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单击此处编辑母版文本样式,第三级,第四级,第五级,选修,3,4,第二章光,高考总复习,物理,（,JK,）,第,2,讲光的波动性,知识点一光的干涉,想一想,在双缝干涉实验中，双缝到光屏上,P,点的距离之差为,x,0.6,m,；若分别用频率为,f,1,5.0,10,14,Hz,和,f,2,7.5,10,14,Hz,的单色光垂直照射双缝时，,P,点会出现亮条纹还是暗条纹？,记一记,1,产生条件,两列光的,相同，振动方向,，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。,2,两种典型的干涉,(1),杨氏双缝干涉。,原理如图所示。,明、暗条纹的条件。,(,),单色光：形成,的条纹，中央为明条纹。,a,光的路程差,r,2,r,1,(,k,0,，,1,，,2,),，光屏上出现明条纹。,频率,相同,明暗相间,k,b,光的路程差,r,2,r,1,(,k,0,，,1,，,2,),，光屏上出现暗条纹。,(,),白光：光屏上出现,条纹，且中央亮条纹是,(,填写颜色,),。,条纹间距公式：,x,。,(2),薄膜干涉。,相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面,的两列光波。,图样特点：同双缝干涉，同一条亮,(,或暗,),纹对应薄膜的,相等。,彩色,白色,反射,厚度,试一试,1,如下图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝,S,时，在光屏,P,上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以,(,),A,增大,S,1,与,S,2,的间距,B,减小双缝屏到光屏的距离,C,将绿光换为红光,D,将绿光换为紫光,【,答案,】,C,知识点二光的衍射,记一记,1,发生明显衍射的条件,只有当障碍物的尺寸与光的波长,，甚至比光的波长,的时候，衍射现像才会明显。,2,衍射条纹的特点,(1),单缝衍射：,单色光的衍射图样为中间,的单色条纹，两侧是,的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍射图,样为中间宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹。,相差不多,还小,宽且亮,明暗相间,(2),圆孔衍射：,明暗相间的,圆环。,(3),泊松亮斑,(,圆盘衍射,),：,当光照到,(,选填,“,透明,”,或,“,不透明,”,),的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现,(,在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环,),。,知识点三光的偏振现像,记一记,1,偏振,光波只沿,的方向的振动。,不等距,不透明,亮斑,某一特定,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,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。光的偏振证明光是,。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。,一切方向,强度,垂直,横波,试一试,2,如图，,P,是一偏振片，,P,的透振方向,(,用带有箭头的实线表示,),为竖直方向。下列四种入射光束中，哪几种光照射,P,时能在,P,的另一侧观察到透射光,(,),A,太阳光,B,沿竖直方向振动的光,C,沿水平方向振动的光,D,沿与竖直方向成,45,角振动的光,【,解析,】,太阳光中各种振动方向的光都有，所以会通过偏振片，只有与透振方向垂直的光线不能通过偏振片，即选项,C,不正确。,【,答案,】,ABD,单缝衍射与双缝干涉的比较,【,例,1,】,如图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则,(,),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,【,解题探究,】,(1),从条纹的宽度和间距上如何区别双缝干涉和单缝衍射？,【,提示,】,双缝干射：条纹宽度相等，相邻条纹间距也相等。,单缝衍射：条纹宽度不等，中央最宽，相邻条纹间距也不等。,(2),干涉条纹和衍射条纹的宽度与波长有何关系？,【,提示,】,波长越长，产生的干涉条纹和衍射条纹越宽。,【,自主解答,】,_,【,答案,】,B,【,总结提升,】,区分光的干涉和衍射,(1),白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但其光学本质不同。,(2),区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可以从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分。,变式训练,1,(2013,大纲全国,),下列现像中，属于光的衍射的是,(,),A,雨后天空出现彩虹,B,通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹,C,海市蜃楼现像,D,日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹,【,解析,】,彩虹是光的色散现像，海市蜃楼是光的折射、全反射现像，肥皂膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现像，,A,、,C,、,D,错误。通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是单缝衍射现像，,B,正确。,【,答案,】,B,自然光,(,非偏振光,),偏振光,光的来源,直接从光源发出的光,自然光通过起偏器后的光,光的振,动,方向,在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同,在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向,光的偏振、自然光和偏振光的比较,自然光和偏振光的比较,【,例,2,】,如图所示，电灯,S,发出的光先后经过偏振片,A,和,B,，人眼在,P,处迎着入射光方向，看不到光亮，则图中,a,光为,_,光，图中,b,光为,_,光。以,SP,为轴将,B,转过,180,后，在,P,处,_(,选填,“,能,”,或,“,不能,”,),看到光亮，以,SP,为轴将,B,转过,90,后，在,P,处,_(,选填,“,能,”,或,“,不能,”,),看到光亮。,【,解析,】,自然光沿各个方向发散，是典型的非偏振光，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光，即偏振光，从电灯直接发出的光为自然光，故,a,光为自然光，它通过偏振片,A,后，即变为偏振光，故,b,光为偏振光。设通过,A,的光沿竖直方向振动，而人眼在,P,处逆着入射光方向看不到光亮，说明,B,偏振片的透振方向为水平方向，将,B,转过,180,后，,P,处仍无光亮，若将,B,转过,90,，则该偏振片的透振方向变为竖直方向，则偏振光能通过,B,，即在,P,处有光亮。,【,答案,】,自然偏振不能能,变式训练,2,(2012,江苏高考,),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,【,解析,】,白炽灯光经过偏振片,P,后成为完全偏振光，旋转,P,时,P,、,Q,间偏振光的振动方向改变，但光的强度不变，,B,、,D,错误。由于偏振片,Q,的透振方向不变，故旋转,P,时,Q,右侧的偏振光强度发生周期性变化，故,A,错误，,C,正确。,【,答案,】,C,1,关于波动，下列说法正确的是,(,),A,各种波均会发生偏振现像,B,用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹,C,声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度,D,已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警,【,解析,】,只有横波才有偏振现像，,A,错误；白光的单缝衍射和双缝干涉的图样都是彩色条纹，,B,正确；机械波传播时，质点的运动速度与波的传播速度无关，,C,错误；因为地震波的纵波波速大于横波波速，所以对于同一地点纵波总是先到达，从而起到对横波的预警，,D,正确。,【,答案,】,BD,2,关于光的衍射，下列说法中错误的是,(,),A,光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现像,B,只有两列频率相同的光波叠加后才能发生衍射,C,光的衍射没有否定光沿直线传播的结论,D,光的衍射现像为波动说提供了有利的证据,【,答案,】,B,3,如图所示是用光学的方法来检查,一物体表面光滑程度的装置，其中,A,为,标准平板，,B,为被检查其表面平整程度,的物体，,C,为单色入射光，如果要说明能检查平面平整程度的道理，则需要用到的下列光学概念是,(,),A,反射和干涉,B,全反射和干涉,C,反射和衍射,D,全反射和衍射,【,答案,】,A,4,(2014,济南模拟,),某同学使用激光器做光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为,0.05 mm,的窄缝，进行光的衍射实验，如图甲所示。则他在光屏上看到的条纹是图乙中的,(,),【,答案,】,D,5,用如图所示的实验装置观察光的薄,膜干涉现像。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,皂液薄膜的金属线圈。将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现像是,(,),A,当金属线圈旋转,30,时，干涉条纹同方向旋转,30,B,当金属线圈旋转,45,时，干涉条纹同方向旋转,90,C,当金属线圈旋转,60,时，干涉条纹同方向旋转,30,D,干涉条纹保持不变,【,解析,】,金属线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线圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，所以本题选,D,。,【,答案,】,D,6,(2013,上海单科,),白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的,(,),A,传播速度不同,B,强度不同,C,振动方向不同,D,频率不同,【,解析,】,本题考查双缝干涉中的色散现像。由于不同色光的波长不同，频率不同，在光屏上形成明条纹的位置不同，从而形成彩色条纹。,D,选项正确。,【,答案,】,B,7.,如图所示，,A,、,B,两幅图是,由单色光分别射到圆孔而形成,的图像，其中图,A,是光的,_,(,填,“,干涉,”,或,“,衍射,”,),图像。,由此可以判断出图,A,所对应的圆孔的孔径,_(,填,“,大,于,”,或,“,小于,”,),图,B,所对应的圆孔的孔径。,【,解析,】,小孔衍射时，孔的直径越小，衍射越明显。,【,答案,】,衍射小于,8,奶粉的碳水化合物,(,糖,),的含量是一个重要指标，可以用,“,旋光法,”,来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度,，这一角度,称为,“,旋光度,”,，,的值只与糖溶液的浓度有关，将,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。,(1),偏振片,A,的作用是什么？,_,。,(2),偏振现像证明了光是一种,_,。,(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,处光强度最强，偏振片,B,转过的角度等于,D,将偏振片,A,转动一个角度，使得,O,处光强度最强，偏振片,A,转过的角度等于,【,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),偏振现像证明了光是一种横波。,(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，由于糖溶液的旋光作用，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，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，则,A,转过的角度也为,，故选项,A,、,C,、,D,正确。,【,答案,】,(1),把自然光变成偏振光,(2),横波,(3)ACD,9,(1),在研究材料,A,的热膨胀特性时，,可采用如图所示的干涉实验法。,A,的上,表面是一光滑平面，在,A,的上方放一个,透明的平行板,B,，,B,与,A,上表面平行，在,它们之间形成一厚度均匀的空气膜。现,在用波长为,的单色光垂直照射，同时对,
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