2022-2023版高中物理 第五章 光的波動(dòng)性章末總結(jié)學(xué)案 教科版選修3-4

2022-2023版高中物理 第五章 光的波動(dòng)性章末總結(jié)學(xué)案 教科版選修3-4一、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)情況相同的光.2.產(chǎn)生亮、暗條紋的條件當(dāng)rk(k0,1,2,3，)時(shí)出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)r(2k1)(k1,2,3，)時(shí)出現(xiàn)暗條紋.相鄰亮(或暗)條紋間距：x.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.用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)相鄰亮(或暗)條紋間距x，得：x.5.薄膜干涉及特點(diǎn)(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)同一條紋上的點(diǎn)厚度相同，所以若用肥皂薄膜做實(shí)驗(yàn)，條紋為水平條紋.例1如圖1所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，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，a為中央亮條紋，a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，以下說(shuō)法正確的是()圖1A.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長(zhǎng)較長(zhǎng)B.乙圖可能是用紫光照射，表明紫光波長(zhǎng)較長(zhǎng)C.乙圖可能是用紫光照射，表明紫光波長(zhǎng)較短D.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長(zhǎng)較短答案C解析題圖甲中條紋間距大，由x可知，在l和d相同的情況下，x大，則大；x小，則??；所以題圖乙中所用單色光波長(zhǎng)較短，因紫光比綠光波長(zhǎng)短，故選項(xiàng)C正確.例2劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖2甲所示.將一塊平板玻璃放置在另一塊平板玻璃上，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.當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到干涉條紋如圖乙所示.干涉條紋有如下特點(diǎn)：(1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰亮條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定.現(xiàn)若在圖甲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，從上往下看到的干涉條紋()圖2A.變疏B.變密C.不變D.消失答案A解析由薄膜干涉的原理和特點(diǎn)可知，干涉條紋是由膜的上、下表面反射的光疊加干涉而形成的，某一亮條紋或暗條紋的位置就由上、下表面反射光的路程差決定，且相鄰亮條紋或暗條紋對(duì)應(yīng)的路程差是恒定的，而該路程差又決定于條紋下對(duì)應(yīng)膜的厚度，即相鄰亮條紋或暗條紋下面對(duì)應(yīng)的膜的厚度也是恒定的.當(dāng)抽去一紙片后，劈形空氣膜的劈尖角(上、下表面所夾的角)變小，相同的厚度差對(duì)應(yīng)的水平距離變大，所以相鄰的亮條紋或暗條紋間距變大，即條紋變疏.A正確.二、單縫衍射與雙縫干涉的比較區(qū)分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法(1)根據(jù)條紋的寬度區(qū)分：雙縫干涉的條紋是等寬的，條紋間的距離也是相等的；而單縫衍射的條紋，中央亮條紋最寬，兩側(cè)的條紋變窄.(2)根據(jù)亮條紋的亮度區(qū)分：雙縫干涉條紋，從中央亮條紋往兩側(cè)亮度變化很??；而單縫衍射條紋中央亮條紋最亮，兩側(cè)的亮條紋逐漸變暗.例3a、b兩種單色光通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣分別如圖3中的甲、乙所示，下列說(shuō)法正確的是()圖3A.讓a、b兩種單色光通過(guò)相同的單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置，衍射圖樣中，中央亮條紋a光比b光寬B.讓a、b兩種單色光通過(guò)相同的單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置，衍射圖樣中，中央亮條紋b光比a光寬C.由于a光的波長(zhǎng)比b光長(zhǎng)，所以它們?cè)谡婵罩械膫鞑ニ俣萢光較大D.雖然b光的頻率比a光高，但它們?cè)谕N介質(zhì)中的傳播速度一樣大答案A解析根據(jù)雙縫干涉相鄰條紋間距公式x可得在其他條件不變的情況下，相干光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，條紋間距越大，由題圖可知a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)；讓a、b兩種單色光通過(guò)相同的單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置，衍射圖樣中，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的條紋間距越寬，因此中央亮條紋a光比b光寬，故A正確，B錯(cuò)誤；因a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，則a光的頻率小于b光的頻率，它們?cè)谕N介質(zhì)中的傳播速度不一樣大，但在真空中a光的速度等于b光的速度，故C、D錯(cuò)誤.