播方向垂直时，称为正交振动。
而偏振器只能允许振动方向与光波传播方向相同的光通过，因此只有满足偏振器方向的光可以通过，其他光会被阻挡。
四、偏振光的应用偏振光在许多领域中有着广泛的应用。
以下是几个示例：1. 光学显微镜：通过使用偏振光，可以增强显微镜的图像对比度。
2. 液晶显示器：液晶分子只能让特定方向上的光通过，所以液晶显示器可以通过改变电场来控制光的偏振方向。
3. 拍摄滤镜：摄影中使用的偏振滤镜可以减少反射和增加对比度。
4. 3D电影：通过使用偏振镜片，可以实现立体影像的效果。
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第4讲光的干涉、衍射和偏振
一、选择题
1.(2014·江苏卷)某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到如图甲所示
的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示.他改变的实验条件可能是()
A. 减小光源到单缝的距离
B. 减小双缝之间的距离
C. 减小双缝到光屏之间的距离
D. 换用频率更高的单色光源
2.下列属于光的干涉现象的是()
A B
C D
3.如图所示为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样,则()
甲乙
丙丁
A. 甲为紫光的干涉图样
B. 乙为紫光的干涉图样
C. 丙为红光的干涉图样
D. 丁为红光的干涉图样
4.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐),图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈.将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转,观
察到的现象是()
甲乙
A. 当金属丝圈旋转30°时,干涉条纹同方向旋转30°
B. 当金属丝圈旋转45°时,干涉条纹同方向旋转90°
C. 当金属丝圈旋转60°时,干涉条纹同方向旋转30°
D. 干涉条纹保持原来形状不变
5.下列现象中,属于光的衍射的是()
A. 雨后出现彩虹
B. 通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C. 海市蜃楼现象
D. 日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹
6.下面四种现象中,不是由光的衍射现象造成的有()
A. 通过游标卡尺观察两卡脚间狭缝中发光的日光灯管,会看到平行的彩色条纹
B. 不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑
C. 太阳光照射下,架在空中的电线在地面上不会留下影子
D. 用点光源照射小圆孔,后面屏上会出现明暗相间的圆环
7.如图所示,偏振片正对工作的液晶显示器,透过偏振片看到显示器亮度正常.将镜片转动90°,透过镜片看到的屏幕漆黑,则()
A. 显示器发出的光是纵波
B. 显示器发出的光是横波
C. 显示器发出的光是自然光
D. 显示器发出的光是偏振光
8.如图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧.旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是()
A. A、B均不变
B. A、B均有变化
C. A不变,B有变化
D. A有变化,B不变
9.光的偏振现象说明光是横波.下列现象中不能反映光的偏振特性的是()
A. 一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化
B. 一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光
C. 日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰
D. 通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹
10.在双缝干涉实验中,光源发射波长为6.0×10-7m的橙光时,在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹,光屏上A点恰好是距中心条纹的第二条亮纹.其他条件不变,现改用其他颜色的可见光做实验,光屏上A点是暗条纹位置,可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014 Hz,则入射光的波长可能是()
A. 8.0×10-7 m
B. 4.8×10-7 m
C. 4.0×10-7 m
D. 3.4×10-7 m
二、填空题
11.(2016·苏锡常镇二模)如图所示,将激光笔发出的激光水平射向凹透镜中心,经过凹透镜扩束后,变粗的激光正射到悬挂在针尖下方的小钢珠上,用光屏在小钢珠后方接收图样,屏上出现的图样如图,这是光的图样,该实验说明光具有.
三、计算题
12.利用薄膜干涉的原理可以用干涉法检查平面和制造增透膜,回答以下两个问题:
(1)用如图所示的装置检查平面时,是利用了哪两个表面反射光形成的薄膜干涉图样?
(2)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失,可在透镜表面涂上一层增透膜,一般用折射率为1.38的氟化镁,为了使波长为5.52×10-7m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消,求所涂的这种增透膜的厚度.
13.如图所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10-6 m.今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验.
(1)已知A光的波长λ1为6×10-7 m,P点是亮条纹还是暗条纹?
(2)已知B光的波长λ2为5.25×10-7 m,P点是亮条纹还是暗条纹?
(3)若用A光照射时,把其中一条缝遮住,试分析光屏上能观察到的现象.
第4讲光的干涉、衍射和偏振
1. B
2. BC【解析】A图是单缝衍射现象.故A错误;B图是利用光的干涉现象来检查平面的平整度,故B正确;C图肥皂膜在火焰的光照耀下呈现明暗相间的条纹是因为薄膜干涉产生的,故C 正确;通过三棱镜出现光的色散,是光的折射现象,故D错误.
3. B【解析】红光比紫光的波长大.根据Δx=λ,紫光的干涉条纹较窄,故A错误,B正确;而丙、丁是单缝衍射图样,故C、D错误.
4. D【解析】金属丝圈的转动,改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状,由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关,仍然是水平的干涉条纹,A、B、C错误,D正确.
5. B【解析】雨后天空出现彩虹是由于光的折射,属于色散现象;通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射现象;海市蜃楼现象是光的折射和全反射现象;日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹是光的干涉现象.
6. C【解析】通过游标卡尺观测两卡脚间狭缝中发光的日光灯管,会看到平行的彩色条纹,是光的衍射;不透光圆片后面阴影中心出现一个亮斑,即泊松亮斑,是光的衍射;太阳光照射下,架在空中的电线在地面上不会留下影子,电线的直径要比光的波长大很多,根本不能发生明显的衍射现象,地面上不留下电线的影子是因为光源比较大,障碍物比较小,在地面上形成伪
本影区.用点光源照射小圆孔,后面屏上会出现明暗相间的圆环,这是光的衍射.故C正确. 7. BD【解析】光是横波,A项错误,B项正确;方向一致时,光完全通过,二者垂直时,完全不能通过,由实验现象得出显示器发出的光是偏振光,C项错误,D项正确.
8. C【解析】因白炽灯发出的光为自然光,含各个方向的偏振光,且各个方向的偏振光的强度都相同,偏振片P和Q都只允许特定方向的偏振光通过,不管偏振片P旋转到任何位置都有光线通过,而且强度不变,所以A点的光的强度不变;当自然光通过偏振片P后变为偏振光,再通过偏振片Q,旋转偏振片P,当偏振片P和Q允许通过的方向相同,则B点最亮,当偏振片P 和Q允许通过的方向垂直时,B点最暗,所以B点光的强度会发生变化.所以只有C正确.
9. D【解析】由光的偏振现象的知识可知A、B、C均反映了光的偏振特性,只有D选项是利用手指间的狭缝去观察光的衍射现象,故D正确.
10.B【解析】可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014Hz,依据公式c=λf,可知其波长范围
是4.0×10-7~7.69×10-7 m,故A、D错误;根据公式δ=(n为整数)可知,n为偶数的地方出现亮条纹,n 为奇数的地方出现暗条纹,因此n=4时,出现距中心条纹的第二条亮纹,所以A点到两条缝的光程差δ=4×m=1.2×10-6m,要想出现暗条纹,n需取奇数才行,当入射光波长为4.8×10-7m 时,1.2×10-6m=n×m,n=5为奇数,所以A点出现暗条纹,故B正确;当入射光波长为4.0×10-7m
时,1.2×10-6 m=n× m,n=6为偶数,所以A点出现亮条纹,故C错误.
11.衍射波动性
【解析】光可以绕过小钢珠传播,形成泊松亮斑,说明光具有波动性,这是光的衍射现象. 12.(1)b、c表面(2) 1×10-7 m
【解析】(1)干涉图样是利用了标准样板和被检查平面间空气膜即b、c表面反射光叠加形成的.
(2)若绿光在真空中波长为λ0,在增透膜中的波长为λ,由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得
n===,即λ=,
那么增透膜厚度h=λ== m=1×10-7 m.
13.(1)暗条纹(2)亮条纹(3)见解析
【解析】(1)根据路程差Δx=2.1×10-6 m,所以N1===3.5,由此可知,从S1和S2到P点的路程差Δx是波长λ1的3.5倍,所以P点为暗条纹.
(2)由路程差Δx和波长λ的关系可知,N2===4,可见,用B光做光源,P点为亮条纹.
(3)光屏上仍出现明、暗相间的条纹,但中央条纹最宽最亮,两边条纹变窄变暗.。