光 的 本 性(专题复习)-2014-2.ppt

光 的 本 性——专题复习 一.光的微粒说和波动说 (一)光的微粒说 认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀介质中以一定的速度传播（光是沿直线高速传播的粒子流）。 1.学说的代表人物：牛顿 2.能解释的现象： 光的直线传播和光的反射定律，小孔成像等现象。 3.学说的困难：不能解释的现象 不能解释光的折射定律和几束光线交叉相遇后为什么会彼此毫无妨碍向前传播（即相遇之后的情形和相遇之前的情形完全相同）. (二)光的波动说 光是某种振动以波的形式向外传播. 1.学说的创始人：荷兰物理学家惠更斯. 2.能解释的现象：能解释光的微粒说不能解释的现象. 3.学说的困难：不能解释的现象 不能解释光的直进现象. 因为惠更斯时代对光的波长很短,光速极大,无法认识. 二.光 的 干 涉 1.产生光的干涉条件： 频率相同、振动方向相同的两列光波叠加 （相干光源发出的光波叠加） 2.杨氏双缝干涉实验 双缝干涉实验装置 说明：单色光照到 单缝再照射到双缝 是为了使双缝成为 两个振动情况总是 相同（即频率、振动方向都相同）的波源. 双缝间距很小，只有0.1mm左右， 双缝与屏之间的距离较大约数十厘米. 3.光的干涉现象： 两束频率(波长)相同的光在空间相互叠加，某些区域的振动始终加强，另一些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔。这种现象叫光的干涉现象. 4.光的干涉图样 (1)光源为单色光： 为明暗相间的干涉条纹 (2)光源为白光： 图样为彩色的干涉条纹 5.说明： (1)振动加强区： 凡是波峰与波峰(波谷与波谷)叠加，光程差为波长整数倍处，出现明条纹. δ=kλ (k=0, +1 , +2 , ……) (2)振动减弱区： 凡是波峰与波谷叠加，光程差为波长奇数倍处，出现暗条纹。 δ=(2k+1)λ/2 (k=0, +1 , +2 , ……) 6.实验结果 光的干涉实验现象，证明了光的确是一种波 7.双缝干涉条纹间距的特点 (1)干涉条纹的亮度、宽度与间距都相等. (2)两根相邻的明条纹（暗条纹）中央之间的距离相等. （3）在实验装置不变的条件下，用不同色光照射时，干涉条纹间距,红光最大，紫光最小。 8.单色光的波长和频率 (1) 从红光到紫光： 波长减小，频率增大. (2)光的颜色由频率决定，光的频率由光源决定，与介质无关。 9.白光的干涉图样为什么是彩色的干涉条纹? 因为白光由七种单色光合成的，而不同的单色光波长不同，产生的明暗条纹间距不同。 10.薄膜干涉实例 （1）肥皂液薄膜干涉 1）实验装置： 燃起一盏酒精灯，在酒精灯火焰里洒上一些氯化钠，使火焰发出黄光。把酒精灯放在金属丝圈上的肥皂液薄膜前，仔细观察，在薄膜上看到什么现象? 在薄膜上看到火焰的反射像，像上出现水平排列的黄黑相间的条纹。 3）实验现象分析 竖立的肥皂液薄膜，由于重力的作用，成了上薄下厚的尖劈状。 酒精灯火焰的光照射到薄膜上时，从薄膜的前表面和后表面分别发射出来，形成两列波，这两列波的频率相同，所以能产生光的干涉。 彩色图样 条纹特点： *横向彩色条纹 *条纹间距上宽下窄 （3）漂浮在水面上的油膜呈现彩色条纹 在积水处，我们有时会看到漂浮在水面上的一片条状略带彩色的“油膜”。 归 纳“薄 膜 干 涉”： 光照射到薄膜上时，从膜的前表面和后表面分别反射出来，形成两列相干光，产生的干涉现象叫做薄膜干涉。 11.光的干涉现象在技术上应用 干涉法检测表面平整度 注意：在AB、CD间形成一空气楔. 如果被测表面是平的，那么产生的干涉条纹就是平行的； 如果被测表面某些地方不平，产生的干涉条纹就要发生弯曲。 三.光的衍射 1.光的衍射现象概念 当单色光通过很窄的缝和很小的孔时,光离开了直线路径,绕到障碍物的阴影里去,形成了明暗相间的条纹或圆环,叫做光的衍射现象。 衍射时产生的明暗相间的条纹或光环,叫做衍射图样. 2.产生明显衍射现象的条件 障碍物或孔隙的尺寸比光波波长小,或者接近波长. 3.图样特征 （1）单缝衍射 用单色光照射单缝：像屏上出现的衍射条纹特点是：中央为一较宽的明条纹，在它的两侧对称地分布着若干条明暗相间的直条纹，并且明条纹的亮度依次减弱。 用白光照射单缝：中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光。 （2）圆孔衍射 用单色光照射圆孔：衍射图样是中央为亮圆，外面是亮、暗相间的亮环，外围亮环的亮度越来越暗。 用白光照射圆孔：衍射图样是中央亮圆为白色，周围是彩色圆环。 4.泊松亮斑：