一、光的干涉1.定義:在兩列光波疊加的區(qū)域,某些區(qū)域相互加強,出現(xiàn)亮條紋,某些區(qū)域相互減弱,出現(xiàn)暗條紋,且加強區(qū)域和減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象。2.條件:兩束光的頻率相同、相位差恒定。3.雙縫干涉圖樣的特點(1)單色光照射時形成明暗相間的等間距的干涉條紋;白光照射時,中央為白色亮條紋,其余為彩色條紋。
4.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。圖樣中同一條亮(或暗)條紋上所對應(yīng)的薄膜厚度相同。
二、光的衍射1.發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件:只有當障礙物的尺寸與光的波長相差不多,甚至比光的波長還小的時候,衍射現(xiàn)象才會明顯。2.幾種常見的衍射圖樣
3.雙縫干涉與單縫衍射圖樣對比單色光的雙縫干涉條紋是等間距的,而單縫衍射條紋寬度不均勻,中央條紋最寬最亮,兩邊依次變窄變暗。
三、光的偏振　激光1.自然光:包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光,而且沿著各個方向振動的光波的強度都相同。2.偏振光:在垂直于光的傳播方向的平面上,只沿著某個特定的方向振動的光。3.偏振光的形成(1)讓自然光通過偏振片形成偏振光。(2)讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和折射,反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光。
4.激光的特點及應(yīng)用
[練一練]1.判斷下列說法對錯(1)若用白光作光源,干涉條紋是明暗相間的條紋。(　　)(2)水面上的油膜呈現(xiàn)彩色條紋,是油膜表面反射光與入射光疊加的結(jié)果。(　　)(3)衍射和干涉條紋都是明暗相間的,所以二者是一樣的。(　　)(4)橫波和縱波都能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象。(　　)(5)激光可用做“光刀”來切開皮膚是利用激光的相干性好。(　　)
2.(多選)下列說法正確的是(　　)A.通過兩支鉛筆的狹縫平行對著日光燈管,會看到彩色條紋,這是光的衍射現(xiàn)象B.減小游標卡尺兩個卡腳之間狹縫的寬度,單色線光源通過狹縫產(chǎn)生的衍射條紋中央亮條紋變窄C.太陽光通過三角形孔,當孔縮小時,先形成三角形光斑,最后形成太陽的像D.透過羽毛觀察白熾燈,會看到彩色光暈,這是光的衍射
解析 當縫的寬度或障礙物的尺寸與光的波長差不多或比波長小時,會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,且縫的寬度或障礙物的尺寸越小,衍射現(xiàn)象越明顯,A、D正確;光的波長不變時,狹縫越窄衍射時中央亮條紋越寬,B錯誤;當三角形孔減小時,太陽光通過它先形成影,然后是小孔成像,當其尺寸與光的波長差不多時,會出現(xiàn)衍射圖樣,C錯誤。
3.(多選)用如圖所示的實驗裝置觀察雙縫干涉圖樣,雙縫之間的距離是0.2 mm,用的是綠色濾光片,在毛玻璃屏上可以看到綠色干涉條紋。下列說法正確的是(　　)
A.毛玻璃屏上的干涉條紋與雙縫垂直B.如果僅把毛玻璃屏向遠離雙縫的方向移動,相鄰兩亮條紋中心的距離變大C.僅把綠色濾光片換為紅色,相鄰兩個亮條紋中心的距離增大了D.如果僅改用間距為0.3 mm的雙縫,相鄰兩個亮條紋中心的距離變大
解析 干涉條紋與雙縫平行,A錯誤;根據(jù)雙縫干涉時相鄰兩個亮(或暗)條紋中心間距公式Δx= λ可知,如果僅l增大,則Δx增大,B正確;僅把綠色濾光片換為紅色,λ變大,則Δx增大,C正確;如果僅改用0.3 mm的雙縫,即僅d增大,則Δx減小,D錯誤。
4.某研究性學(xué)習(xí)小組用激光束照射圓孔和不透明圓板后,分別得到如圖甲、乙所示的圖樣,則下列說法錯誤的是(　　)
A.甲圖屬于圓孔衍射B.乙圖的亮斑是“泊松亮斑”,最早由泊松先推算出這個亮斑,后來泊松發(fā)現(xiàn)圓板中心的確有這個亮斑C.不管是圓孔衍射還是圓盤衍射,影像的邊緣輪廓都是模糊不清的D.發(fā)生圓孔衍射時,圓形光環(huán)的圖樣半徑遠大于圓孔的半徑,即光繞到障礙物的影子里
解析 根據(jù)衍射條紋的特點可知甲圖屬于圓孔衍射,故A正確;乙圖的亮斑是“泊松亮斑”,最早由泊松先推算出這個亮斑,但泊松認為這是非?；闹嚨?后來菲涅耳與阿拉果發(fā)現(xiàn)圓板中心有這個亮斑,故B錯誤;不管是圓孔衍射還是圓盤衍射,影像的邊緣輪廓都是模糊不清的,故C正確;發(fā)生圓孔衍射時,圓形光環(huán)的圖樣半徑遠大于圓孔的半徑,即光繞到障礙物的影子里,故D正確。
考點一　光的雙縫干涉現(xiàn)象
1.相鄰兩條亮(暗)條紋間的距離公式:Δx= λ,對同一雙縫干涉裝置,光的波長越長,干涉條紋的間距越大。2.亮暗條紋的判斷方法如圖所示,相干光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P'點的路程差為Δr=r2-r1。
當Δr=kλ(k=0,1,2,…)時,光屏上的P'點處出現(xiàn)亮條紋。當Δr=(2k+1) (k=0,1,2,…)時,光屏上的P'點處出現(xiàn)暗條紋。
典例　(多選)(2023浙江衢州二中期末)由a、b兩種單色激光組成的一束復(fù)色光,經(jīng)過半反半透鏡后分成透射光和反射光如圖所示。透射光經(jīng)擴束器后垂直照射到雙縫上并在光屏上形成干涉條紋。O點是兩單色光中央亮條紋的中心位置,P1和P2分別是a、b兩種單色光形成的距離O點最近的亮條紋的中心位置。反射光入射到三棱鏡一側(cè)面上,分別從另一側(cè)面M和N位置射出。下列說法正確的是(　　)
A.a光的波長大于b光的波長B.a光的頻率大于b光的頻率C.b光通過三棱鏡后從M位置射出D.在三棱鏡中,b光的速度大于a光
解析 由雙縫條紋間距公式Δx= λ,可知當波長越長,條紋間距越寬,由屏上亮條紋的位置可知λa>λb,則兩束光的頻率νa

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