高中物理選修3-4知識(shí)點(diǎn)

徐州市銅山區(qū)茅村中學(xué)高二物理主備人：張貴洲2-一冊(cè)擁有別無所求，只要認(rèn)真研讀反復(fù)背誦，必能考出好成績?nèi)私贪嫖锢磉x修3-4知識(shí)點(diǎn)梳理主題內(nèi)容要求說明機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波1.簡諧運(yùn)動(dòng)Ⅰ簡諧運(yùn)動(dòng)只限于單擺和彈簧振子；簡諧運(yùn)動(dòng)公式只限于回復(fù)力公式；簡諧運(yùn)動(dòng)圖像只限于位移-時(shí)間圖像2.簡諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖像Ⅱ3.單擺、周期公式Ⅰ4.受迫振動(dòng)和共振Ⅰ5.機(jī)械波Ⅰ6.橫波和縱波Ⅰ7.橫波的圖像Ⅱ8.波速、波長和頻率（周期）的關(guān)系Ⅱ9.波的干涉和衍射現(xiàn)象Ⅰ10.多普勒效應(yīng)Ⅰ電磁振蕩與電磁波11.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)、電磁波及其傳播Ⅰ12.電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收Ⅰ13.電磁波譜Ⅰ光14.光的折射定律Ⅱ相對(duì)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Ⅰ16.全反射、光導(dǎo)纖維Ⅰ17.光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象Ⅰ相對(duì)論18.狹義相對(duì)論的基本假設(shè)Ⅰ19.質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系Ⅰ20.相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系式Ⅰ一、簡諧運(yùn)動(dòng)、簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式和圖象★★★★1、機(jī)械振動(dòng)★⑴定義：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(dòng)。⑵產(chǎn)生的條件：①回復(fù)力不為零；②阻力很小?；貜?fù)力：★★★⑴定義：使振動(dòng)物體回到平衡位置的力。⑵回復(fù)力是從力的效果命名的一種力，使物體產(chǎn)生回到平衡位置這個(gè)效果的力，它不是重力、彈力、摩擦力等之外另一種按照性質(zhì)命名的力。在具體問題中要注意分析什么力提供了回復(fù)力。=3\*GB2⑶回復(fù)力大小等于振動(dòng)方向上的合力，它可以由一個(gè)力單獨(dú)提供（如水平彈簧振子的回復(fù)力為彈簧的彈力），也可以由一個(gè)力的分力提供（如單擺的回復(fù)力由重力的切向分子提供），還可以由幾個(gè)力的合力提供（如豎直彈簧振子振動(dòng)時(shí)的回復(fù)力由重力跟彈簧的彈力的合力提供）3、簡諧運(yùn)動(dòng)：★★機(jī)械振動(dòng)中最簡單的一種理想化的振動(dòng)。對(duì)簡諧振動(dòng)可以從兩個(gè)方面進(jìn)行定義或理解：①如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖像是一條正弦曲線，這樣的振動(dòng)叫做簡諧運(yùn)動(dòng)。 ②如果質(zhì)點(diǎn)所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比，并且總是指向平衡位置，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng)。物體可以看做彈簧振子的條件(物理模型)：★★★⑴小球和桿之間的摩擦可以忽略⑵彈簧在質(zhì)量與小球相比可以忽略，以上兩個(gè)條件需同時(shí)具備。5、描述簡諧運(yùn)動(dòng)的物理量★★★★★研究振動(dòng)除了要用到位移、速度、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能等物理量以外，為適應(yīng)振動(dòng)特點(diǎn)還要引入一些新的物理量。⑴位移x：由平衡位置指向振動(dòng)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。⑵振幅A：做機(jī)械振動(dòng)的物體離開平衡位置的最大距離叫做振幅，單位米（m），振幅是標(biāo)量，表示振動(dòng)的強(qiáng)弱。振幅越大表示振動(dòng)的機(jī)械能越大，做簡揩振動(dòng)物體的振幅大小不影響簡揩振動(dòng)的周期和頻率。⑶周期T：振動(dòng)物體完成一次全振動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間叫做周期，單位秒（s）。.所謂全振動(dòng)是指物體從某一位置開始計(jì)時(shí)，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(dòng)。（理解全振動(dòng)的過程！??！見要點(diǎn)6）⑷頻率f：振動(dòng)物體單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)，單位赫茲（Hz）⑸角頻率ω：角頻率也叫角速度、圓頻率，即圓周運(yùn)動(dòng)物體單位時(shí)間轉(zhuǎn)過的弧度數(shù)。T.⑹相位：表示簡諧運(yùn)動(dòng)快慢步調(diào)的物理量。⑺振幅A，周期T，相位，初相6、研究簡諧振動(dòng)規(guī)律的幾個(gè)思路：★★★★★ ⑴用動(dòng)力學(xué)方法研究，受力特征：回復(fù)力F=-kx；加速度，簡諧振動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng)。在平衡位置時(shí)速度最大，加速度為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大。 ⑵用運(yùn)動(dòng)學(xué)方法研究：簡諧振動(dòng)的速度、加速度、位移都隨時(shí)間作正弦或余弦規(guī)律的變化。 ⑶用圖象法研究：熟練掌握用位移時(shí)間圖象來研究簡諧振動(dòng)有關(guān)特征是本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)之一。 ⑷從能量角度進(jìn)行研究：簡諧振動(dòng)過程，系統(tǒng)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，總機(jī)械能守恒，振動(dòng)能量和振幅有關(guān)。振動(dòng)物體位移x回復(fù)力F加速度a速度v勢(shì)能Ep動(dòng)能Ek位置方向大小方向大小方向大小方向大小平衡位置O000最大0最大平衡位置O最大位移A向A變大向O變大向O變大向A變小變大變小最大位移A向A最大向O最大向O最大0最大0最大位移A平衡位置O向A變小向O變小向O變小向O變大變小變大7、簡諧運(yùn)動(dòng)圖象描述振動(dòng)的物理量★★★1．直接描述量：①振幅A；②周期T；③任意時(shí)刻的位移t.2．間接描述量：①頻率f：②角速度：3．從振動(dòng)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(dòng)的特點(diǎn)是周期性。在回復(fù)力的作用下，物體的運(yùn)動(dòng)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(dòng)；在時(shí)間上有周期性，即每經(jīng)過一定時(shí)間，運(yùn)動(dòng)就要重復(fù)一次。我們能否利用振動(dòng)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(dòng)圖象的物理意義，才能進(jìn)一步判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。小結(jié)l單擺二、單擺的周期與擺長的關(guān)系（實(shí)驗(yàn)、探究）★★★★8、單擺（物理模型）：★★★指在一條不可伸長的，又沒有質(zhì)量的細(xì)線的下端系一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球所形成的裝置。實(shí)際擺視為單擺條件：擺線質(zhì)量不計(jì)，擺線不可伸長，擺球直徑小于擺線長度。單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的條件：若單擺的擺角θ≤50時(shí)。9、單擺周期公式★★★★★： ①簡諧振動(dòng)物體的周期和頻率是由振動(dòng)系統(tǒng)本身的條件決定的。②單擺周期公式中的l是指擺動(dòng)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，由單擺所在的空間位置決定，還由單擺系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定。單擺測(cè)定重力加速度★★★★單擺周期公式變形只要測(cè)出單擺的擺長和振動(dòng)周期，就可以測(cè)出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取榱藴p少實(shí)驗(yàn)誤差可以多測(cè)幾組數(shù)據(jù)求平均值，也可以畫出的圖像（即以T2為橫坐標(biāo)，l為縱坐標(biāo)，圖像為過原點(diǎn)的傾斜直線）求出斜率，從而可以得出g。單擺周期的測(cè)量通常選擇最低點(diǎn)作為計(jì)時(shí)的開始與終止更好。用所測(cè)時(shí)間除全振動(dòng)的次數(shù)。11、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：★★★★選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)而不易伸長的線單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動(dòng)中發(fā)生擺線下滑，擺長改變的現(xiàn)象。應(yīng)以擺球通過最低位置時(shí)開始計(jì)時(shí)為好。共振曲線，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，振動(dòng)的振幅最大三、受迫振動(dòng)和共振★★★★共振曲線，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，振動(dòng)的振幅最大12、物體在周期性外力作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。受迫振動(dòng)的規(guī)律是：物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，而跟物體固有頻率無關(guān)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率跟物體固有頻率相等時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。共振是受迫振動(dòng)的一種特殊情況。四、機(jī)械波橫波和縱波橫波的圖象★★★★13、機(jī)械波：★★機(jī)械振動(dòng)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(gè)：一是要有做機(jī)械振動(dòng)的物體作為波源，二是要有能夠傳播機(jī)械振動(dòng)的介質(zhì)。14、橫波和縱波：★★質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的叫橫波。質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)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。15、機(jī)械波的特點(diǎn)：★★⑴每一質(zhì)點(diǎn)都以它的平衡位置為中心做簡振振動(dòng)；后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是落后于帶動(dòng)它的前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。⑵波只是傳播運(yùn)動(dòng)形式（振動(dòng)）和振動(dòng)能量，介質(zhì)并不隨波遷移。16、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(shí)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(dòng)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(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“某一時(shí)刻”的位移，振動(dòng)圖象則表示介質(zhì)中“某個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“各個(gè)時(shí)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★★★★17、★★★★⑴波長λ：兩個(gè)相鄰的、在振動(dòng)過程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的x相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長。振動(dòng)在一個(gè)周期內(nèi)在介質(zhì)中傳播的距離等于波長。 ⑵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。 ⑶波速v：單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)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=λf.波的衍射六、波的干涉和衍射★★★★波的衍射18、★★★★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(dòng)加強(qiáng)，使某些區(qū)域振動(dòng)減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)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。19、★★★★穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象中，振動(dòng)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。某點(diǎn)到二波源程波差是波長整數(shù)倍時(shí)振動(dòng)增強(qiáng)，是半波長奇數(shù)倍時(shí)振動(dòng)減弱。干涉和衍射是波所特有的現(xiàn)象。振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)的振動(dòng)總是加強(qiáng)，但并不是始終處于波峰或波谷，他們都在平衡位置附近振動(dòng)，有的時(shí)刻位移為零，只是振幅為兩列波的振幅之和，顯得振動(dòng)劇烈。波的干涉七、多普勒效應(yīng)★★波的干涉20多普勒效應(yīng)：★由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，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。21.多普勒效應(yīng)的成因：★★聲源完成一次全振動(dòng)，向外發(fā)出一個(gè)波長的波，頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)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(shí)間接收到的完全波的個(gè)數(shù)決定的。22.★★★多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過程共有的特征，不僅機(jī)械波，電磁波和光波也會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)。23多普勒效應(yīng)的應(yīng)用:★①現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上使用的胎心檢測(cè)器、血流測(cè)定儀②根據(jù)汽笛聲判斷火車的運(yùn)動(dòng)方向和快慢，以炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈的飛行方向等。③紅移現(xiàn)象八、電磁波及其應(yīng)用、電磁波譜★★24、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論★★1、電磁場(chǎng)理論的核心之一：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)◎理解：①均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定電場(chǎng)②非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化電場(chǎng)2、電磁場(chǎng)理論的核心之二：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)◎理解：①均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定磁場(chǎng)；②非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化磁場(chǎng)25、電磁波1、電磁場(chǎng)：如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場(chǎng),那么這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng);這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng),變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)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(chǎng)這個(gè)過程可以用下圖表達(dá)。2、電磁波：電磁場(chǎng)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(chǎng)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26、赫茲的電火花赫茲證實(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。27、電磁波（譜）及其應(yīng)用★⑴電磁波譜電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線γ射線⑵電磁波的應(yīng)用：電視2、雷達(dá)工作原理3、手機(jī)28、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(dòng)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3.0×108，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速和波長不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還與頻率有關(guān)．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)，進(jìn)行對(duì)人體的透視和檢查部件的缺陷；γ射線的穿透本領(lǐng)更大，如探傷，測(cè)厚或用γ刀進(jìn)行手術(shù)。九、光的折射定律折射率★★★★★29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(gè)比例常數(shù)，就有折射率：光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，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(duì)不同的介質(zhì)來說，這個(gè)常數(shù)n是不同的．這個(gè)常數(shù)n跟介質(zhì)有關(guān)系，是一個(gè)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(shí)的折射率，叫做該種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，也簡稱為某種介質(zhì)的折射率.十、測(cè)定玻璃的折射率（實(shí)驗(yàn)、探究）★★★★30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=sinα/sinγ注意事項(xiàng)：手拿玻璃磚時(shí)，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，玻璃磚與白紙的相對(duì)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(gè)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(cè)量角度的誤差。十一、光的全反射光導(dǎo)纖維★★★31全反射現(xiàn)象★★★：當(dāng)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí),折射角大于入射角.當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí),折射角等于90°，此時(shí)，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：①定義:光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí),折射角等于90°時(shí)的入射角，叫做臨界角.②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(shí)，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★★★★★32、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(dòng)方向一致的相干光源，才能產(chǎn)生光的干涉。由兩個(gè)普通獨(dú)立光源發(fā)出的光，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Δx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。PP2P1激S1光S2P0屏①在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果用紅色濾光片遮住一個(gè)狹縫S1，再用綠濾光片遮住另一個(gè)狹縫S2，當(dāng)用白光入射時(shí)，屏上是否會(huì)產(chǎn)生雙縫干涉圖樣？這時(shí)在屏上將會(huì)出現(xiàn)紅光單縫衍射光矢量和綠光單縫衍射光矢量振動(dòng)的疊加。由于紅光和綠光的頻率不同，因此它們?cè)谄辽席B加時(shí)不能產(chǎn)生干涉，此時(shí)屏上將出現(xiàn)混合色二單縫衍射圖樣。②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(huì)不會(huì)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(shí)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(huì)變暗。③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。33、薄膜干涉及其應(yīng)用★★★★★(1)原理①干涉法檢查精密部件的表面取一個(gè)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(gè)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(huì)看到干涉條紋，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(duì)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(shí)才能使P與Q處深度相同。同理可以判斷與M對(duì)應(yīng)的B處為凸起。②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(gè)表面上反射光的路程差等于半個(gè)波長時(shí)，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(shí)，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(duì)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(shí)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。34、光的衍射★★★★★ ⑴現(xiàn)象：①單縫衍射a)單色光入射單縫時(shí)，出現(xiàn)明暗相同不等距條紋，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(shí)，出現(xiàn)彩色條紋。②圓孔衍射：光入射微小的圓孔時(shí)，出現(xiàn)明暗相間不等距的圓形條紋③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⑵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(shí)，出現(xiàn)明顯的衍射現(xiàn)象 35、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(shí)不能發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)偏于一定方向．這種沿著各個(gè)方向振動(dòng)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(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)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(gè)偏振片P1（叫起偏器）后，相當(dāng)于被一個(gè)“狹縫”卡了一下，只有振動(dòng)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(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都