第二節(jié)---光的波動(dòng)性

1、人類(lèi)對(duì)于光的本性的認(rèn)識(shí)歷程人類(lèi)對(duì)于光的本性的認(rèn)識(shí)歷程:EhPh粒子性粒子性波動(dòng)性波動(dòng)性普朗克常量普朗克常量學(xué)說(shuō)學(xué)說(shuō)代表人物代表人物主要內(nèi)容主要內(nèi)容微粒說(shuō)微粒說(shuō)牛頓牛頓光是從光源發(fā)出的光是從光源發(fā)出的物質(zhì)微粒物質(zhì)微粒波動(dòng)說(shuō)波動(dòng)說(shuō)惠更斯惠更斯光是一種波光是一種波電磁說(shuō)電磁說(shuō)麥克斯韋提出麥克斯韋提出赫茲驗(yàn)證赫茲驗(yàn)證光是電磁波光是電磁波光子說(shuō)光子說(shuō)愛(ài)因斯坦愛(ài)因斯坦光是由光子組成的光是由光子組成的練習(xí)：練習(xí)：人類(lèi)對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了曲折的過(guò)程人類(lèi)對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了曲折的過(guò)程.下列關(guān)下列關(guān)于光的本性的陳述符合科學(xué)規(guī)律或歷史事實(shí)的是于光的本性的陳述符合科學(xué)規(guī)律或歷史事實(shí)的是( )A.牛頓的牛頓的”微粒

2、說(shuō)微粒說(shuō)”與愛(ài)因斯坦的與愛(ài)因斯坦的”光子說(shuō)光子說(shuō)”本質(zhì)上本質(zhì)上是一樣的是一樣的B.光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)顯示了光具有波動(dòng)性光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)顯示了光具有波動(dòng)性C.麥克斯韋預(yù)言了光是一種電磁波麥克斯韋預(yù)言了光是一種電磁波D.光具有波粒二象性光具有波粒二象性哪些現(xiàn)象證明光有波動(dòng)性？哪些現(xiàn)象證明光有波動(dòng)性？ 干涉、衍射、偏振干涉、衍射、偏振哪些現(xiàn)象證明光有粒子性？哪些現(xiàn)象證明光有粒子性？ 光電效應(yīng)光電效應(yīng)BCD紅紅光光亮紋、暗紋怎么亮紋、暗紋怎么形成的？形成的？亮紋：加強(qiáng)點(diǎn)亮紋：加強(qiáng)點(diǎn) = n暗紋：減弱點(diǎn)暗紋：減弱點(diǎn) =（2n-1)/2干涉（相干）的干涉（相干）的條件？條件？頻率相同頻率相同振動(dòng)方向相同振動(dòng)

3、方向相同相位差穩(wěn)定相位差穩(wěn)定x x Ld一一.光的干涉光的干涉215xxx dL12 34 5 61x2xLxd x5 干涉條紋的寬度與哪些量有關(guān)？什么關(guān)系？干涉條紋的寬度與哪些量有關(guān)？什么關(guān)系？相鄰亮紋（暗紋）間的距離：相鄰亮紋（暗紋）間的距離：?jiǎn)螁紊夤獾牡碾p雙縫縫干干涉涉實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)xx 紅紅紫紫Lxd 紅紅紫紫scftTff 紅紅紫紫條紋的特點(diǎn)？條紋的特點(diǎn)？d=0.18mmd=0.36mmd=0.36mmd=0.36mm例題：（例題：（1997年高考全國(guó)卷）年高考全國(guó)卷）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中

4、的一縫前放一紅色濾光了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過(guò)紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只片（只能透過(guò)紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過(guò)綠光），這時(shí)能透過(guò)綠光），這時(shí)A只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其它顏色的雙只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其它顏色的雙縫干涉條紋消失縫干涉條紋消失B紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其它顏色的雙紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其它顏色的雙縫干涉條紋依然存在縫干涉條紋依然存在C任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮光亮 D屏上無(wú)任何光亮屏上無(wú)任何光亮C例題：例題：(06全國(guó)全國(guó)1)利用圖中裝置

5、研究雙縫干涉現(xiàn)象時(shí)，有下面幾種說(shuō)法利用圖中裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時(shí)，有下面幾種說(shuō)法A將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄B將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬C將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬D換一個(gè)兩縫間距較大的雙縫，干涉條紋間距變窄換一個(gè)兩縫間距較大的雙縫，干涉條紋間距變窄E去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失其中正確的是其中正確的是 遮光筒遮光筒 屏屏白熾燈白熾燈 濾光片濾光片 單縫單縫 雙縫雙縫ABD雙縫干涉實(shí)驗(yàn)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)例題例題.用單

6、色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。如果光屏上用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。如果光屏上P點(diǎn)到點(diǎn)到雙縫的距離之差雙縫的距離之差2.25m，則用，則用0.50m的綠光產(chǎn)生干涉的綠光產(chǎn)生干涉條紋時(shí)，條紋時(shí)，P點(diǎn)出現(xiàn)的是點(diǎn)出現(xiàn)的是_條紋。如用波長(zhǎng)條紋。如用波長(zhǎng)0.75m的的紅光進(jìn)行干涉實(shí)驗(yàn)，則紅光進(jìn)行干涉實(shí)驗(yàn)，則P點(diǎn)出現(xiàn)的是點(diǎn)出現(xiàn)的是_條紋。（填條紋。（填“明明”或或“暗暗”）例題：用單色光照射雙縫，在屏上觀察到明暗交替的例題：用單色光照射雙縫，在屏上觀察到明暗交替的條紋，若要使條紋間距變大，應(yīng)（條紋，若要使條紋間距變大，應(yīng)（ ）A用頻率較大的單色光用頻率較大的單色光B用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的單色光用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的單色光C減小雙縫至屏

7、的距離減小雙縫至屏的距離D增大雙縫之間的距離增大雙縫之間的距離答案：暗，明答案：暗，明B薄膜干涉薄膜干涉 在肥皂膜中火焰的像是什么樣的？（橫豎在肥皂膜中火焰的像是什么樣的？（橫豎?） 形成這種像的原因是什么？（重力、干涉）形成這種像的原因是什么？（重力、干涉） 薄膜干涉與雙縫干涉的共同點(diǎn)是什么？薄膜干涉與雙縫干涉的共同點(diǎn)是什么？ 在肥皂膜后面看得見(jiàn)干涉圖樣嗎？為什么？在肥皂膜后面看得見(jiàn)干涉圖樣嗎？為什么？ 生活中的哪些現(xiàn)象是薄膜干涉？生活中的哪些現(xiàn)象是薄膜干涉？ 肥皂膜、油膜、空氣隙、牛頓環(huán)、增透膜肥皂膜、油膜、空氣隙、牛頓環(huán)、增透膜明明暗暗明明空間關(guān)系空間關(guān)系形成過(guò)程形成過(guò)程前表面反射后表面

8、反射例題例題. .用單色光照射豎直放置的肥皂薄膜（用單色光照射豎直放置的肥皂薄膜（ ）A.A.看到的干涉圖樣是明暗相間的條紋看到的干涉圖樣是明暗相間的條紋; ;B.B.從光源發(fā)出的光與肥皂膜表面反射的光發(fā)生干涉，從光源發(fā)出的光與肥皂膜表面反射的光發(fā)生干涉，形成干涉圖樣。形成干涉圖樣。C.C.一束入射光從薄膜的前表面和后表面分別反射出來(lái)，一束入射光從薄膜的前表面和后表面分別反射出來(lái)，形成兩列波形成兩列波, ,這兩列波頻率相同這兩列波頻率相同, ,所以可以產(chǎn)生干涉所以可以產(chǎn)生干涉; ;D.D.若改用白光照射則看不到干涉條紋。若改用白光照射則看不到干涉條紋。AC目的：目的：加強(qiáng)薄膜干涉產(chǎn)生原因的理解

9、加強(qiáng)薄膜干涉產(chǎn)生原因的理解例題例題.圖中所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面圖中所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面是否平的裝置是否平的裝置.所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的的.檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個(gè)表面反檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個(gè)表面反射的光線疊加而成的射的光線疊加而成的?A. a的上表面和的上表面和b的下表面的下表面 B. a的上表面和的上表面和b的上表面的上表面C. a的下表面和的下表面和b的上表面的上表面 D. a的下表面和的下表面和b的下表面的下表面【C】檢查工件表面平整度檢查工件表面平整度例題：例題：(03上海）

10、上海）劈尖干涉是一種薄膜干涉劈尖干涉是一種薄膜干涉,其裝置如圖其裝置如圖1所示所示.將一塊平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)劈形空氣薄膜片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜.當(dāng)當(dāng)光垂直入光垂直入 射后，從上往下看到的干涉條紋如圖射后，從上往下看到的干涉條紋如圖2所示所示. 現(xiàn)若在圖現(xiàn)若在圖1裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋A變疏變疏B變密變密C不變不變D消失消失

11、【A】2h=K2h/=k/牛頓環(huán)：牛頓環(huán)： 是哪兩個(gè)表面反射光的干涉結(jié)是哪兩個(gè)表面反射光的干涉結(jié)果？果？ 條紋間距有什么特點(diǎn)？條紋間距有什么特點(diǎn)？增透膜增透膜暗暗暗暗暗暗是哪兩個(gè)表面反射光的干涉結(jié)果？是哪兩個(gè)表面反射光的干涉結(jié)果？條紋間距有什么特點(diǎn)？條紋間距有什么特點(diǎn)？照相機(jī)鏡頭上涂有一層增透膜照相機(jī)鏡頭上涂有一層增透膜, ,增強(qiáng)了增強(qiáng)了綠光的透射能力綠光的透射能力, ,看上去呈淡紫色看上去呈淡紫色. . 則則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為A. A. 綠光在真空中波長(zhǎng)的綠光在真空中波長(zhǎng)的1/2.1/2.B. B. 綠光在增透膜中波長(zhǎng)的綠光在增透膜中波長(zhǎng)的1/2.1/2.C. C.

12、 綠光在真空中波長(zhǎng)的綠光在真空中波長(zhǎng)的1/4.1/4.D. D. 綠光在增透膜中波長(zhǎng)的綠光在增透膜中波長(zhǎng)的1/4.1/4.【D】薄膜應(yīng)用，理解產(chǎn)生薄膜干涉的原因薄膜應(yīng)用，理解產(chǎn)生薄膜干涉的原因二二. .單縫衍射單縫衍射衍射的裝置：衍射的裝置：明顯衍射條件：明顯衍射條件： 縫寬與光的波長(zhǎng)差不多或比光的波長(zhǎng)更短縫寬與光的波長(zhǎng)差不多或比光的波長(zhǎng)更短衍射條紋的特點(diǎn)衍射條紋的特點(diǎn)小圓孔小圓孔矩形孔矩形孔泊松亮斑泊松亮斑孔較大孔較大d=0.8mmd=0.4mmd=0.4mmd=0.4mm中央條紋寬且亮，兩側(cè)條紋亮且窄中央條紋寬且亮，兩側(cè)條紋亮且窄條紋寬度與光的波長(zhǎng)有什么關(guān)系？條紋寬度與光的波長(zhǎng)有什么關(guān)系？

13、 縫寬變窄，條紋變寬；波長(zhǎng)變長(zhǎng)，條紋變寬?？p寬變窄，條紋變寬；波長(zhǎng)變長(zhǎng)，條紋變寬。光的干涉條紋光的干涉條紋等間距等間距不等間距不等間距光的衍射條紋光的衍射條紋比較幾個(gè)圖樣特征比較幾個(gè)圖樣特征例題：某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，利用游標(biāo)卡尺兩例題：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)：點(diǎn)：A、若狹縫與燈絲平行，則衍射條紋與狹縫平行、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有關(guān)衍射條紋的疏密

14、程度與狹縫的寬度有關(guān)D、衍射條紋的間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)、衍射條紋的間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)ACD單縫衍射單縫衍射例題：例題：(2006(2006北京）北京）游游標(biāo)為標(biāo)為20分度（測(cè)量值可準(zhǔn)確到分度（測(cè)量值可準(zhǔn)確到0.05mm）的卡尺）的卡尺示 數(shù) 如 圖 所 示 ， 兩 測(cè) 角 間 狹 縫 的 寬 度 為示 數(shù) 如 圖 所 示 ， 兩 測(cè) 角 間 狹 縫 的 寬 度 為 mm用激光照射該狹縫，在屏上出現(xiàn)衍射條紋，用激光照射該狹縫，在屏上出現(xiàn)衍射條紋，如 果 減 小 狹 縫 的 寬 度 ， 衍 射 條 紋 的 寬 度如 果 減 小 狹 縫 的 寬 度 ， 衍 射 條 紋 的 寬 度將將 0.15，變寬，

15、變寬單縫衍射現(xiàn)象單縫衍射現(xiàn)象自然光自然光起偏器起偏器檢偏器檢偏器光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明：光是橫波。光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明：光是橫波。三三.光的偏振現(xiàn)象光的偏振現(xiàn)象例題：（例題：（07廣東）廣東）關(guān)于光的性質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是關(guān)于光的性質(zhì)，下列說(shuō)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(shuō)明光具有波動(dòng)性雙縫干涉說(shuō)明光具有波動(dòng)性C光在同種介質(zhì)種沿直線傳播光在同種介質(zhì)種沿直線傳播D光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是縱波光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是縱波BC 光的性質(zhì)光的性質(zhì) 光偏振現(xiàn)象的結(jié)論光偏振現(xiàn)象的結(jié)論例題例題6.(07全國(guó)全國(guó))如圖，如圖，P是一偏振片，是一偏振片，P的透振方向

16、（用帶箭頭的實(shí)線的透振方向（用帶箭頭的實(shí)線表示）為豎直方向。下列四種入射光束中哪幾種照射表示）為豎直方向。下列四種入射光束中哪幾種照射P時(shí)能在時(shí)能在P的另一側(cè)觀察到透射光？的另一側(cè)觀察到透射光？A、太陽(yáng)光、太陽(yáng)光 B、沿豎直方向振動(dòng)的光、沿豎直方向振動(dòng)的光C、沿水平方向振動(dòng)的光、沿水平方向振動(dòng)的光 D、沿與豎直方向成、沿與豎直方向成450角振動(dòng)的光角振動(dòng)的光 光束P ABD例題：（例題：（07江蘇）江蘇）光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波，下列現(xiàn)象中不能反映光光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波，下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是的偏振特性的是A、一束自然光相繼通過(guò)兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)、一束自然光相繼通過(guò)兩個(gè)

17、偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化B、一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光、一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光與折射光線之間的夾角恰好是與折射光線之間的夾角恰好是900時(shí)，反射光是偏振光時(shí)，反射光是偏振光C、日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝、日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振光片可以使景象更清晰上偏振光片可以使景象更清晰D、通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋、通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋D取材于教材，光的偏振取材于教材，光的偏振以波長(zhǎng)從小到大怎樣排列？頻率從低到高

18、怎樣排列？以波長(zhǎng)從小到大怎樣排列？頻率從低到高怎樣排列？無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、倫琴（無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、倫琴（x）射線、）射線、射線射線四四. .電磁波譜電磁波譜紅外線、紫外線紅外線、紫外線X X射線射線射線有什么特點(diǎn)？有什么射線有什么特點(diǎn)？有什么應(yīng)用？應(yīng)用？紅外線：熱效應(yīng)，夜視儀、遙感（溫度、適度）紅外線：熱效應(yīng)，夜視儀、遙感（溫度、適度）紫外線：消毒、促進(jìn)鈣的吸收、使熒光物質(zhì)發(fā)光紫外線：消毒、促進(jìn)鈣的吸收、使熒光物質(zhì)發(fā)光X X射線：透視、探傷射線：透視、探傷射線：探傷、保鮮、殺死不良細(xì)胞射線：探傷、保鮮、殺死不良細(xì)胞例題：（例題：（2010上海物理）上海物理）電磁波包含了電磁波包含了 射線、紅外線、紫外線、無(wú)線電波等，射