高三一轮复习第九章第2讲 光的波动性导学案(1).docx

PAGE

PAGE1

第九章第2讲光的波动性

考点一.光的干涉现象

知识点1.双缝干涉

(1)条纹间距公式

Δx＝eq\f(l,d)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)亮、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′处出现亮条纹；当Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2，…)时，光屏上P′处出现暗条纹。

知识点2.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，在膜的前表面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)亮、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，在P1、P2处，光在薄膜中的波长为λ，Δr＝nλ(n＝1，2，3…)，薄膜上出现亮条纹；在Q处，Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2，3…)，薄膜上出现暗条纹。

(3)薄膜干涉的应用

干涉法检查平面，如图所示，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。

【典例1】.在图所示的双缝干涉实验中，光源S到缝S1、S2距离相等，P0为S1S2连线中垂线与光屏的交点。用波长为400nm的光实验时，光屏中央P0处呈现中央亮条纹(记为第0条亮条纹)，P处呈现第3条亮条纹。当改用波长为600nm的光实验时，P处将呈现()

A.第2条亮条纹 B.第3条亮条纹

C.第2条暗条纹 D.第3条暗条纹

【典例2】.如图所示，关于薄膜干涉现象及其应用，下列说法正确的是()

A.如图甲所示，竖直放置的肥皂液膜，来自前后两个面的反射光发生干涉，形成明暗相间的竖直条纹

B.如图乙所示，照相机的镜头表面常常镀一层透光膜，膜的外表面和玻璃表面反射的光发生干涉使镜头看起来有颜色，膜的厚度为光在膜中波长的eq\f(1,2)

C.如图丙所示，利用光的干涉检查平整度，用单色光从上面照射，空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，图中条纹弯曲说明此处是凹下的

D.如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的圆环状条纹

【典例3】．（2024·山东·高考真题）检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（）

A．滚珠b、c均合格

B．滚珠b、c均不合格

C．滚珠b合格，滚珠c不合格

D．滚珠b不合格，滚珠c合格

【典例4】.如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图，G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是()

A.劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动

B.劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动

C.劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动

D.劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动

考点二.光的衍射和偏振现象

知识点1.对光的衍射的理解

(1)波长越长，衍射现象越明显。在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别。

(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播的。

知识点2.单缝衍射与双缝干涉的比较

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，亮度基本相同

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

知识点3.光的干涉和衍射的本质

光的干涉和衍射都属于波的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的。

知识点4.光的偏振

(1)自然光与偏振光的比较

类别

自然光(非偏振光)

偏振光

光的来源

从普通光源发出的光

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，光沿任意方向振动，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，光沿特定方向振动

(2)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。

【典例5】．小红利用图1所示的装置，观察红光的干涉、衍射