光的波动性复习PPT教学课件
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第三节 光的波动性
基础知识梳理
一、光的干涉 1．干涉的概念：两列光波在空间传播 时相遇，将在相遇区域发生叠加，某些区 域出现振动加强，某些区域出现振动减 弱，并且加强区域和减弱区域总是相互间 隔的现象叫光的干涉现象． 2．相干条件：只有相干光源发出的光 叠加，才会发生干涉现象．相干光源是指 光波的 频率相等 (振动情况 相同 )．
基础知识梳理
(2)自然光照射到两种介质界面 上，如果光入射的方向恰当，使反射 光和折射光之间的夹角等于90°，反 射光和折射光都是 偏振光 ，且偏振方 向垂直 ．
基础知识梳理
四、激光 1．激光产生的机理 处于激发态的原子，如果在入射光子 的电磁场的影响下，引起高能态向低能态 跃迁，同时在两个状态之间的能量差以辐 射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受 激辐射．原子发生受激辐射时，发出的光 子的频率、发射方向等，都跟入射光子完 全一样，这样使光得到加强，这就是激光 产生的机理．
基础知识梳理
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． 2．光的偏振现象证明光是横波 (填 “横波”或“纵波”)．
基础知识梳理
3．偏振光的产生 (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 ．
基础知识梳理
3．双缝干涉 (1)现象：单色光干涉时观察到明暗相 间的条纹，白光双缝干涉的现象为中央为 白色条纹，两边是彩色条纹． (2)亮、暗条纹的判断：Δx＝nλ(n＝ 0,1,2，…)，即到双缝的距离差为波长的整 数倍的0,点1,2出，现…亮)，即条到纹双，缝Δx的＝距nλ离＋差12λ为(n半＝波 长奇数倍的点出现 暗 条纹．
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
样，故 A 项正确，B 项错误；由公式 可知，条纹宽的入射光的波长长，所
课堂互动讲练
P
点位移最大，经过T，两列光波传到 4
P
点
的位移都是 0，P 点合位移为 0，振动方向向
负方向，再过T4，两列波的波谷同时传到 P 点，使P点位移为负向最大值，大小为两 列波的振幅之和…由此可见，加强点是以 大振幅时刻振动着，其位移时刻变化．不 能错误地认为质点总处于波峰或波谷．同 理分析，
Δx＝dl λ
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．
课堂互动讲练
二、对光的干涉的理解 1．如何理解光的干涉现象中“加 强”和“减弱”点 若波叠加区域中某点P，两列光波 路程差Δx＝nλ(n＝0,1,2,3…)，S1波源 发的光传到P点是波峰，S2波源发的光 传到P点也是波峰，P点位移是两列波 产生的位移之和，即
课堂互动讲练
一、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
不 条纹宽度 同 条纹间距 点
，中 央最宽
条纹宽度相等
各相邻条纹间距不 各相邻条纹等间
等
距
中央条纹最亮，两 清晰条纹，亮度
边变暗
基本相等
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
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．
相间的条纹
课堂互动讲练
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．
课堂互动讲练
即时应用
1.(2010年福建龙岩调研)如图14 －3－2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( )
基础知识梳理
4．薄膜干涉：光照射到薄膜上 时，薄膜前、后表面反射的两列光相 叠加，发生干涉现象，若入射光为单 色光，可形成 明暗相间的干涉条纹， 若入射光为白光，可形成 彩色 的干涉 条纹．
基础知识梳理
5．薄膜干涉的应用 (1)干涉法检查平面
图14－3－1
基础知识梳理
如图14－3－1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，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．
基础知识梳理
λ的 1/4 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．
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．
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 小， 或者跟光波波长 相差不多 时，光才能发 生明显的衍射现象．
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，中央仍为白光，最靠近 中央的是紫光，最远离中央的是 红光．
基础知识梳理
(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．
基础知识梳理
一、光的干涉 1．干涉的概念：两列光波在空间传播 时相遇，将在相遇区域发生叠加，某些区 域出现振动加强，某些区域出现振动减 弱，并且加强区域和减弱区域总是相互间 隔的现象叫光的干涉现象． 2．相干条件：只有相干光源发出的光 叠加，才会发生干涉现象．相干光源是指 光波的 频率相等 (振动情况 相同 )．
基础知识梳理
(2)自然光照射到两种介质界面 上，如果光入射的方向恰当，使反射 光和折射光之间的夹角等于90°，反 射光和折射光都是 偏振光 ，且偏振方 向垂直 ．
基础知识梳理
四、激光 1．激光产生的机理 处于激发态的原子，如果在入射光子 的电磁场的影响下，引起高能态向低能态 跃迁，同时在两个状态之间的能量差以辐 射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受 激辐射．原子发生受激辐射时，发出的光 子的频率、发射方向等，都跟入射光子完 全一样，这样使光得到加强，这就是激光 产生的机理．
基础知识梳理
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． 2．光的偏振现象证明光是横波 (填 “横波”或“纵波”)．
基础知识梳理
3．偏振光的产生 (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 ．
基础知识梳理
3．双缝干涉 (1)现象：单色光干涉时观察到明暗相 间的条纹，白光双缝干涉的现象为中央为 白色条纹，两边是彩色条纹． (2)亮、暗条纹的判断：Δx＝nλ(n＝ 0,1,2，…)，即到双缝的距离差为波长的整 数倍的0,点1,2出，现…亮)，即条到纹双，缝Δx的＝距nλ离＋差12λ为(n半＝波 长奇数倍的点出现 暗 条纹．
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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
样，故 A 项正确，B 项错误；由公式 可知，条纹宽的入射光的波长长，所
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P
点位移最大，经过T，两列光波传到 4
P
点
的位移都是 0，P 点合位移为 0，振动方向向
负方向，再过T4，两列波的波谷同时传到 P 点，使P点位移为负向最大值，大小为两 列波的振幅之和…由此可见，加强点是以 大振幅时刻振动着，其位移时刻变化．不 能错误地认为质点总处于波峰或波谷．同 理分析，
Δx＝dl λ
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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二、对光的干涉的理解 1．如何理解光的干涉现象中“加 强”和“减弱”点 若波叠加区域中某点P，两列光波 路程差Δx＝nλ(n＝0,1,2,3…)，S1波源 发的光传到P点是波峰，S2波源发的光 传到P点也是波峰，P点位移是两列波 产生的位移之和，即
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一、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
不 条纹宽度 同 条纹间距 点
，中 央最宽
条纹宽度相等
各相邻条纹间距不 各相邻条纹等间
等
距
中央条纹最亮，两 清晰条纹，亮度
边变暗
基本相等
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
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．
相间的条纹
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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．
课堂互动讲练
即时应用
1.(2010年福建龙岩调研)如图14 －3－2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( )
基础知识梳理
4．薄膜干涉：光照射到薄膜上 时，薄膜前、后表面反射的两列光相 叠加，发生干涉现象，若入射光为单 色光，可形成 明暗相间的干涉条纹， 若入射光为白光，可形成 彩色 的干涉 条纹．
基础知识梳理
5．薄膜干涉的应用 (1)干涉法检查平面
图14－3－1
基础知识梳理
如图14－3－1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，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．
基础知识梳理
λ的 1/4 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．
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．
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 小， 或者跟光波波长 相差不多 时，光才能发 生明显的衍射现象．
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，中央仍为白光，最靠近 中央的是紫光，最远离中央的是 红光．
基础知识梳理
(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．