高考物理鲁科版选修3-4 13.2《光的波动性》课件

欢迎进入物理课堂 1 光的干涉 1 产生稳定干涉的条件 两列光的相同 2 双缝干涉 由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列相干光 两相干光在交叉区外形成稳定的干涉 明暗相间条纹 图样 明纹区 两列相同的光到达某点的路程差为波长的倍时 光在该处 出现 频率 整数 相互加强 亮条纹 暗纹区 两列相同的光到达某点的路程差为半波长的倍时 光在该处 出现 在用白光做双缝干涉实验时 中央为明纹 两侧为的干涉条纹 3 薄膜干涉 概念 由薄膜反射的两列光波叠加而成 图样 若入射光为单色光 可形成的干涉条纹 若入射光为白光 可形成的干涉条纹 奇数 相互减弱 暗条纹 白色 不同颜色 两个面 亮暗相间 彩色 2 光的衍射 1 产生明显衍射的条件 障碍物或小孔的尺寸跟光波的波长 或比光波的波长 2 泊松亮斑 当光照射到不透明的小圆板上时 在圆板的出现的亮斑 3 光的偏振 1 光的偏振 自然光经过后变成偏振光 偏振光可以发生偏振现象 光的偏振现象证明光是一种 2 激光 是人工产生的的光 它具有3个特点 相近 小 后面影子中心 偏振片 横波 自然界中没有 平行度好 高亮度 相干性 1 如何获得相干光源 1 为了获得相干光源 将同一列光波分解成两列光波 它们具有相同的频率和恒定的相位差 经过不同的路程后相遇 产生稳定的干涉现象 杨氏实验和薄膜干涉的相干光源都是这样获得的 2 由于不同光源发出的光频率一般不同 即使是同一光源 它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相位差 故一般情况下不易观察到光的干涉现象 2 干涉图样分析 1 用单色光做干涉实验时观察到的是明暗相间的条纹 2 用白光做干涉实验 可观察到光屏中央是白色的 但两侧出现彩色条纹 这是因为白光是由不同单色光复合而成 从红光到紫光其波长由大到小 它们的干涉条纹间距也是从大到小 屏中央各色光都得到加强并混合成白色 但两侧因条纹间距不同而分开成彩色 3 双缝干涉和白光色散的比较 1 形成原因不同 双缝干涉是光的干涉现象 棱镜的色散是光的折射现象 2 图样不同 由v f和n c v可知 在同一种介质中 红光的频率最低 折射率最小 速度最大 波长最大 依次为红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 所以 双缝干涉中红光相邻亮纹间距最大 紫光最小 棱镜色散中红光偏转角最小 紫光最大 案例1 2011 北京理综 如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S1与S2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 即时巩固1 2010 江苏高考 如图所示 在杨氏双缝干涉实验中 激光的波长为5 30 10 7m 屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7 95 10 7m 则在这里出现的应是 填 明条纹 或 暗条纹 现改用波长为6 30 10 7m的激光进行上述实验 保持其他条件不变 则屏上的条纹间距将 填 变宽 变窄 或 不变 解析 由光的干涉规律 P处为振动减弱点 答案 暗条纹变宽 考点二干涉与衍射的比较1 干涉与衍射的比较 2 对干涉与衍射本质的理解 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 案例2 2009 福建高考 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 用棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C 在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象D 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 解析 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薄膜干涉现象 A错 用棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象 B错 在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象 C错 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 D对 答案 D 即时巩固2 如图甲所示 在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜 在两者之间形成厚度不均匀的空气膜 让一束单一波长的光垂直入射到该装置上 结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹 称为牛顿环 以下说法正确的是 A 干涉现象是由于凸透镜上下表面反射光叠加形成的B 干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C 干涉条纹不等距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D 干涉条纹不等距是因为空气膜厚度是均匀变化的 解析 由于在凸透镜和平板玻璃之间形成了空气薄膜 所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面之间的空气薄膜的上下两个表面 故A B错 由于凸透镜的下表面是圆弧面 所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的 形成的干涉条纹是不等间距的 故C对 D错 答案 C 案例3 2011 上海高考 如图 当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时 在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑 这是光的 填 干涉 衍射 或 直线传播 现象 这一实验支持了光的 填 波动说 微粒说 或 光子说 解析 激光束照射圆盘 中心形成的亮斑 说明激光绕过了圆盘 所以现象应是衍射 证实了激光具有波动性 答案 衍射波动说 即时巩固3 如图所示 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 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 答案 A 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全