本章知識(shí)屬于物理光學(xué)范疇,包括光的干涉、衍射、偏振和激光的特點(diǎn)及其應(yīng)用。思考并回答下列問題:
頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同
路程差是波長的整數(shù)倍　
路程差是半波長的奇數(shù)倍
障礙物或孔的尺寸接近光的波長
一些明暗相間的條紋,中央條紋最寬、最
相干性好、單色性好、方向性好、亮度高
一、光的干涉1.產(chǎn)生干涉的條件:兩列頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同的光。2.產(chǎn)生亮暗條紋的條件:當(dāng)Δs=kλ時(shí)出現(xiàn)亮條紋;當(dāng)Δs=(2k+1) 時(shí)出現(xiàn)暗條紋。(其中k=0,1,2,…)3.雙縫干涉圖樣的特點(diǎn):單色光照射時(shí)為間距相同的明暗相間的條紋,白光照射時(shí)為彩色條紋。4.雙縫干涉法測量光的波長:相鄰亮(或暗)條紋間距
5.薄膜干涉(1)薄膜干涉中的條紋是從薄膜前、后兩個(gè)表面反射的光在光源這一側(cè)干涉形成的。(2)肥皂薄膜上同一條紋上的點(diǎn)厚度相同,所以實(shí)驗(yàn)得到的條紋為橫條紋。
例題1　在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,甲圖為用綠光照射時(shí)的結(jié)果,a為中央亮條紋,a'為相鄰亮條紋;乙圖為換用另一種單色光照射的結(jié)果,b為中央亮條紋,b'為相鄰亮條紋,兩次實(shí)驗(yàn)中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等,下列說法正確的是(　　)A.乙圖可能是用紅光照射,表明紅光波長較長B.乙圖可能是用紫光照射,表明紫光波長較長C.乙圖可能是用紫光照射,表明紫光波長較短D.乙圖可能是用紅光照射,表明紅光波長較短
解析 由題圖知甲圖中條紋間距大,由Δy= λ可知,在l和d相同的情況下,Δy大,則λ大,所以乙圖中所用單色光波長較短,因紫光比綠光波長短,故選項(xiàng)C正確。
針對(duì)訓(xùn)練(2023江蘇昆山中學(xué)模擬預(yù)測)在薄膜干涉實(shí)驗(yàn)中,鐵絲圈上附有肥皂膜,豎直放置,形成如圖所示的肥皂膜側(cè)視圖,用黃色光從左側(cè)照射薄膜,會(huì)觀察到明暗相間的干涉條紋,則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(　　)A.實(shí)驗(yàn)者應(yīng)該從薄膜右側(cè)觀察干涉圖樣B.干涉條紋的分布上疏下密C.任意兩相鄰亮條紋處對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差不變D.若換用紅光照射,則條紋間距將變大
解析 薄膜干涉是前后兩個(gè)面的反射光疊加產(chǎn)生的,應(yīng)該從入射光的同側(cè)觀察,故A錯(cuò)誤,符合題意;由于薄膜不是均勻增厚的,從上到下薄膜增厚得越來越快,所以明暗相間的條紋不是等間距的,而是上疏下密,故B正確,不符合題意;任意相鄰亮條紋處對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差是 個(gè)波長,故C正確,不符合題意;光波的干涉條紋間距滿足 ,如果換成紅光照射,則波長變長,相鄰條紋間距變大,故D正確,不符合題意。
二、幾何光學(xué)與光的本性的結(jié)合幾何光學(xué)和光的本性(例如干涉、衍射等)結(jié)合點(diǎn)是折射率n和光的頻率f,n和f間雖然不存在公式關(guān)系,但它們的大小存在對(duì)應(yīng)關(guān)系:頻率f越大,折射率n越大,再由c=λf找出與波長的關(guān)系,由波長關(guān)系可聯(lián)系雙縫干涉、光的衍射等現(xiàn)象的應(yīng)用。如表所示。
例題2　(多選)半圓形玻璃磚橫截面,AB為直徑,O點(diǎn)為圓心。在該界面內(nèi)有a、b兩束單色可見光從空氣垂直于AB射入玻璃磚,兩入射點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相等。兩束光在半圓邊界上反射和折射的情況如圖所示,則a、b兩束光(　　)
A.在同種均勻介質(zhì)中傳播,a光的傳播速度大B.以相同的入射角從空氣斜射入水中,b光的折射角大C.從同一介質(zhì)以相同的入射角射向空氣,若a光不能進(jìn)入空氣,則b光也不能進(jìn)入空氣D.分別通過同一雙縫干涉裝置,a光的相鄰亮條紋間距大

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第1節(jié) 光的干涉

版本： 魯科版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修 第一冊(cè)

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