2018-2019學年高中物理 第5章 光的干涉 衍射 偏振章末整合提升學案 魯科版選修3-4.docx

第5章 光的干涉 衍射 偏振一、光的干涉1產生干涉的條件：兩列頻率相同、相位差恒定、振動情況相同的光2產生明暗條紋的條件：兩個完全相同的光源，當sk時出現明條紋；當s(2k1)時出現暗條紋(其中k0，1,2，)相鄰亮(或暗)條紋間距：y3雙縫干涉圖樣的特點：單色光照射時為間距相同的明暗相間的條紋，白光照射時中央為白條紋，兩側為彩色條紋4雙縫干涉法測光波的波長：根據相鄰亮(或暗)條紋間距y，得：.5薄膜干涉(1)薄膜干涉中的條紋是從薄膜前、后兩個表面反射的光在光源這一側干涉形成的(2)同一條紋上的點厚度相同，所以若用豎直放置的肥皂薄膜做實驗，條紋為橫條紋例1如圖1所示為雙縫干涉實驗，甲圖為用綠光照射時的結果，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時的結果，a為中央亮條紋，a為相鄰亮條紋，兩次實驗中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等，以下說法正確的是()圖1A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y可知，在l和d相同的情況下，y大，則大；y小，則?。凰灶}圖乙中所用單色光波長較短，因紫光比綠光波長短，故選項C正確答案C例2用雙縫干涉測光的波長實驗裝置如圖2甲所示，已知單縫與雙縫間的距離L1100mm，雙縫與屏的距離L2700mm，雙縫間距d0.25mm.用測量頭來測量亮條紋中心的距離測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，轉動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準亮條紋的中心(如圖乙所示)，記下此時手輪上的讀數，轉動測量頭，使分劃板中心刻線對準另一條亮條紋的中心，記下此時手輪上的讀數圖2(1)分劃板的中心刻線分別對準第1條和第4條亮條紋的中心時，手輪上的讀數如圖丙所示，則對準第1條時讀數y1_mm、對準第4條時讀數y2_mm.(2)寫出計算波長的表達式，_(用符號表示)，_nm(保留三位有效數字)解析(1)y12mm19.00.01mm2.190mmy27.5mm36.80.01mm7.868mm(2)相鄰兩條亮條紋間距y，由y得波長代入數據，得m676109m676nm.答案(1)2.1872.1937.8677.873(2)676例3如圖所示的4種明暗相間的條紋，是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋)則在下面的四個圖中，哪個圖是藍光形成的干涉圖樣()解析雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋，所有條紋寬度相同且等間距，隨著波長越短，則條紋間距越小，故A、C是雙縫干涉的圖樣，其中A是藍光通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣，C是紅光的干涉條紋；單縫衍射條紋是中間明亮且寬大，越向兩側寬度越小越暗，而波長越大，中央亮條紋越粗，故B、D是衍射圖樣，紫光波長較短，則中央亮條紋較細，故B是紫光的衍射條紋，D是黃光的衍射條紋故A正確，B、C、D錯誤答案A二、幾何光學和光的本性的結合幾何光學和光的本性(例如干涉、衍射等)結合點是折射率n和光的頻率f，折射率n和f間雖然不存在公式關系，但它們的大小存在對應關系：頻率f越大，折射率n越大，再由cf找出與波長的關系，由波長關系可聯系雙縫干涉、光的衍射等現象的應用例4在信息技術迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲信息的一種重要媒介光盤上的信息通常是通過激光束來讀取的假設一束復合激光束不是垂直投射到盤面上，則光線在通過透明介質層時會發(fā)生偏折而改變行進的方向，如圖3所示下列說法中正確的是()圖3A圖中光束是紅光，光束是藍光B在光盤的透明介質層中，光束比光束傳播速度快C若光束、先后通過同一單縫衍射裝置，光束的中央亮紋比光束的窄D若光束、先后通過同一雙縫干涉裝置，光束的條紋寬度比光束的寬解析光的偏折程度越大，則其折射率越大，因為藍光的折射率大于紅光的折射率，所以是藍光，是紅光，故A錯誤；根據v知，藍光的折射率大，在介質中的速度小，則光束比光束傳播速度慢，故B錯誤；的折射率較小，頻率較小，波長較長，波動性較強，所以的衍射和干涉條紋較寬，故C正確，D錯誤答案C圖4針對訓練如圖4所示為用a、b兩種單色光分別通過同一個雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣，現讓a、b兩種單色光組成的復色光通過三棱鏡或平行玻璃磚，光的傳播路徑和方向可能正確的是()解析由通過同一個雙縫干涉裝置的圖樣可知a光的波長長，頻率小，同一介質a光的折射率小，臨界角大，對于兩面平行的玻璃磚，出射光線與入射光線平行，但有側移，n越大，側移量越大，所以A、B錯誤；相同的入射角b光先發(fā)生全反射，故C正確，D錯誤答案C