高考物理復(fù)習(xí) 高效學(xué)習(xí)方略 132 光的波動性課件.ppt

一 光的干涉1 產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件 兩列光的相同 2 雙縫干涉 由同一光源發(fā)出的光經(jīng)兩狹縫后形成兩列相干光 兩相干光在交叉區(qū)外形成穩(wěn)定的干涉 明暗相間條紋 圖樣 頻率 1 明紋區(qū) 兩列相同的光到達(dá)某點(diǎn)的路程差為波長的倍時 光在該處 出現(xiàn) 2 暗紋區(qū) 兩列相同的光到達(dá)某點(diǎn)的路程差為半波長的奇數(shù)倍時 光在該處 出現(xiàn) 在用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時 中央為明紋 兩側(cè)為的干涉條紋 整數(shù) 相互加強(qiáng) 亮條紋 相互減弱 暗條紋 白色 不同顏色 3 薄膜干涉 1 概念 由薄膜反射的兩列光波疊加而成 2 圖樣 若入射光為單色光 可形成的干涉條紋 若入射光為白光 可形成彩色的干涉條紋 兩個面 亮暗相間 二 光的衍射1 產(chǎn)生明顯衍射的條件 障礙物或小孔的尺寸跟光波的波長 或比光波的波長 2 泊松亮斑 當(dāng)光照射到不透明的小圓板上時 在圓板的出現(xiàn)的亮斑 相近 小 后面的影子中 三 光的偏振1 光的偏振 自然光經(jīng)過后變成偏振光 偏振光可以發(fā)生偏振現(xiàn)象 光的偏振現(xiàn)象證明光是一種 2 激光 是人工產(chǎn)生的的光 它具有3個特點(diǎn) 偏振片 橫波 自然界中沒有 平行度好 高亮度 相干性 1 在做楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時 將其中的一條狹縫擋住 在屏上仍能觀察到明暗相間的條紋 此條紋 a 仍是原來的干涉條紋 只是亮度減弱了b 仍是干涉條紋 只是條紋寬度變窄了c 是衍射條紋d 無法確定是干涉條紋還是衍射條紋 解析c在做楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 將其中的一條狹縫擋住 則屏上出現(xiàn)的是單縫衍射條紋 與雙縫干涉條紋有明顯的不同 故只有c正確 a b d均錯誤 2 某同學(xué)以線狀白熾燈為光源 利用游標(biāo)卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后 總結(jié)出以下幾點(diǎn)結(jié)論 你認(rèn)為正確的是 a 若狹縫與燈絲平行 則衍射條紋與狹縫平行b 若狹縫與燈絲垂直 則衍射條紋與狹縫垂直c 衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度無關(guān)d 衍射條紋的間距與光的波長無關(guān) 解析a本題考查的是波的衍射規(guī)律 若狹縫與線狀燈絲平行 衍射條紋與狹縫平行且現(xiàn)象明顯 衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關(guān) 狹縫越小 條紋越疏 衍射條紋的間距與光的波長有關(guān) 波長越長 間距越大 故正確選項(xiàng)為a 3 在下列各組的兩個現(xiàn)象中都表現(xiàn)出光具有波動性的是 a 光的折射現(xiàn)象 色散現(xiàn)象b 光的反射現(xiàn)象 干涉現(xiàn)象c 光的衍射現(xiàn)象 偏振現(xiàn)象d 光的直線傳播現(xiàn)象 光電效應(yīng)現(xiàn)象解析c衍射 干涉現(xiàn)象是波的特有現(xiàn)象 而橫波具有偏振現(xiàn)象 均能反映波的波動性 所以c選項(xiàng)正確 4 2011 北京理綜 如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 用綠光照射單縫s時 在光屏p上觀察到干涉條紋 要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣 可以 a 增大s1與s2的間距b 減小雙縫屏到光屏的距離c 將綠光換為紅光d 將綠光換為紫光 5 關(guān)于立體電影 以下說法正確的是 a 觀眾戴上特制眼鏡是為了防止傷害眼睛b 這副眼鏡其實(shí)就是一對偏振方向互相垂直的偏振片c 戴上特制眼鏡的觀眾若只用一只眼睛看 銀幕上只是一片光亮無圖象d 產(chǎn)生立體視覺是因?yàn)槿说膬芍谎劬ν瑫r觀察物體時 形成的在視網(wǎng)膜上的像并不完全相同 解析bd觀看立體電影的偏振片實(shí)際上是一對偏振方向互相垂直的偏振片 若只用一只眼睛看 則收不到立體效果 只有用兩只眼睛看才能看到物體的不同側(cè)面的像 才有立體效果 b d正確 要點(diǎn)一光的干涉現(xiàn)象1 楊氏雙縫干涉 1 原理如圖所示 2 薄膜干涉 1 如圖所示 豎直的肥皂薄膜 由于重力的作用 形成上薄下厚的楔形 2 光照射到薄膜上時 在膜的前表面aa 和后表面bb 分別反射出來 形成兩列頻率相同的光波 并且疊加 1 只有相干光才能形成穩(wěn)定的干涉圖樣 2 單色光形成明暗相間的單色干涉條紋 白光形成彩色條紋 3 觀察薄膜干涉條紋時 應(yīng)該與光源處在薄膜的同一側(cè)觀察 例1 用某一單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時 已知雙縫間距離為0 25mm 在距離雙縫為1 2m處的光屏上 測得5條亮紋間的距離為7 5mm 1 求這種單色光的波長 2 若用這種單色光照射到增透膜上 已知增透膜對這種光的折射率為1 3 則增透膜的厚度應(yīng)取多少 答案 1 3 9 10 7m 2 7 5 10 8m 2010 江蘇單科 如圖所示 在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 激光的波長為5 30 10 7m 屏上p點(diǎn)距雙縫s1和s2的路程差為7 95 10 7m 則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是 填 明條紋 或 暗條紋 現(xiàn)改用波長為6 30 10 7m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 填 變寬 變窄 或 不變 解析由光的干涉規(guī)律 p處為振動減弱點(diǎn) 答案 暗條紋變寬 要點(diǎn)二光的衍射1 光的衍射 光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象 2 發(fā)生明顯衍射的條件 只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長相差不多 甚至比光的波長還小的時候 衍射現(xiàn)象才會明顯 3 衍射條紋的特點(diǎn) 1 單縫衍射 單色光的衍射圖樣為中間寬且亮的單色條紋 兩側(cè)是明暗相間的條紋 條紋寬度比中央窄且暗 白光的衍射圖樣為中間寬且亮的白條紋 兩側(cè)是漸窄且暗的彩色條紋 2 圓孔衍射 明暗相間的不等距圓環(huán) 3 泊松亮斑 圓盤衍射 當(dāng)光照到不透明的半徑很小的小圓盤上時 在圓盤的陰影中心出現(xiàn)的亮斑 在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán) 4 衍射與干涉的比較 5 干涉與衍射的本質(zhì)光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果 從本質(zhì)上講 衍射條紋的形成與干涉條紋的形成具有相似的原理 在衍射現(xiàn)象中 可以認(rèn)為從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波 它們在屏上疊加形成單縫衍射條紋 1 白光發(fā)生光的干涉 衍射和光的色散都可出現(xiàn)彩色條紋 但其光學(xué)本質(zhì)不同 2 區(qū)分干涉和衍射 關(guān)鍵是理解其本質(zhì) 實(shí)際應(yīng)用中可以從條紋寬度 條紋間距 亮度等方面加以區(qū)分 3 干涉和衍射是波的特性 波長越長 干涉和衍射現(xiàn)象越明顯 光在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象 只是明顯與不明顯的差別 例2 2011 上海 如圖 當(dāng)用激光照射直徑小于激光束的不透明圓盤時 在圓盤后屏上的陰影中心出現(xiàn)了一個亮斑 這是光的 填 干涉 衍射 或 直線傳播 現(xiàn)象 這一實(shí)驗(yàn)支持了光的 填 波動說 微粒說 或 光子說 解析亮斑繞到圓盤的陰影里去 這是光的衍射現(xiàn)象 衍射是波特有的現(xiàn)象 它支持了光的波動說 答案 衍射波動說 在光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)中可觀察到清晰的亮暗相間的圖樣 如圖四幅圖片中屬于光的單縫衍射圖樣的是 a 甲 丙b 乙 丙c 甲 丁d 乙 丁 解析d光的干涉圖樣是等間距的明暗相間條紋 而衍射條紋則是中央最寬最亮兩邊不等間距的條紋 故乙 丁是單縫衍射圖樣 選項(xiàng)d正確 要點(diǎn)三光的偏振1 光的偏振 光振動沿各個方向均勻分布的光叫自然光 光振動只沿著某個特定方向的光叫偏振光 只有橫波才有偏振現(xiàn)象 2 由自然光獲得偏振光的方法 1 讓自然光通過偏振片 2 讓自然光在介質(zhì)表面以適當(dāng)角度入射 相互垂直的反射光和折射光都為偏振光 3 偏振光的應(yīng)用 照相機(jī)鏡頭 立體電影 消除車燈眩光等 4 自然光和偏振光的比較表 1 偏振片并非刻有狹縫 而是其具有一種特性 即存在一個透振方向 只讓平行于該方向振動的光通過 其他振動方向的光被吸收了 2 自然光經(jīng)過偏振片后就變成了偏振光 3 平時我們所見的光 除直接從光源發(fā)出的光外 其余都是偏振光 例3 奶粉的碳水化合物 糖 的含量是一個重要指標(biāo) 可以用 旋光法 來測量糖溶液的濃度 從而鑒定含糖量 偏振光通過糖的水溶液后 偏振方向會相對于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個角度 這一角度 稱為 旋光度 的值只與糖溶液的濃度有關(guān) 將 的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較 就能確定被測樣品的含糖量了 如圖所示 s是自然光源 a b是偏振片 轉(zhuǎn)動b 使到達(dá)o處的光最強(qiáng) 然后將被測樣品p置于a b之間 1 偏振片a的作用是什么 2 偏振光證明了光是一種 3 以下說法中錯誤的是 a 到達(dá)o處光的強(qiáng)度會明顯減弱b 到達(dá)o處光的強(qiáng)度不會明顯減弱c 將偏振片b轉(zhuǎn)動一個角度 使得o處光強(qiáng)度最大 偏振片b轉(zhuǎn)過的角度等于 d 將偏振片a轉(zhuǎn)動一個角度 使得o處光強(qiáng)度最大 偏振片a轉(zhuǎn)過的角度等于 解析 1 自然光源不是偏振光 但當(dāng)自然光源經(jīng)過偏振片后 就變成了偏振光 因此偏振片a的作用是把自然光變成偏振光 2 偏振光證明了光是一種橫波 3 因?yàn)閍 b的透振方向一致 故a b間不放糖溶液時 自然光通過偏振片a后 變成偏振光 通過b后到o 當(dāng)在a b間加上糖溶液時 由于溶液的旋光作用 使通過a的偏振光的振動方向轉(zhuǎn)動了一定角度 不能再通過b 但當(dāng)b轉(zhuǎn)過一個角度 恰好使透振方向與經(jīng)過糖溶液后的偏振光振動方向一致時 o處光強(qiáng)又為最強(qiáng) 故b的旋轉(zhuǎn)角度即為糖溶液的旋光度 若偏振片b不動而將a旋轉(zhuǎn)一個角度 再經(jīng)糖溶液旋光后光的振動方向恰與b的透振方向一致 則a轉(zhuǎn)過的角度也為 故選項(xiàng)a c d正確 b錯誤 答案 見解析 規(guī)律方法 1 光的折射 光的干涉 光的衍射現(xiàn)象都能使太陽光呈現(xiàn)彩色 但產(chǎn)生的原理和彩色條紋的形狀都有區(qū)別 要注意加以識別 2 不能認(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 即存在一個偏振方向 只讓平行于該方向振動的光通過 其他振動方向的光被吸收了 本題的此裝置中a為起偏器 b為檢偏器 自然光通過a后會變?yōu)槠窆?當(dāng)轉(zhuǎn)動b時 到達(dá)o處的光強(qiáng)度會變化 如圖所示 p是一個偏振片 p的振動方向 用帶有箭頭的實(shí)線表示 為豎直方向 下列4種入射光束中 哪幾種照射p時能在p的另一側(cè)觀察到透射光 a 太陽光b 沿豎直方向振動的光c 沿水平方向振動的光d 沿與豎直方向成45 角振動的光 解析abd選項(xiàng)a和d中有部分光的振動方向和偏振片的振動方向相同 相同部分的光即可通過 選項(xiàng)b中 光沿豎直方向振動能夠全部通過偏振片 選項(xiàng)c中 光沿水平方向振動 不能通過偏振片 例 關(guān)于光的性質(zhì) 下列說法正確的是 a 光在介質(zhì)中的速度大于光在真空中的速度b 雙縫干涉說明光具有波動性c 光在同種介質(zhì)中沿直線傳播d 光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波 錯因剖析 沒有記住光學(xué)的基礎(chǔ)知識 特別是光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波 而不是說明光是縱波 正確解答 真空中光速最大 選項(xiàng)a錯誤 干涉現(xiàn)象 衍射現(xiàn)象 偏振現(xiàn)象都是波的特有屬性 選項(xiàng)b正確 光在透明的同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播 選項(xiàng)c錯誤 沒有透明的條件是不行的 偏振現(xiàn)象說明光是橫波 選項(xiàng)d錯誤 答案 b 1 如圖甲所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖 乙圖為用綠光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時 在屏上觀察到的條紋情況 a為中央亮條紋 丙圖為換用另一種顏色的單色光做實(shí)驗(yàn)時觀察到的條紋情況 a 為中央亮條紋 則以下說法正確的是 a 丙圖可能為用紅光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋 表明紅光波長較長b 丙圖可能為用紫光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋 表明紫光波長較長c 丙圖可能為用紫光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋 表明紫光波長較短d 丙圖可能為用紅光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋 表明紅光波長較短 2 某同學(xué)自己動手利用如圖所示器材 觀察光的干涉現(xiàn)象 其中 a為單縫屏 b為雙縫屏 c為像屏 當(dāng)他用一束陽光照射到a上時 屏c上并沒有出現(xiàn)干涉條紋 他移走b后 c上出現(xiàn)一窄亮斑 分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因 最大的可能是 a 單縫s太窄b 單縫s太寬c s到s1和s2距離不等d 陽光不能做光源 答案 b 3 在用單色平行光照射單縫觀察衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中 下列說法正確的是 a 縫越窄 衍射現(xiàn)象越顯著b 縫越寬 衍射現(xiàn)象越顯著c 照射光的波長越長 衍射現(xiàn)象越顯著d 照射光的頻率越高 衍射現(xiàn)象越顯著解析ac縫越窄 越容易滿足發(fā)生顯著衍射現(xiàn)象的條件 波長越長 即頻率越低 衍射越明顯 4 2010 上海高考 利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖甲 乙所示 則 a 圖甲 乙均顯示了波的干涉現(xiàn)象b 圖甲 乙均顯示了波的衍射現(xiàn)象c 圖甲顯示了波的干涉現(xiàn)象 圖乙顯示了波的衍射現(xiàn)象d 圖甲顯示了波的衍射現(xiàn)象 圖乙顯示了波的干涉現(xiàn)象解析d圖甲中可以看出只有一條狹縫 穿過水波發(fā)生明顯的衍射 圖乙