2019年高考物理第十六章光与电磁波相对论简介第2讲光的波动性学案

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1、第2讲　光的波动性板块一　主干梳理·夯实基础【知识点1】　光的干涉　Ⅰ1．条件和方法(1)两列光的频率相同，相位差恒定，才能产生稳定的干涉现象。(2)将同一列光分为两列光，可以获得相干光源。双缝干涉和薄膜干涉都是用此种方法获得相干光源。2．双缝干涉(1)原理如图所示。(2)明、暗条纹的条件①单色光a．光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)光屏上出现明条纹。b．光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)光屏上出现暗条纹。②白光：光屏上出现彩色条纹。(3)条纹间距公式：Δx＝λ。3．薄膜干涉(1)原理：薄膜厚度上薄下厚，入射光在薄膜的同一位

2、置的来自前后两个面的反射光路程差不同，叠加后出现明暗相间的条纹。(2)应用①增透膜。②利用光的干涉检查工件平整度。(3)图样特点：同双缝干涉，同一条明(或暗)纹对应薄膜的厚度相等。【知识点2】　光的衍射　Ⅰ1．发生明显衍射的条件只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。2．衍射条纹的特点(1)单缝衍射：单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹。(2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环。(3)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照

3、到不透明的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。【知识点3】　光的偏振现象　Ⅰ1．偏振横波在垂直于传播方向的平面上，只沿某一特定的方向的振动。2．自然光太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。3．偏振光在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。【知识点4】　实验：用双缝干涉测光的波长1．实验目的(1)观察双缝干涉图样，掌握实验方法。(2)测定单色光的波

4、长。2．实验原理相邻两条明条纹间距Δx与入射光波长λ，双缝S1、S2间距d及双缝与屏的距离l满足的关系式为：Δx＝λ。3．实验器材光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺。4．实验步骤(1)安装仪器。①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安装在光具座上。②接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光。调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏。③安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝平行。(2)观察记录与数据处理。①调单缝与双缝间距为5～10cm时，观察白光的干涉条纹。②在单缝和光源间放上滤光片，观察单

5、色光的干涉条纹。③调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条明条纹的中心，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n条明条纹中心对齐时，记下手轮上的读数a2，则相邻两条纹间的距离Δx＝。④用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l，由公式λ＝Δx计算波长。⑤换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，测量相应色光的波长。5．注意事项(1)注意调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。(2)放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上。(3)调节测量头时，应使分划板中心刻度线和条纹的中心对齐，记录此

6、时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐，记下这时手轮的读数，两次读数之差就表示这两个条纹间的距离。(4)不要直接测量相邻两条纹的间距Δx，测量间隔若干个条纹的间距，计算得到相邻两条纹的平均间距Δx，这样可以减小误差。(5)观察白光的干涉，看到的是彩色条纹，中央为白色亮条纹。板块二　考点细研·悟法培优　　　　　　　　　　　　　　　　　　考点1光的干涉、衍射[对比分析]1．单缝衍射与双缝干涉的比较2．干涉与衍射的本质光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理。在衍射现象中，可以认

7、为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹。例1　(多选)如图所示，甲、乙为单色光通过狭缝后形成的明暗相间的两种条纹图样。下列选项中说法正确的是(　　)A．甲为单缝衍射的图样B．乙为双缝干涉的图样C．甲为双缝干涉的图样D．乙为单缝衍射的图样(1)从条纹的宽度和间距上如何区别双缝干涉和单缝衍射？提示：双缝干涉：条纹宽度相等，相邻条纹间距也相等。单缝衍射：条纹宽度不等，中央最宽，相邻条纹间距也不等。(2)干涉条纹和衍射条纹的宽度与波长有何关系？提示：波长越长，产生的干涉条纹和衍射条纹越宽。尝试解答　选AB。干涉条纹的特点是条纹宽度相等

8、，且相邻条纹等间距，故乙图为干涉条纹，B正确。衍射条纹的特点是条纹