考物理-复习方案-第4讲 光的波动性 电磁波 相对论.doc

光的波动性 1．光的干涉 (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)相干光源的获得：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方法获得相干光源。 (3)两种典型的干涉： 图12－4－1 杨氏双缝干涉(原理如图12－4－1所示) 明、暗条纹的条件： a．单色光：形成明暗相间的条纹，中央为明条纹。 ⅰ.光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹。 ⅱ.光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹。 b．白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。 条纹间距公式：Δx＝λ。 薄膜干涉 相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。 图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的厚度相等。 应用：增透膜，利用光的干涉检查平整度。 2．光的衍射 (1)光的衍射：光绕过障碍物偏离直线传播的现象。 (2)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)衍射条纹的特点： 单缝衍射：单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，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。 圆孔衍射：明暗相间的不等间距圆环。 泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到不透明(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亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 3．光的偏振 (1)偏振：光波只沿某一特定的方向的振动。 (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一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。 (3)偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。 (4)偏振光的应用：应用于照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等。 1．用白光做双缝干涉实验时，中央出现白色条纹，两侧出现彩色条纹的原因 (1)从双缝射入的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹，各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。 (2)两侧各色光的条纹间距与波长成正比，即红光的亮纹间宽度最大，紫光亮纹间宽度最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色条纹。 2．关于薄膜干涉 (1)如图12－4－2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。 图12－4－2 (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： 单色光： a．在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δx等于波长的整数倍。 Δx＝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Δx等于半波长的奇数倍。 Δx＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹。 白光：薄膜上出现水平彩色条纹。 (4)薄膜干涉的应用： 图12－4－3 干涉法检查平面如图12－4－3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。 衍射与干涉的比较　两种现象 比较项目　　 单缝衍射 双缝干涉 不同点 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 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 4.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，且偏振方向相同垂直。 [特别提醒]　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。 1．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．用三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像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：选D　用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程