2018高中物理选修3-4学案：第五章　光的波动性 章末整合提升教科版

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1、2018年高中物理创新学案含解析章末整合提升一、光的干涉1．产生干涉的条件：两列频率相同、相位差恒定、振动情况相同的光．2．产生亮、暗条纹的条件：当Δr＝kλ(k＝0,1,2,3…)时出现亮条纹；当Δr＝(2k－1)(k＝1,2,3…)时出现暗条纹．相邻亮(或暗)条纹间距：Δx＝λ3．双缝干涉图样的特点：单色光照射时为间距相同的明暗相间的条纹，白光照射时为彩色条纹．4．双缝干涉法测光波的波长：相邻亮(或暗)条纹间距Δx＝λ，得：λ＝Δx.42018年高中物理创新学案含解析5．薄膜干涉(1)薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的光在光源这一侧干涉形

2、成的．(2)同一条纹上的点厚度相同，所以若用肥皂薄膜做实验，条纹为水平条纹．例1　如图1所示为双缝干涉实验，甲图为用绿光照射时的结果，a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹；乙图为换用另一种单色光照射的结果，a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，以下说法正确的是(　　)图1A．乙图可能是用红光照射，表明红光波长较长B．乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较长C．乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较短D．乙图可能是用红光照射，表明红光波长较短解析　由题图知甲图中条纹间距大，由Δx＝λ可知，在l和d相同的情况下，Δx大，则λ大；

3、Δx小，则λ小；所以乙图中所用单色光波长较短，因紫光比绿光波长短，故选项C正确．答案　C例2　利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝间距d＝0.4mm，双缝到光屏间的距离l＝0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图中(a)、(b)所示给出，则：图2(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA＝__________mm，xB＝__________mm，相邻两条纹间距Δx＝__________mm；(2)波长的表达式λ＝________(用Δx、l、d表示)，该单色光的波长λ＝________m；

4、(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”)．42018年高中物理创新学案含解析解析　游标卡尺读数时：一要注意精确度，二要注意读数时主尺读数应为游标尺零刻度线所对主尺位置的读数；三要注意单位，无论是主尺读数还是游标尺读数要以mm为单位读取．本题中还要注意主尺上的数字单位是cm，不是mm.由Δx＝λ可知，波长越长的光，干涉条纹间距越大．根据频率、光速与波长的关系可知，频率越大的光，波长越短，所以干涉条纹间距越小．答案　(1)11.1　15.8　0.78　(2)Δx　6.24×10－7　(3)变小例

5、3　劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图3甲所示．将一块平板玻璃放置在另一块平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到干涉条纹如图乙所示．干涉条纹有如下特点：(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻亮条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下看到的干涉条纹(　　)图3A．变疏B．变密C．不变D．消失解析　由薄膜干涉的原理和特点可知，干涉条纹是由膜的上、下表面反射的光叠加干涉而形成的，某一亮条纹或暗条

6、纹的位置就由上、下表面反射光的路程差决定，且相邻亮条纹或暗条纹对应的路程差是恒定的，而该路程差又决定于条纹下对应膜的厚度，即相邻亮条纹或暗条纹下面对应的膜的厚度也是恒定的．当抽去一纸片后，劈形空气膜的劈尖角(上、下表面所夹的角)变小，相同的厚度差对应的水平间距离变大，所以相邻的亮条纹或暗条纹间距变大，即条纹变疏．A正确.答案　A二、单缝衍射与双缝干涉的比较两种现象比较项目单缝衍射双缝干涉不同点产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发生频率相同的两列相干光波相遇叠加条纹特点42018年高中物理创新学案含解析条纹宽度和亮度不等，中央条纹最宽最亮，两侧条纹逐渐变

7、窄变暗条纹宽度相等，各条纹间距相等，亮度基本不变相同点都是明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果；都是波特有的现象，表明光是一种波例4　如图4所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是(　　)图4A．a、b是光的干涉图样B．c、d是光的干涉图样C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短解析　干涉条纹是等间距的条纹，因此，a、b图是干涉图样，c、d图是衍射图样，故A项正确，B项错误；由公式Δx＝λ可知，条纹宽的入射光的波长长，所以

8、a图样的光的波长比b图样的光的波长长，故C项错误；c图样的光的波长比d图样的光的波长长，故D项