第二講 光的波動性

開始逐點清(一)光的干涉現(xiàn)象(基礎(chǔ)點速過)010203目錄逐點清(二)光的衍射現(xiàn)象(基礎(chǔ)點速過)逐點清(三)光的偏振(基礎(chǔ)點速過)第二講光的波動性|綱舉目張|·|精要回顧|

[微點判斷](1)光的顏色取決于折射率。

()(2)只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉。

()(3)在雙縫干涉實驗中，雙縫的作用是使白光變成單色光。

()(4)陽光下茂密的樹蔭中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的。

()(5)自然光是偏振光。

()(6)肥皂泡膜在陽光的照射下呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象。

()×√×××√|關(guān)鍵知能|·|升維學(xué)習(xí)|

逐點清(一)光的干涉現(xiàn)象(基礎(chǔ)點速過)(一)光的雙縫干涉[查明薄弱點]1．在雙縫干涉實驗中，屏上出現(xiàn)了明暗相間的條紋，則下列說法正確的是(

)A．中間條紋間距較兩側(cè)更寬B．不同色光形成的條紋完全重合C．雙縫間距離越大條紋間距離也越大D．遮住一條縫后屏上仍有明暗相間的條紋答案：D2．在如圖所示的雙縫干涉實驗中，使用波長λ為600nm的橙色光照射，在光屏中心P0點呈現(xiàn)亮條紋。若P0點上方的P點到S1、S2的路程差恰為λ，現(xiàn)改用波長為400nm的紫光照射，則

(

)A．P0和P都呈現(xiàn)亮條紋B．P0為亮條紋，P為暗條紋C．P0為暗條紋，P為亮條紋D．P0和P都呈現(xiàn)暗條紋答案：B

(二)光的薄膜干涉[查明薄弱點]3．如圖所示，將一塊平板玻璃放置在另一塊平板玻璃上，一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面間形成一個劈形空氣薄膜，當(dāng)紫光從上方入射后，從上往下看到明暗相間的等間距條紋，下列說法中正確的是

(

)A．條紋是光的衍射形成的，此現(xiàn)象可以說明光是一種波B．若抽去一張紙片，條紋變寬C．把紫光換成紅光，條紋變窄D．條紋是兩玻璃的上表面反射光疊加形成的答案：B

解析：條紋是光在劈形空氣薄膜干涉形成的，此現(xiàn)象可以說明光是一種波，A錯誤；若抽去一張紙片，同一位置的兩反射光的光程差減小，條紋變寬，B正確；把紫光換成紅光，紅光的波長比紫光的長，條紋變寬，C錯誤；條紋是光在劈形空氣薄膜的上表面和下表面的反射光疊加產(chǎn)生的，D錯誤。4．圖甲是用光的干涉法來檢查物體平面平整程度的裝置，其中A為標(biāo)準(zhǔn)平板，B為被檢查其平面平整程度的物體，C為入射光，圖乙和圖丙分別為兩次觀察到的干涉條紋，下列說法正確的是

(

)A．圖示條紋是由A的上表面反射光和B的上表面反射光發(fā)生干涉形成的B．當(dāng)A、B之間某處距離為入射光的半波長奇數(shù)倍時，對應(yīng)條紋是暗條紋C．若所觀察的條紋是圖乙，被檢查平面上有洞狀凹陷D．若所觀察的條紋是圖丙，被檢查平面上有溝狀凹陷答案：D

解析：薄膜干涉形成的條紋是膜的上下表面的反射光干涉產(chǎn)生，A錯誤；當(dāng)A、B之間某處距離為入射光半波長奇數(shù)倍時，上下反射面的光程差是這個距離的2倍即波長的奇數(shù)倍，對應(yīng)條紋是亮條紋，B錯誤；薄膜干涉是等厚干涉，即亮條紋處空氣膜的厚度相等，亮條紋向右彎曲說明被檢查平面上有凸起，C錯誤；題圖丙中亮條紋左偏說明被檢查平面上有溝狀凹陷，D正確。

[一站掃盲點]薄膜干涉的理解和應(yīng)用1．形成：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。光照射到薄膜上時，在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。3．應(yīng)用：干涉法檢查平面如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢查平面是平整光滑的，我們會觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢查平面不平整，則干涉條紋發(fā)生彎曲或間距發(fā)生變化。逐點清(二)光的衍射現(xiàn)象(基礎(chǔ)點速過)

對衍射現(xiàn)象的理解1．關(guān)于衍射，下列說法正確的是

(

)A．光的衍射現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光疊加后產(chǎn)生的結(jié)果B．雙縫干涉中只有干涉，沒有衍射C．一切波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D．影的存在是一個與衍射現(xiàn)象相矛盾的客觀事實答案：A

解析：光的衍射圖樣是光波的疊加現(xiàn)象，雙縫干涉中光通過三個狹縫時均發(fā)生衍射現(xiàn)象，一般來說既有干涉又有衍射，A正確，B錯誤。一切波都能發(fā)生衍射，但要發(fā)生明顯的衍射，需要滿足障礙物的尺寸小于或相當(dāng)于波長的條件，C、D錯誤。

干涉、衍射圖樣的比較2．(2022·山東等級考改編)某同學(xué)采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫S1、S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣。下列描述錯誤的是

(

)A．圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射B．遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C．照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D．照射兩條狹縫時，若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋答案：B

解析：由題圖可知，題圖乙中間部分是等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時，同時也發(fā)生衍射，故A正確；狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，題圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯誤；1．對光的衍射的理解(1)波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯。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。(2)衍射現(xiàn)象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長比障礙物小得多時，光才可以看作是沿直線傳播的。2．單縫衍射與雙縫干涉的比較

單縫衍射雙縫干涉不同點條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相同相同點干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋逐點清(三)光的偏振(基礎(chǔ)點速過)

對偏振光的理解1．如圖所示，兩光屏間放有兩個偏振片，它們四者平行共軸，現(xiàn)讓太陽光沿軸線通過光屏M上的小孔照射到固定不動的偏振片P上，再使偏振片Q繞軸勻速轉(zhuǎn)動一周，則關(guān)于光屏N上光的亮度變化情況，下列說法正確的是

(

)A．光屏N上光的亮度保持不變B．光屏N上只有一條亮線隨偏振片轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動C．光屏N上有兩條與偏振片P、Q透振方向?qū)?yīng)的亮線D．光屏N上光的亮度會時亮?xí)r暗答案：D解析：太陽光沿軸線通過光屏M上的小孔照射到固定不動的偏振片P上，再使偏振片Q繞軸勻速轉(zhuǎn)動一周，當(dāng)偏振片P與偏振片Q垂直時，光屏N上沒有亮度，則光屏N上光的亮度從亮到暗，再由暗到亮，所以光屏N上光的亮度會時亮?xí)r暗，故A、B錯誤，D正確；光屏N上不可能有兩條與偏振片P、Q透振方向?qū)?yīng)的亮線，故C錯誤。

光的偏振的應(yīng)用2．利用旋光儀這種儀器可以用來測量糖溶液的濃度，從而測定含糖量。其原理是：偏振光通過糖的水溶液后，若迎著射來的光線看，偏振方向會以傳播方向為軸線，旋轉(zhuǎn)一個角度θ，這一角度稱為“旋光角”，θ的值與糖溶液的濃度有關(guān)。將θ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，然后將被測樣品P置于A、B之間，則下列說法中錯誤的是

(

)A．到達(dá)O處光的強度會明顯減弱B．到達(dá)O處光的強度不會明顯減弱C．將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于θD．將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于θ答案：B解析：偏振光通過糖的水溶液后，若迎著射來的光線看，偏振方向會以傳播方向為軸線，旋轉(zhuǎn)一個角度θ，所以到達(dá)O處光的強度會明顯減弱，故A正確，B錯誤；將偏振片A或B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片A或B轉(zhuǎn)過的角度等于θ，故C、D正確。1．自然光與偏振光的比較類別自然光(非偏振光