2011高考物理三轮复习光的干涉衍射和偏振现象共38张

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1、2011高考物理三轮复习光的干涉、衍射和偏振现象一、光的干涉1．定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被，出现亮纹，某些区域的光被，出现暗纹，且和互相间隔的现象叫做光的干涉现象．加强减弱加强区域减弱区域2．条件：两列光的，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象．频率相同3．获得相干光源的方法：将同一列光波分解为两列光波，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．4．杨氏双缝干涉(1)原理如图13－2－1所示．(2)产生明、暗条纹的条件①单色光：若光的路程差r2－r1＝kλ(k

2、＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹；若光的路程差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，且中央为白色．(3)条纹间距公式：Δx＝(在实验装置不变的条件下，红光的干涉条纹间距最大，紫光的干涉条纹间距最小．5．薄膜干涉如图13－2－2所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形，当光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加．(1)原理分析①单色光a．在P1、P2处，在两个表面处反射回来的两列

3、光波的路程差Δx等于波长的整数倍，即Δx＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上出现明条纹．b．在Q处，反射回来的两列光波的路程差Δx等于半波长的奇数倍，即Δx＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹．②白光：薄膜上出现水平彩色条纹．(2)应用：①增透膜；②利用光的干涉检查平整度．(1)只有相干光才能形成稳定的干涉图样．(2)单色光形成明暗相间的干涉条纹，白光形成彩色条纹．二、光的衍射1．光的衍射：光绕过障碍物偏离直线传播的现象．2．发生明显衍射的条件：只有当可以与光的波长相比，甚至比光的波长

4、还小的时候，衍射现象才会明显．障碍物的尺寸3．衍射条纹的特点(1)单缝衍射：单色光的衍射图样为条纹，两侧是的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍射图样为中间宽且亮的，两侧是渐窄且暗的．(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的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)．中间宽且亮的单色明暗相间白条纹彩色条纹4．衍射与干涉的比较两种现象比较项目单缝衍射双缝干涉不同点条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻

5、条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹5．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．(1)区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．(2)干涉和衍射是波的特性，波长越长，干涉和衍射现象越明显．在

6、任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别．三、光的偏振1．自然光与偏振光的区别(1)自然光：包含着在上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的都相同，这种光是自然光．(2)偏振光：在垂直于光波传播方向的平面上，只沿着的方向振动的光．垂直于光传播方向强度某一个特定2．偏振光的产生方式(1)自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器；第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器．(2)自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方

7、向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．3．偏振光的理论意义及应用(1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是一种波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明光波是横波．(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．(1)自然光通过偏振片后，就变成了偏振光．(2)平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外都是偏振光．如图13－2－3所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10－6

8、m，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7m.(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°.(3)若用A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象．当S2P－S1P＝kλ(k＝0,1,2,3…)时，在P处出现亮条纹；当S2P－S1P＝(2k＋1)(k＝0,1,2，3…)时，在P处出现