2017-2018学年高中物理 专题4 光的干涉 衍射 折射中的色散学案 教科版选修3-4

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1、专题4光的干涉衍射折射中的色散一、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时出现亮条纹；当Δr＝(2k＋1)时出现暗条纹(其中k＝0,1,2……)．相邻亮(或暗)条纹间距：Δx＝λ.3．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．双缝干涉法测量光的波长：由相邻亮(或暗)条纹间距Δx＝λ得λ＝.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，条纹为横条纹．[复习过关]1．(多选)关于双缝干涉条

2、纹，以下说法中正确的是(　　)A．用同一单色光做双缝干涉实验，能观察到明暗相间的单色条纹B．用同一单色光经双缝干涉后的亮条纹距两缝的距离之差为该单色光波长的整数倍C．用同一单色光经双缝干涉后的亮条纹距两缝的距离之差一定为该单色光波长的奇数倍D．用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定为该单色光半波长的奇数倍解析　同一单色光的干涉条纹为明暗相间的单色条纹，选项A正确；路程差Δr＝kλ(k＝0,1,2,3…)时，为亮条纹，选项B正确，C错误；Δr＝λ(k＝0,1,2,3…)时，为暗条纹，选项D正确．答案　ABD2．(多选)一束平行光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列说法中正确的

3、是(　　)A．增大双缝到屏的距离，条纹间距变大B．入射光波长变短，光强不变，条纹间距不变C．入射光频率变化时条纹间距跟着变化D．在水里做双缝干涉实验，同样条件下的条纹间距会变化解析　根据Δx＝λ可得增大双缝的屏的距离l，条纹间距变大，故A正确；入射光的强度与入射光的波长无关，故入射光的强度不变，但波长变短时，条纹间距减小，故B错误；入射光的频率改变时，入射光的波长就发生改变，则条纹间距会随之发生改变，故C正确；在水里做双缝干涉实验，使光的传播速度变小，由于光的频率不变，故波长变小，所以条件间距变小，故D正确．答案　ACD3．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图1所示．双缝间的距离d＝

4、3mm.图1(1)若测量红光的波长，应选用________色的滤光片．实验时需要测定的物理量有________和________．(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.70m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm)观察第1条亮条纹的位置如图2甲所示，观察第5条亮条纹的位置如图乙所示．则可求出红光的波长λ＝________m.图2解析　(1)要测量红光的波长，应用红色滤光片．由Δx＝λ可知要想测λ必须测定双缝到屏的距离l和条纹间距Δx.(2)由测量头的数据可知a1＝0，a2＝0.640mm，所以Δx＝＝mm＝1.60×10－4m，λ＝＝m≈6.86×10－

5、7m.答案　见解析二、光的干涉与衍射的辨析光的干涉与衍射都可以得到明暗相间的色纹，都有力地证明了光的波动性．1．光的干涉强调了两个或多个光束的叠加．例如从楔形肥皂膜上观察到的钠黄光的明暗相间条纹，或从水面油膜上观察到的彩色条纹，就属这类情况，从薄膜的前后表面反射出来的光就是相干光．2．光的衍射现象强调了光偏离直线传播的现象．例如从小孔观察点光源或从狭缝观察线光源就属这种情况．光经过小孔或狭缝产生非直线传播的现象，此时便可在光屏上形成明暗相间的条纹．3．干涉条纹与衍射条纹也是有区别的，以狭缝为例，干涉条纹是相互平行、等距(宽度相同)的；而衍射条纹是平行而不等距的，中间最宽，两边条纹宽度逐渐变窄．

6、4．光的干涉和衍射，都证明了光的波动性，只有波才可以发生干涉和衍射现象．5．光的干涉和衍射有一定的联系，光的双缝干涉中就有光的衍射．[复习过关]4．如图3所示为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则(　　)图3A．甲为紫光的干涉图样B．乙为紫光的干涉图样C．丙为红光的干涉图样D．丁为红光的干涉图样解析　对于干涉条纹，亮条纹和暗条纹在比较多的条数之内都保持宽度相等，且波长越大，条纹越宽，对于衍射条纹，条纹宽度中间大，两边逐渐减小，由于红光波长大于紫光波长，故红光条纹比紫光条纹宽，因此甲是红光干涉图样，乙是紫光干涉图样，丙是红光衍射图样，丁是紫光衍射图样，故选项B对，A、C、D错．答案　B5．(

7、多选)下面有关光的干涉现象的描述中，正确的是(　　)A．在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变宽B．白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发生干涉形成彩色条纹C．在光的双缝干涉实验中，若缝S1射入绿光，S2射入紫光，则条纹是彩色的D．光的干涉现象说明光具有波动性解析　根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ，紫光的波长比绿光短，所以条纹间隔变窄，故A错误；白光是复色光，不同的色光波长不一