【紅對(duì)勾】2012高考物理 光的波動(dòng)性課件

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1、 課時(shí)2光的波動(dòng)性知識(shí)點(diǎn)一光的干涉 知識(shí)回顧1雙縫干涉(1)干涉現(xiàn)象兩列光波在空間相遇時(shí)發(fā)生疊加，在某些區(qū)域總加強(qiáng)，在另外一些區(qū)域總減弱，從而出現(xiàn) 的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象明暗相間的條紋明暗相間的條紋(2)產(chǎn)生干涉的條件兩個(gè)振動(dòng)情況總是 的波源叫相干波源，只有 發(fā)出的光互相疊加，才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，在屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的亮暗相間的條紋2薄膜干涉(1)薄膜干涉的成因由薄膜的 反射的兩列光波疊加而成劈形薄膜干涉可產(chǎn)生 的條紋相同相同相干波源相干波源前、后表面前、后表面明暗相間明暗相間檢查平整程度：待檢平面和標(biāo)準(zhǔn)平面之間的楔形空氣薄膜，用單色光進(jìn)行照射，入射光從空氣膜的上、下表面反射出兩列光波，形成干涉條紋待檢

2、平面若是平的，空氣膜厚度相同的各點(diǎn)就位于同一條直線上，干涉條紋是平行的；反之，干涉條紋有 現(xiàn)象彎曲彎曲2薄膜干涉(1)當(dāng)光照在薄膜上時(shí)，從膜的前后表面各反射回一列光波，這兩列波即是頻率相同的相干光波，由于薄膜的厚度不同，這兩列光波的路程差不同當(dāng)路程差為光波波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，則為波峰與波峰相遇，波谷與波谷相遇，使光波的振動(dòng)加強(qiáng)，形成亮條紋；當(dāng)光波的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，則波峰與波谷相遇，光波的振動(dòng)減弱，形成暗條紋(2)相干光為薄膜前后兩個(gè)界面的反射光(3)圖樣特點(diǎn)：若單色光入射，出現(xiàn)亮暗相間的條紋(薄膜厚度相等的地方對(duì)應(yīng)同一級(jí)條紋)；若白光入射，出現(xiàn)彩色條紋，在同一級(jí)條紋中，從紫色到紅色對(duì)應(yīng)的

3、薄膜厚度從薄到厚注意：若用單色光實(shí)驗(yàn)，在屏上得到明暗相間的條紋；若用白光實(shí)驗(yàn)，中央是白色條紋，兩側(cè)是彩色條紋用同一實(shí)驗(yàn)裝置做干涉實(shí)驗(yàn)，紅光干涉條紋的間距最大，紫光干涉條紋間距最小，故可知紅光波長(zhǎng)大于紫光，紅光頻率小于紫光 基礎(chǔ)自測(cè)(2010江蘇高考)如圖1所示，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，激光的波長(zhǎng)為5.30107m，屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差為7.95107m，則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是_(選填“明條紋”或“暗條紋”)，現(xiàn)改用波長(zhǎng)為6.30107m的激光進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將_(選填“變寬”、“變窄”或“不變”)圖圖1圖圖1答案：暗條紋變寬知識(shí)點(diǎn)二光的衍射 知識(shí)回顧1光的

4、衍射現(xiàn)象光在遇到 時(shí)，偏離直線傳播方向而照射到 的現(xiàn)象叫做光的衍射2光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件當(dāng)孔或障礙物的尺寸比光波波長(zhǎng) ，或者跟波長(zhǎng) 時(shí)，光才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象障礙物障礙物陰影區(qū)域陰影區(qū)域小小差不多差不多3各種衍射圖樣(1)單縫衍射：中央為 ，兩側(cè)有明暗相間的條紋，但間距和亮度不同白光衍射時(shí)，中央仍為白光，最靠近中央的是 ，最遠(yuǎn)離中央的是 (2)圓孔衍射：明暗相間的不等距 (3)泊松亮斑：光照射到一個(gè) 的圓板后，在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑，這是光能發(fā)生衍射的有力證據(jù)之一亮條紋亮條紋紫光紫光紅光紅光圓環(huán)圓環(huán)半徑很小半徑很小 要點(diǎn)深化1光的干涉和光的衍射的關(guān)系(1)光的干涉和光的衍射都是光波疊

5、加的結(jié)果，只是干涉條紋是通過雙縫的兩束相干光的疊加，而衍射是通過單縫或三縫及更多縫的光相遇時(shí)疊加的結(jié)果在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光在通過其中的每個(gè)狹縫時(shí)，都會(huì)先發(fā)生衍射，而后衍射的光相遇再發(fā)生干涉因此，干涉中也有衍射(2)干涉和衍射的圖樣有相似之處，都是明暗相間的條紋只是干涉條紋中各條紋寬度和亮度都相同，而衍射條紋中各條紋寬度和亮度均不等，中央條紋最寬最亮2光的直線傳播與光的衍射的關(guān)系光的直線傳播只是一種特殊情況和近似說法光在沒有障礙物的均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的在障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大得多的情況下，衍射現(xiàn)象不明顯，也可以認(rèn)為光是沿直線傳播的在障礙物的尺寸可以與光的波長(zhǎng)相比，甚至比光的波長(zhǎng)還小時(shí)，衍射

6、現(xiàn)象十分明顯，這時(shí)就不能說光是沿直線傳播的了注意：不能誤認(rèn)為光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播規(guī)律光的直線傳播和光的衍射現(xiàn)象并不矛盾，它們是同一問題的兩個(gè)方面，在不同條件下分別表現(xiàn)出直線傳播或衍射兩種特性 基礎(chǔ)自測(cè)如圖2所示的4種明暗相間的條紋，分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮紋)則在下面的四個(gè)圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是()圖圖2A紅黃藍(lán)紫B紅紫藍(lán)黃C藍(lán)紫紅黃 D藍(lán)黃紅紫解析：雙縫干涉條紋平行等距，且波長(zhǎng)越大，條紋間距越大，而紅光波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng)，故第一幅圖為紅光，第三幅圖為藍(lán)光；又由于黃光波長(zhǎng)比紫光波

7、長(zhǎng)大，故第四幅圖為黃光的衍射圖樣，第二幅為紫光的衍射圖樣答案：B知識(shí)點(diǎn)三光的偏振 知識(shí)回顧1光的偏振：沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都相同的光叫 ， 通過 后只剩下沿某一方向振動(dòng)的光叫偏振光2光的偏振證明了光是一種 波自然自然光光自然光自然光偏振片偏振片橫橫 要點(diǎn)深化1自然光與偏振光的區(qū)別除了直接從光源發(fā)出的光外，日常生活中遇到的光大都是偏振光(1)自然光：在任意一個(gè)垂直于光傳播方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同(2)偏振光：在垂直于光波傳播方向的平面內(nèi)，只沿某一個(gè)特定方向振動(dòng)的光2偏振光的產(chǎn)生方式(1)自然光通過起偏器：通過兩個(gè)共軸的偏振片觀察自然光，第一個(gè)偏振片的作用是把自然光變成偏振光，叫起偏器第二

8、個(gè)偏振片的作用是檢驗(yàn)光是否為偏振光，叫檢偏器(2)自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上，如果光入射的方向合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是90時(shí)，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直注意：誤認(rèn)為偏振片就是刻有狹縫的薄片，偏振片并非刻有狹縫，而是具有一種特征，即存在一個(gè)偏振方向，只讓平行于該方向振動(dòng)的光通過，其他振動(dòng)方向的光被吸收了3偏振光的理論意義及應(yīng)用(1)理論意義：光的干涉和衍射現(xiàn)象充分說明了光是波，但不能確定光波是橫波還是縱波光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波(2)應(yīng)用：照相機(jī)鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等 基礎(chǔ)自測(cè)如圖3所示，讓燈光通過偏振片P，在偏振片P的后面再放置另一個(gè)偏振片Q，轉(zhuǎn)動(dòng)Q

9、觀察通過兩塊偏振片的透射光當(dāng)透射的光線最強(qiáng)時(shí)，記錄P、Q放置的位置關(guān)系，如果在這一位置處將P轉(zhuǎn)動(dòng)90，在Q的另一側(cè)觀察到的現(xiàn)象是()圖圖3A射出光線的強(qiáng)度保持不變B有光線射出，強(qiáng)度變?nèi)魿有光線射出，強(qiáng)度變強(qiáng)D無光線射出解析：由于光波為橫波，在透射的光線最強(qiáng)時(shí)，兩個(gè)偏振片P、Q的透振方向平行，當(dāng)偏振片P轉(zhuǎn)動(dòng)90后，兩個(gè)偏振片透振方向垂直能夠透射過P的光線不能夠透射過Q，所以在偏振片Q的另一側(cè)看不到任何光線答案：D題型一對(duì)雙縫干涉條件的理解例1如圖4所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1、S2距離之差為2.1106 m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)

10、驗(yàn)，問P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？圖圖4(1)已知A光在折射率為n1.5的介質(zhì)中波長(zhǎng)為4107 m.(2)已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為3.15107 m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為37.答案(1)暗條紋(2)亮條紋題后反思(1)這類題目的解題關(guān)鍵是看光的路程差是波長(zhǎng)的整數(shù)倍還是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，從而確定是明條紋還是暗條紋(2)實(shí)驗(yàn)裝置放在哪種介質(zhì)中就要用哪種介質(zhì)中的波長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算，不可張冠李戴本題中裝置是放在空氣中的，故要求出在空氣中的波長(zhǎng)變式11如圖5所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置當(dāng)使用波長(zhǎng)為6107 m的橙色光做實(shí)驗(yàn)時(shí)，光屏P點(diǎn)及其上方的P1點(diǎn)形成兩條相鄰的亮紋若使用波長(zhǎng)為4107 m的紫光重復(fù)上

11、述實(shí)驗(yàn)，在P點(diǎn)和P1點(diǎn)形成的明、暗紋情況是()AP和P1都是明紋BP是明紋，P1是暗紋CP是暗紋，P1是明紋DP和P1都是暗紋圖圖5解析：根據(jù)形成明暗條紋條件可知：無論換用哪種波長(zhǎng)的色光，PS1PS2，故P點(diǎn)總是明紋橙色光在P1點(diǎn)形成第一條明條紋，有P1S2P1S1n16107 m6107 m，這對(duì)紫光來說：P1S2P1S11.5紫，故P1為暗紋，正確選項(xiàng)為B.答案：B題型二對(duì)薄膜干涉的理解例2劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖6甲所示將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖6乙所示，干涉條紋有

12、如下特點(diǎn)：(1)任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定現(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋將如何變化？圖圖6解析光線在空氣膜的上、下表面上反射，并發(fā)生干涉，從而形成干涉條紋設(shè)空氣膜頂角為，d1、d2處為兩相鄰明條紋，如圖7所示，則兩處光的路程差分別為x12d1，x22d2.圖圖7答案變疏變式21登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射，否則將會(huì)嚴(yán)重地?fù)p害視力有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小對(duì)眼睛傷害的眼鏡他選用的薄膜材料的折射率為

13、n1.5，所要消除的紫外線的頻率為8.11014 Hz.那么他設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度至少是多少？答案：1.23107 m1在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果()A用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋B用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋C用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋D用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋解析：白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯(cuò)；B為紅光的雙縫干涉，圖樣為紅黑相間，故B正確；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉圖樣，C錯(cuò)；遮住一條狹縫時(shí)，紫光將發(fā)生單縫衍射，形成衍射圖樣，D正確答案：BD2用如圖8所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的薄膜

14、干涉現(xiàn)象圖a是點(diǎn)燃酒精燈(在燈芯上灑些鹽)，圖b是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢放置，觀察到的現(xiàn)象是()圖8A當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30B當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90C當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30D干涉條紋保持原來狀態(tài)不變解析：金屬絲圈在豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)，楔形薄膜形狀各處厚度形狀幾乎不變因此，形成的干涉條紋保持原狀態(tài)不變，D正確，ABC錯(cuò)誤答案：D3下列說法正確的是()A用分光鏡觀測(cè)光譜是利用光折射時(shí)的色散現(xiàn)象B用X光機(jī)透視人體是利用光電效應(yīng)C光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的干涉現(xiàn)象D門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的衍射

15、現(xiàn)象解析：B是利用X射線的穿透性，C是全反射現(xiàn)象，D是利用光的折射現(xiàn)象，B、C、D均錯(cuò)誤，只有A原理敘述正確答案：A4下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法正確的是()A在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大B以相同入射角從水中射向空氣，紫光能發(fā)生全反射，紅光也一定能發(fā)生全反射C紫光照射某金屬時(shí)有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時(shí)也一定有電子向外發(fā)射D拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度答案：A5(2009福建高考)光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是()A用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象B用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象C在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的色散現(xiàn)象 D光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象解析：本題考查反映光的波動(dòng)性特征的光學(xué)現(xiàn)象及其在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用；意在考查考生對(duì)基本知識(shí)的識(shí)記和應(yīng)用A項(xiàng)是利用薄膜干涉的原理，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣，是由于三棱鏡對(duì)不同頻率的光折射率不同而形成的色散現(xiàn)象，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射原理，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用了薄膜干涉的原理，正確答案：D