鲁科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第5章 光的干涉、衍射和偏振 本章整合.ppt

知识网络·体系构建重点题型·归纳整合目录索引知识网络·体系构建本章知识属于物理光学范畴,包括光的干涉、衍射、偏振和激光的特点及其应用。思考并回答下列问题:频率相同、相位差恒定、振动方向相同明暗相间的条纹路程差是波长的整数倍路程差是半波长的奇数倍障碍物或孔的尺寸接近光的波长一些明暗相间的条纹,中央条纹最宽、最偏振光相干性好、单色性好、方向性好、亮度高重点题型·归纳整合一、光的干涉1.产生干涉的条件:两列频率相同、相位差恒定、振动方向相同的光。2.产生亮暗条纹的条件:当Δs=kλ时出现亮条纹;当Δs=(2k+1)时出现暗条纹。(其中k=0,1,2,…)3.双缝干涉图样的特点:单色光照射时为间距相同的明暗相间的条纹,白光照射时为彩色条纹。4.双缝干涉法测量光的波长:相邻亮(或暗)条纹间距5.薄膜干涉(1)薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的光在光源这一侧干涉形成的。(2)肥皂薄膜上同一条纹上的点厚度相同,所以实验得到的条纹为横条纹。【例题1】在双缝干涉实验中,甲图为用绿光照射时的结果,a为中央亮条纹,a为相邻亮条纹;乙图为换用另一种单色光照射的结果,b为中央亮条纹,b为相邻亮条纹,两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等,下列说法正确的是()A.乙图可能是用红光照射,表明红光波长较长B.乙图可能是用紫光照射,表明紫光波长较长C.乙图可能是用紫光照射,表明紫光波长较短D.乙图可能是用红光照射,表明红光波长较短C解析由题图知甲图中条纹间距大,由Δy=λ可知,在l和d相同的情况下,Δy大,则λ大,所以乙图中所用单色光波长较短,因紫光比绿光波长短,故选项C正确。针对训练在薄膜干涉实验中,铁丝圈上附有肥皂膜,竖直放置,形成如图所示的肥皂膜侧视图,用黄色光从左侧照射薄膜,会观察到明暗相间的干涉条纹,则下列结论错误的是()A.实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样B.干涉条纹的分布上疏下密C.任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差不变D.若换用红光照射,则条纹间距将变大A解析薄膜干涉是前后两个面的反射光叠加产生的,应该从入射光的同侧观察,故A错误,符合题意;由于薄膜不是均匀增厚的,从上到下薄膜增厚得越来越快,所以明暗相间的条纹不是等间距的,而是上疏下密,故B正确,不符合题意;任意相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差是个波长,故C正确,不符合题意;光波的干涉条纹间距满足,如果换成红光照射,则波长变长,相邻条纹间距变大,故D正确,不符合题意。二、几何光学与光的本性的结合几何光学和光的本性(例如干涉、衍射等)结合点是折射率n和光的频率f,n和f间虽然不存在公式关系,但它们的大小存在对应关系:频率f越大,折射率n越大,再由c=λf找出与波长的关系,由波长关系可联系双缝干涉、光的衍射等现象的应用。如表所示。各种色光特性的比较【例题2】(多选)半圆形玻璃砖横截面,AB为直径,O点为圆心。在该界面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖,两入射点到O点的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示,则a、b两束光()A.在同种均匀介质中传播,a光的传播速度大B.以相同的入射角从空气斜射入水中,b光的折射角大C.从同一介质以相同的入射角射向空气,若a光不能进入空气,则b光也不能进入空气D.分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距大ACD解析由于两束光的入射点到O点的距离相等,因此它们在半圆边界上的入射角相同,由于b光发生全反射,而a光能够折射,说明b光的全反射临界角小于a光的全反射临界角,由n=可知,b光在介质中的折射率大于a光的折射率,b光的频率比a光的频率高,由可知,在同种介质中a光的传播速度大,故A项正确;以相同的入射角从空气斜射入水中,b光的折射程度大,折射角小,故B项错误;由于b光全反射临界角小,故C项正确;通过同一双缝干涉装置,频率低的波长长,干涉条纹间距大,故D项正确。