本书标签: 非小说 

无题

重生之物理爱上你

么是光的干涉、衍射和偏振。2.掌握双缝干涉中出现亮、暗条纹的条件。3.知道发生明显衍射的条件。 考点一 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。 (1)条纹间距:Δx= 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: 如图所示,相干光源S1、S2发出的光到屏上P'点的路程差为 Δr=r2-r1。 当Δr=nλ(n=0,1,2…)时,光屏上P'处出现明条纹。 当Δr=(2n+1) (n=0,1,2…)时,光屏上P'处出现暗条纹。 4.薄膜干涉 (1)形成原因:如图所示,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,从膜的前表面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。 (2)明暗条纹的判断方法: 两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍,光在薄膜中的波长为λ。 在P1、P2处,Δr=nλ(n=1,2,3…),薄膜上出现明条纹。 在Q处,Δr=(2n+1) (n=0,1,2,3…),薄膜上出现暗条纹。 (3)应用:增透膜、检查平面的平整度。 例1 (2024·黑吉辽·4)某同学自制双缝干涉实验装置,在纸板上割出一条窄缝,于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝,将该纸板与墙面平行放置,如图所示。用绿色激光照双缝,能在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是( ) A.换用更粗的头发丝 B.换用红色激光照双缝 C.增大纸板与墙面的距离 D.减小光源与纸板的距离 答案 A 解析 由干涉条纹间距Δx= λ可知,换用更粗的头发丝,双缝间距d变大,则相邻两条亮纹中央间距Δx变小,故A正确;换用红色激光照双缝,波长λ变大,则相邻两条亮纹中央间距Δx变大,故B错误;增大纸板与墙面的距离l,则相邻两条亮纹中央间距Δx变大,故C错误;减小光源与纸板的距离,不会影响相邻两条亮纹中央间距Δx,故D错误。 例2 (多选)(2024·广西卷·9)如图,S为单色光源,S发出的光一部分直接照在光屏上,一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的,由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l,a≪l,镜面与光屏垂直,单色光波长为λ。下列说法正确的是( ) A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为 λ B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为 λ C.若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中此时单色光的波长变为nλ D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx,则该液体的折射率为 λ 答案 AD 解析 根据光的反射对称性可知光源S与平面镜中的虚像距离为2a,根据条纹间距公式可知Δx= λ= λ,故A正确,B错误;若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中,光的频率不变,根据λf=c,v=λ1f= ,其中c为在真空中的光速,则λ1= ,故C错误;若将整套装置完全浸入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx,根据条纹间距公式有Δx= λ2,可得λ2= ,结合C选项的分析可知λ2= ,所以n'= λ,故D正确。 例3 (2024·山东威海市二模)如图所示,将一块平板玻璃放置在另

物理
物理

例3 (2024·山东威海市二模)如图所示,将一块平板玻璃放置在另一块平板玻璃上,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。当红光从上方入射时,可以看到明暗相间的条纹。已知红光的波长为λ,下列说法正确的是( ) A.暗条纹是两列反射光波谷与波谷叠加的结果 B.相邻两条亮条纹对应的空气膜厚度之差为 C.若抽去一张纸片,干涉条纹将变密 D.若将红光换为蓝光,干涉条纹将变疏 答案 B 解析 根据波的干涉规律,暗条纹是两列反射光波峰与波谷叠加的结果,故A错误;如图所示为相邻两亮条纹的截面图,n处薄膜厚度为dn,n+1处薄膜厚度为dn+1,则对应的光程差为薄膜该处厚度的2倍,ΔRn=2dn=nλ,ΔRn+1=2dn+1=(n+1)λ,则相邻两条亮条纹对应的空气膜厚度之差为dn+1-dn= ,故B正确;相邻亮条纹间距Δx= ,若抽去一张纸片,θ减小,干涉条纹间距变大,则干涉条纹将变疏;若将红光换为蓝光,光的波长变短,干涉条纹间距变小,则干涉条纹将变密,故C、D错误。 [变式] (2024·山东烟台市二模)如图所示,将一块平凹形玻璃板倒扣在另一块平板玻璃之上,从而在两块玻璃之间形成一层空气薄膜,玻璃板的一边沿x方向,用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板,观察到的干涉条纹形状可能正确的是( ) 答案 B 解析 由题意可知,当用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板时,观察到的干涉条纹是由于空气薄膜的上下表面所反射的光发生了干涉产生的,干涉条纹宽窄的差异是由空气薄膜变化率的不同所导致的:变化率越大,光程差半波长的奇偶数倍更替得就越频繁,使得条纹更加密集,从而使条纹看起来更窄。即空气薄膜厚度变化率越大,条纹也随之变密变窄。由本题空气薄膜的形状可知,薄膜的厚度越大的地方,薄膜厚度变化率越小,条纹间距越大,条纹越宽;薄膜的厚度越小的地方,薄膜厚度变化率越大,条纹间距越小,条纹越窄。因此观察到的干涉条纹形状可能正确的是B。 考点二 光的衍射和偏振 1.光的衍射 发生明显衍射现象的条件:只有当障碍物或狭缝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。 2.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)偏振光的应用:加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等。 (5)光的偏振现象说明光是一种横波。 1.阳光下茂密的树林中,地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。( × ) 2.泊松亮斑是光的衍射形成的。( √ ) 3.光遇到障碍物时都能产生衍射现象。( √ )