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1、.高中物理選修3-4全部知識點(diǎn)歸納主題內(nèi)容要求說明機(jī)械振動與機(jī)械波1.簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動只限于單擺和彈簧振子;簡諧運(yùn)動公式只限于回復(fù)力公式;簡諧運(yùn)動圖像只限于位移-時間圖像 。2.簡諧運(yùn)動的公式和圖像3.單擺、周期公式4.受迫振動和共振5.機(jī)械波6.橫波和縱波7.橫波的圖像8.波速、波長和頻率(周期)的關(guān)系9.波的干涉和衍射現(xiàn)象10.多普勒效應(yīng)電磁振蕩與電磁波11.變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場、電磁波及其傳播12.電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收13.電磁波譜光14.光的折射定律 相對折射率不做考試要求;光的干涉限于雙縫干涉、薄膜干涉。15.折射率16.全反射、光導(dǎo)纖維17.光的干涉、衍射和偏
2、振現(xiàn)象相對論18.狹義相對論的基本假設(shè)19.質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系20.相對論質(zhì)能關(guān)系式一、簡諧運(yùn)動、簡諧運(yùn)動的表達(dá)式和圖象1、機(jī)械振動: 物體(或物體的一部分)在某一中心位置兩側(cè)來回做往復(fù)運(yùn)動,叫做機(jī)械振動。機(jī)械振動產(chǎn)生的條件是:回復(fù)力不為零;阻力很小。使振動物體回到平衡位置的力叫做回復(fù)力,回復(fù)力屬于效果力,在具體問題中要注意分析什么力提供了回復(fù)力。2、簡諧振動: 在機(jī)械振動中最簡單的一種理想化的振動。對簡諧振動可以從兩個方面進(jìn)行定義或理解:物體在跟位移大小成正比,并且總是指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動,叫做簡諧振動。物體的振動參量,隨時間按正弦或余弦規(guī)律變化的振動,叫做簡諧振動,3、描述振動
3、的物理量研究振動除了要用到位移、速度、加速度、動能、勢能等物理量以外,為適應(yīng)振動特點(diǎn)還要引入一些新的物理量。位移x:由平衡位置指向振動質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段叫做位移。位移是矢量,其最大值等于振幅。振幅A:做機(jī)械振動的物體離開平衡位置的 最大距離叫做振幅,振幅是標(biāo)量,表示振動的強(qiáng)弱。振幅越大表示振動的機(jī)械能越大,做簡揩振動物體的振幅大小不影響簡揩振動的周期和頻率。周期T:振動物體完成一次余振動所經(jīng)歷的時間叫做周期。所謂全振動是指物體從某一位置開始計(jì)時,物體第一次以相同的速度方向回到初始位置,叫做完成了一次全振動。頻率f:振動物體單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)。角頻率:角頻率也叫角速度,即圓周運(yùn)動物體
4、單位時間轉(zhuǎn)過的弧度數(shù)。引入這個參量來描述振動的原因是人們在研究質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動的射影的運(yùn)動規(guī)律時,發(fā)現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)射影做的是簡諧振動。因此處理復(fù)雜的簡諧振動問題時,可以將其轉(zhuǎn)化為勻速圓周運(yùn)動的射影進(jìn)行處理,這種方法高考大綱不要求掌握。周期、頻率、角頻率的關(guān)系是:,T.相位:表示振動步調(diào)的物理量。4、研究簡諧振動規(guī)律的幾個思路:用動力學(xué)方法研究,受力特征:回復(fù)力F =- kx;加速度,簡諧振動是一種變加速運(yùn)動。在平衡位置時速度最大,加速度為零;在最大位移處,速度為零,加速度最大。用運(yùn)動學(xué)方法研究:簡諧振動的速度、加速度、位移都隨時間作正弦或余弦規(guī)律的變化,這種用正弦或余弦表示的公式法在高中階段不要求學(xué)
5、生掌握。用圖象法研究:熟練掌握用位移時間圖象來研究簡諧振動有關(guān)特征是本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)之一。從能量角度進(jìn)行研究:簡諧振動過程,系統(tǒng)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化,總機(jī)械能守恒,振動能量和振幅有關(guān)。5、簡諧運(yùn)動的表達(dá)式 振幅A,周期T,相位,初相6、簡諧運(yùn)動圖象描述振動的物理量1直接描述量:振幅A;周期T;任意時刻的位移t.2間接描述量:頻率f: 角速度:x-t圖線上一點(diǎn)的切線的斜率等于v3從振動圖象中的x分析有關(guān)物理量(v,a,F(xiàn)) l 單 擺簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)是周期性。在回復(fù)力的作用下,物體的運(yùn)動在空間上有往復(fù)性,即在平衡位置附近做往復(fù)的變加速(或變減速)運(yùn)動;在時間上有周期性,即每經(jīng)過一定時間,運(yùn)動就要重復(fù)一
6、次。我們能否利用振動圖象來判斷質(zhì)點(diǎn)x,F(xiàn),v,a的變化,它們變化的周期雖相等,但變化步調(diào)不同,只有真正理解振動圖象的物理意義,才能進(jìn)一步判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況。小結(jié):簡諧運(yùn)動的圖象是正弦或余弦曲線,與運(yùn)動軌跡不同。簡諧運(yùn)動圖象反應(yīng)了物體位移隨時間變化的關(guān)系。根據(jù)簡諧運(yùn)動圖象可以知道物體的振幅、周期、任一時刻的位移。二、單擺的周期與擺長的關(guān)系(實(shí)驗(yàn)、探究)單擺周期公式:上述公式是高考要考查的重點(diǎn)內(nèi)容之一。對周期公式的理解和應(yīng)用注意以下幾個問題:簡諧振動物體的周期和頻率是由振動系統(tǒng)本身的條件決定的。單擺周期公式中的l是指擺動圓弧的圓心到擺球重心的距離,一般也叫等效擺長。單擺周期公式中的g,由單擺所在的
7、空間位置決定,還由單擺系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)決定。所以g也叫等效重力加速度。由可知,地球表面不同位置、不同高度,不同星球表面g值都不相同,因此應(yīng)求出單擺所在地的等效g值代入公式,即g不一定等于9.8m/s2。單擺系統(tǒng)運(yùn)動狀態(tài)不同g值也不相同。例如單擺在向上加速發(fā)射的航天飛機(jī)內(nèi),設(shè)加速度為a,此時擺球處于超重狀態(tài),沿圓弧切線的回復(fù)力變大,擺球質(zhì)量不變,則重力加速度等效值g = g + a。再比如在軌道上運(yùn)行的航天飛機(jī)內(nèi)的單擺、擺球完全失重,回復(fù)力為零,則重力加速度等效值g = 0,周期無窮大,即單擺不擺動了。g還由單擺所處的物理環(huán)境決定。如帶小電球做成的單擺在豎直方向的勻強(qiáng)電場中,回復(fù)力應(yīng)是重力和豎直的
8、電場合力在圓弧切向方向的分力,所以也有g(shù)的問題。一般情況下g值等于擺球靜止在平衡位置時,擺線張力與擺球質(zhì)量的比值。共振曲線,當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時,振動的振幅最大三、受迫振動和共振物體在周期性外力作用下的振動叫受迫振動。受迫振動的規(guī)律是:物體做受迫振動的頻率等于策動力的頻率,而跟物體固有頻率無關(guān)。當(dāng)策動力的頻率跟物體固有頻率相等時,受迫振動的振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振。共振是受迫振動的一種特殊情況。四、機(jī)械波 橫波和縱波 橫波的圖象1、機(jī)械波:機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播過程叫機(jī)械波,機(jī)械波產(chǎn)生的條件有兩個:一是要有做機(jī)械振動的物體作為波源,二是要有能夠傳播機(jī)械振動的介質(zhì)。2、橫波和縱波:
9、質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向垂直的叫橫波。質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的叫縱波。氣體、液體、固體都能傳播縱波,但氣體和液體不能傳播橫波,聲波在空氣中是縱波,聲波的頻率從20到2萬赫茲。3、機(jī)械波的特點(diǎn):每一質(zhì)點(diǎn)都以它的平衡位置為中心做簡振振動;后一質(zhì)點(diǎn)的振動總是落后于帶動它的前一質(zhì)點(diǎn)的振動。波只是傳播運(yùn)動形式(振動)和振動能量,介質(zhì)并不隨波遷移。4、橫波的圖象:用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置,縱坐標(biāo)y表示某一時刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。簡諧波的圖象是正弦曲線,也叫正弦波。簡諧波的波形曲線與質(zhì)點(diǎn)的振動圖象都是正弦曲線,但他們的意義是不同的。波形曲線表示介質(zhì)中的“各個
10、質(zhì)點(diǎn)”在“某一時刻”的位移,振動圖象則表示介質(zhì)中“某個質(zhì)點(diǎn)”在“各個時刻”的位移。五、描述機(jī)械波的物理量波長、波速和頻率(周期)的關(guān)系 波長:兩個相鄰的、在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長。振動在一個周期內(nèi)在介質(zhì)中傳播的距離等于波長。頻率f:波的頻率由波源決定,在任何介質(zhì)中頻率保持不變。波速v:單位時間內(nèi)振動向外傳播的距離。波速的大小由介質(zhì)決定。波速與波長和頻率的關(guān)系:,v=f.波的衍射六、波的干涉和衍射衍射:波繞過障礙物或小孔繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。產(chǎn)生顯著衍射的條件是障礙物或孔的尺寸比波長小或與波長相差不多。干涉:頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強(qiáng),使某些區(qū)域振動減弱
11、,并且振動加強(qiáng)和振動減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象。產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件是:兩列波的頻率相同,相差恒定。穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象中,振動加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的空間位置是不變的,加強(qiáng)區(qū)的振幅等于兩列波振幅之和,減弱區(qū)振幅等于兩列波振幅之差。判斷加強(qiáng)與減弱區(qū)域的方法一般有兩種:一是畫峰谷波形圖,峰峰或谷谷相遇增強(qiáng),峰谷相遇減弱。二是相干波源振動相同時,某點(diǎn)到二波源程波差是波長整數(shù)倍時振動增強(qiáng),是半波長奇數(shù)倍時振動減弱。干涉和衍射是波所特有的現(xiàn)象。波的干涉七、多普勒效應(yīng) 1.多普勒效應(yīng):由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動,使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。是奧地利物理學(xué)家多普勒在1842年發(fā)現(xiàn)的。2.多普勒效應(yīng)的成因
12、:聲源完成一次全振動,向外發(fā)出一個波長的波,頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù),因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù),而觀察者聽到的聲音的音調(diào),是由觀察者接受到的頻率,即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的。3.多普勒效應(yīng)是波動過程共有的特征,不僅機(jī)械波,電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應(yīng)。4.多普勒效應(yīng)的應(yīng)用: 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上使用的胎心檢測器、血流測定儀等有許多都是根據(jù)這種原理制成。根據(jù)汽笛聲判斷火車的運(yùn)動方向和快慢,以炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈的飛行方向等。紅移現(xiàn)象:在20世紀(jì)初,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)許多星系的譜線有“紅移現(xiàn)象”,所謂“紅移現(xiàn)象”,就是整個光譜結(jié)構(gòu)向光譜紅色的一端偏移,這種現(xiàn)象
13、可以用多普勒效應(yīng)加以解釋:由于星系遠(yuǎn)離我們運(yùn)動,接收到的星光的頻率變小,譜線就向頻率變?。床ㄩL變大)的紅端移動。科學(xué)家從紅移的大小還可以算出這種遠(yuǎn)離運(yùn)動的速度。這種現(xiàn)象,是證明宇宙在膨脹的一個有力證據(jù)。八、電磁波及其應(yīng)用、電磁波譜 一、麥克斯韋電磁場理論1、電磁場理論的核心之一:變化的磁場產(chǎn)生電場在變化的磁場中所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的(渦旋電場)理解: 均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定電場 非均勻變化的磁場產(chǎn)生變化電場2、電磁場理論的核心之二:變化的電場產(chǎn)生磁場麥克斯韋假設(shè):變化的電場就像導(dǎo)線中的電流一樣,會在空間產(chǎn)生磁場,即變化的電場產(chǎn)生磁場理解:均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定磁場;非均勻變化的電場產(chǎn)生
14、變化磁場二、電磁波1、電磁場:如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場,那么這個變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場;這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場,變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的,形成不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁場這個過程可以用下圖表達(dá)。2、電磁波:電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波.3、電磁波的特點(diǎn):(1) 電磁波是橫波,電場強(qiáng)度E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B按正弦規(guī)律變化,二者相互垂直,均與波的傳播方向垂。(2)電磁波可以在真空中傳播,速度和光速相同。(3) 電磁波具有波的特性三、赫茲的電火花赫茲觀察到了電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象,他還測量出電磁
15、波和光有相同的速度.這樣赫茲證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論,赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波。電磁波(譜)及其應(yīng)用麥克斯韋計(jì)算出電磁波傳播速度與光速相同,說明光具有電磁本質(zhì),提出光就是一種電磁波。電磁波譜電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線射線產(chǎn)生機(jī)理在振蕩電路中,自由電子作周期性運(yùn)動產(chǎn)生原子的外層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的電磁波的應(yīng)用:1、電視:電視信號是電視臺先把影像信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢园l(fā)射的電信號 ,發(fā)射出去后被接收的電信號通過還原,被還原為光的圖象重現(xiàn)熒光屏。電子束把一幅圖象按照各點(diǎn)的明暗情況,逐點(diǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱不同的信號電流,通過天線把帶有圖象信
16、號的電磁波發(fā)射出去。2、雷達(dá)工作原理:利用發(fā)射與接收之間的時間差,計(jì)算出物體的距離。3、手機(jī):在待機(jī)狀態(tài)下,手機(jī)不斷的發(fā)射電磁波,與周圍環(huán)境交換信息。手機(jī)在建立連接的過程中發(fā)射的電磁波特別強(qiáng)。電磁波與機(jī)械波的比較:共同點(diǎn):都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象;它們波動的頻率都取決于波源的頻率;在不同介質(zhì)中傳播,頻率都不變 不同點(diǎn):機(jī)械波的傳播一定需要介質(zhì),其波速與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān),與波的頻率無關(guān)而電磁波本身就是一種物質(zhì),它可以在真空中傳播,也可以在介質(zhì)中傳播電磁波在真空中傳播的速度均為3.0108,在介質(zhì)中傳播時,波速和波長不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān),還與頻率有關(guān)不同電磁波產(chǎn)生的機(jī)理:無線電波是振蕩電路中自由電子作周
17、期性的運(yùn)動產(chǎn)生的;紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的;倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的;射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的。頻率(波長)不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同:紅外線主要作用是熱作用,可以利用紅外線來加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感;紫外線主要作用是化學(xué)作用,可用來殺菌和消毒;倫琴射線有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng),利用其穿透本領(lǐng)與物質(zhì)的密度有關(guān),進(jìn)行對人體的透視和檢查部件的缺陷;射線的穿透本領(lǐng)更大,在工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,如探傷,測厚或用刀進(jìn)行手術(shù)。九、光的折射定律 折射率光的折射定律,也叫斯涅耳定律:入射角的正弦跟折射角的正弦成正比如果用n12來表示這個比例常數(shù),就有折射率:光從一種介質(zhì)射入另
18、一種介質(zhì)時,雖然入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)n,但是對不同的介質(zhì)來說,這個常數(shù)n是不同的這個常數(shù)n跟介質(zhì)有關(guān)系,是一個反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量,我們把它叫做介質(zhì)的折射率定義式:(是光線在真空中與法線之間的夾角,是光線在介質(zhì)中與法線之間的夾角。)光從真空射入某種介質(zhì)時的折射率,叫做該種介質(zhì)的絕對折射率,也簡稱為某種介質(zhì)的折射率.十、測定玻璃的折射率(實(shí)驗(yàn)、探究)實(shí)驗(yàn)原理:如圖所示,入射光線AO由空氣射入玻璃磚,經(jīng)OO1后由O1B方向射出。作出法線NN1,則折射率n=sin/sin注意事項(xiàng):手拿玻璃磚時,不準(zhǔn)觸摸光潔的光學(xué)面,只能接觸毛面或棱,嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺畫玻璃磚的界面;實(shí)驗(yàn)過程中
19、,玻璃磚與白紙的相對位置不能改變;大頭針應(yīng)垂直地插在白紙上,且玻璃磚每一側(cè)的兩個大頭針距離應(yīng)大一些,以減小確定光路方向造成的誤差;入射角應(yīng)適當(dāng)大一些,以減少測量角度的誤差。十一、光的全反射 光導(dǎo)纖維 全反射現(xiàn)象:當(dāng)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時,折射角大于入射角.當(dāng)入射角增大到某一角度時,折射角等于90,此時,折射光完全消失入射光全部反回原來的介質(zhì)中,這種現(xiàn)象叫做全反射. 臨界角:定義:光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時,折射角等于90時的入射角,叫做臨界角.臨界角的計(jì)算: sinC=. 光導(dǎo)纖維:當(dāng)光線射到光導(dǎo)纖維的端面上時,光線就折射進(jìn)入光導(dǎo)纖維內(nèi),經(jīng)內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生多次全反射后,從光導(dǎo)纖維的另一
20、端面射出,而不從外套散逸,故光能損耗極小。十二、光的干涉、衍射和偏振 光的干涉(1)產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件:只有兩列光波的頻率相同,位相差恒定,振動方向一致的相干光源,才能產(chǎn)生光的干涉。由兩個普通獨(dú)立光源發(fā)出的光,不可能具有相同的頻率,更不可能存在固定的相差,因此,不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。(2)條紋寬度(或條紋間距) 相鄰兩條亮(暗)條紋的間距x為: 上式說明,兩縫間距離越小、縫到屏的距離越大,光波的波長越大,條紋的寬度就越大。當(dāng)實(shí)驗(yàn)裝置一定,紅光的條紋間距最大,紫光的條紋間距最小。這表明不同色光的波長不同,紅光最長,紫光最短。 P2 P1 激 S1光 S2 P0 屏幾個問題:在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,如果用紅
21、色濾光片遮住一個狹縫S1,再用綠濾光片遮住另一個狹縫S2,當(dāng)用白光入射時,屏上是否會產(chǎn)生雙縫干涉圖樣?這時在屏上將會出現(xiàn)紅光單縫衍射光矢量和綠光單縫衍射光矢量振動的疊加。由于紅光和綠光的頻率不同,因此它們在屏上疊加時不能產(chǎn)生干涉,此時屏上將出現(xiàn)混合色二單縫衍射圖樣。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,如果遮閉其中一條縫,則在屏上出現(xiàn)的條紋有何變化?原來亮的地方會不會變暗?如果遮住雙縫其中的一條縫,在屏上將由雙縫干涉條紋演變?yōu)閱慰p衍射條紋,與干涉條紋相比,這時單縫衍射條紋亮度要減弱,而且明紋的寬度要增大,但由于干涉是受衍射調(diào)制的,所以原來亮的地方不會變暗。雙縫干涉的亮條紋或暗條紋是兩列光波在光屏處疊加后加強(qiáng)或抵消
22、而產(chǎn)生的,這是否違反了能量守恒定律?暗條紋處的光能量幾乎是零,表明兩列光波疊加,彼此相互抵消,這是按照光的傳播規(guī)律,暗條紋處是沒有光能量傳到該處的原因,不是光能量損耗了或轉(zhuǎn)變成了其它形式的能量。同樣,亮條紋處的光能量比較強(qiáng),光能量增加,也不是光的干涉可以產(chǎn)生能量,而是按照波的傳播規(guī)律到達(dá)該處的光能量比較集中。雙縫干涉實(shí)驗(yàn)不違反能量守恒定律。(3)薄膜干涉及其應(yīng)用(1)原理干涉法檢查精密部件的表面取一個透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板,放在待檢查的部件表面并在一端墊一薄片,使樣板的平面與被檢查的平面間形成一個楔形空氣膜,用單色光從上面照射,入射光從空氣層的上下表面反射出兩列光形成相干光,從反射光中就會看到干涉條紋
23、,如圖2-3甲所示。如果被檢表面是平的,那么空氣層厚度相同的各點(diǎn)就位于一條直線上,產(chǎn)生的干涉條紋就是平行的(如圖2-3乙);如果觀察到的干涉條紋如圖2-3丙所示,A、B處的凹凸情況可以這樣分析:由丙圖知,P、Q兩點(diǎn)位于同一條亮紋上,故甲圖中與P、Q對應(yīng)的位置空氣層厚度相同。由于Q位于P的右方(即遠(yuǎn)離楔尖),如果被檢表面是平的,Q處厚度應(yīng)該比P處大,所以,只有當(dāng)A處凹陷時才能使P與Q處深度相同。同理可以判斷與M對應(yīng)的B處為凸起。增透膜是在透鏡、棱鏡等光學(xué)元件表面涂的一層氟化鎂薄膜。當(dāng)薄膜的兩個表面上反射光的路程差等于半個波長時,反射回來的光抵消。從而增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度。顯然增透膜的厚度應(yīng)該等于光
24、在該介質(zhì)中波長的1/4。由能量守恒可知,入射光總強(qiáng)度=反射光總強(qiáng)度+透射光總強(qiáng)度。光的強(qiáng)度由光的振幅決定。當(dāng)滿足增透膜厚度d=時,兩束反射光恰好實(shí)現(xiàn)波峰與波谷相疊加,實(shí)現(xiàn)干涉相消,使其合振幅接近于零,即反射光的總強(qiáng)度接近于零,從總效果上看,相當(dāng)于光幾乎不發(fā)生反射而透過薄膜,因而大大減少了光的反射損失,增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度。增透膜只對人眼或感光膠片上最敏感的綠光起增透作用。當(dāng)白光照到(垂直)增透膜上,綠光產(chǎn)生相消干涉,反射光中綠光的強(qiáng)度幾乎是零。這時其他波長的光(如紅光和紫光)并沒有被完全抵消。因此,增透膜呈綠光的互補(bǔ)色淡紫色。光的衍射現(xiàn)象:單縫衍射a) 單色光入射單縫時,出現(xiàn)明暗相同不等距條紋,
25、中間亮條紋較寬,較亮兩邊亮條紋較窄、較暗;b) 白光入射單縫時,出現(xiàn)彩色條紋。 圓孔衍射:光入射微小的圓孔時,出現(xiàn)明暗相間不等距的圓形條紋 泊松亮斑 光入射圓屏?xí)r,在園屏后的影區(qū)內(nèi)有一亮斑光發(fā)生衍射的條件:障礙物或孔的尺寸與光波波長相差不多,甚至此光波波長還小時,出現(xiàn)明顯的衍射現(xiàn)象光的偏振自然光:從普通光源直接發(fā)生的天然光是無數(shù)偏振光的無規(guī)則集合,所以直接觀察時不能發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)偏于一定方向這種沿著各個方向振動的光波的強(qiáng)度都相同的光叫自然光;太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光,包含著在垂直于傳播方向的平面內(nèi)沿一切方向振動的光,而且沿著各個方向振動的光波強(qiáng)度都相同,這種光都是自然光自然光通過第一個偏振片P1
26、(叫起偏器)后,相當(dāng)于被一個“狹縫”卡了一下,只有振動方向跟“狹縫”方向平行的光波才能通過自然光通過偏振片Pl后雖然變成了偏振光,但由于自然光中沿各個方向振動的光波強(qiáng)度都相同,所以不論晶片轉(zhuǎn)到什么方向,都會有相同強(qiáng)度的光透射過來再通過第二個偏振片P2(叫檢偏器)去觀察就不同了;不論旋轉(zhuǎn)哪個偏振片,兩偏振片透振方向平行時,透射光最強(qiáng),兩偏振片的透振方向垂直時,透射光最弱光的偏振現(xiàn)象在技術(shù)中有很多應(yīng)用例如拍攝水下的景物或展覽櫥窗中的陳列品的照片時,由于水面或玻璃會反射出很強(qiáng)的反射光,使得水面下的景物和櫥窗中的陳列品看不清楚,攝出的照片也不清楚如果在照相機(jī)鏡頭上加一個偏振片,使偏振片的透振方向與反射光的偏振方向垂直,就可以把這些反射光濾掉,而攝得清晰的照片;此外,還有立體電影、消除車燈眩光等等十三、激光的特性及應(yīng)用 激光,是“受激輻射光放大”的簡稱,它是用人工的方法產(chǎn)生的一種特殊的光激光是20世紀(jì)的一項(xiàng)重要發(fā)明,由于它有著普通光無法比擬的一些特性,已經(jīng)在廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用產(chǎn)生激光的裝置稱為激光器,它主要由三部分組成,即工作物質(zhì)、抽運(yùn)系統(tǒng)和光學(xué)諧振腔激光的特性:平行度非常好激光束的光線平行度極好,從地面上發(fā)射的一束極細(xì)的激光束,到達(dá)月球表面時,也只發(fā)散成直徑lm多的光斑,因此激光在地
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