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专题5 光——干涉、衍射、偏振、实验
【小试牛刀】
1.用两个红灯泡照射白墙,在墙上看到的是( )
A.明暗相间的条纹 B.彩色条纹 C.一片红光 D.晃动的条纹
答案 C
解析 两灯泡不是相干光源,故选C.
2. (2020·山东等级考)双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的距离相等,O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为λ的光,经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点,经S2出射后直接传播到O点,由S1到O点与由S2到O点,光传播的时间差为Δt。玻璃片厚度为10λ,玻璃对该波长光的折射率为1.5,空气中光速为c,不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是( )
A.Δt= B.Δt= C.Δt= D.Δt=
【解析】选A。光在玻璃中的传播速度为v=,时间差Δt=-=,A正确,B、C、D均错误。故选A。
一.光波特有的现象
项目
条件
说明
光的干涉
两列波的频率必须相同
条纹间隔均匀,亮度均匀,中央为亮条纹。
光的衍射
明显条件:障碍物或孔的尺寸比光的波长小或相差不多
条纹宽度和间隔不均匀,亮度不均匀,中央亮条纹最宽最亮。
光的偏振
光波只沿某一特定方向传播
自然光通过偏振片产生偏振光;自然光发生反射和折射可以成为部分偏振光或完全偏振光。纵波没有偏振现象,光的偏振现象说明光是一种横波
提醒:(1)两列光波发生稳定干涉现象时,光的频率相等,相位差恒定,条纹间距Δx=λ。
(2)发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小。
二、实验:用双缝干涉测量光的波长
中心间距:Δx=λ.
注意事项:
1.安装时,注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且竖直,间距大约5~10 cm.
2.调节的基本依据是:照在像屏上的光很弱.主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴线所致.干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行.
3.测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心.
三、衍射的不同现象
1.单缝衍射
(1)单色光通过狭缝时,在屏幕上出现明暗相间的条纹,中央为亮条纹.中央条纹最宽最亮,两侧的亮条纹逐渐变暗变窄;通过狭缝时,在屏上出现彩色条纹,中央为白色条纹.
(2)波长一定时,单缝窄的中央条纹宽,各条纹间距