第5章 光的干涉、衍射和偏振 章末小结与质量评(Word教参)-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

一、知识体系建构——理清物理观念 二、综合考法融会——强化科学思维 双缝干涉和薄膜干涉 [典例1]　研究光的双缝干涉的示意图如图所示，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光的波长为λ，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0号亮条纹，由P向上数，与0号亮条纹相邻的亮条纹为1号亮条纹，与1号亮条纹相邻的亮条纹为2号亮条纹，则P1处的亮条纹恰好是10号亮条纹。设直线S1P1的长度为r1，S2P1的长度为r2，则r2－r1等于(　 ) A．9λ　　　　　　　　　 B．10λ C．11λ D．10.5λ [解析]　由题设可知，从中央亮条纹P算起，P1点处是第10号亮条纹的位置，表明缝S1、S2到P1处的距离差r2－r1为波长的整数倍，且刚好是10个波长，所以选项B正确。 [答案]　B [典例2]　有种灯具俗称“冷光灯”，如图所示，用它照射物品能使被照物品产生的热效应大大降低，从而被广泛应用。这种灯降低热效应的原理是灯泡后面放置的反光镜的表面上镀有一层薄膜(如氟化镁)，该膜能消除不镀膜时表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示红外线在真空中的波长，n表示薄膜对该红外线的折射率，则所镀薄膜的厚度最小应为(不计半波损失)(　　) A．　　　　　　　　　　　 B． C． D． [解析]　由题意可知，所镀的膜为增透膜，增透膜两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光中的红外线，从而减少了反射光的能量，故：(2k＋1)＝2d(其中k＝0,1,2,3，…)，解得：d＝(2k＋1)(其中k＝0,1,2，3，…)，故厚度d的最小值为，其中λ′为红外线在薄膜中的波长，由题意可知λ′＝，则d＝，故A、B、D错误，C正确。 [答案]　C [融会贯通] 两个典型的干涉实验 双缝干涉图样 亮条纹： |PS1－PS2|＝2k·＝kλ(k＝0，1,2,3，…) 暗条纹： |PS1－PS2|＝(2k＋1)·(k＝0，1,2,3，…) 薄膜干涉的增透膜 增透膜的厚度：Δy＝λ(λ为入射光在膜中的波长) [对点训练] 1．在下面几种有关光的现象中，不属于光的干涉的是(　 ) A．在水面的油膜上看到彩色条纹 B．通过游标卡尺两测量脚间的狭缝，观看与狭缝平行的线光源时，看到彩色条纹 C．光通过照相机镜头上的增透膜 D．白光通过双缝后，在光屏上出现彩色条纹 解析：选B　由光的干涉和衍射的知识可以知道，A、C、D都是光的干涉，而B是光的衍射。 2．频率为6×1014 Hz的单色光从S1和S2投射到屏上，并且S1与S2振动相同。若屏上的点P到S1与S2的路程差为3×10－6 m，问P点处是亮条纹还是暗条纹？设O为到S1和S2路程相等的点，则PO间(不包括P点和O点的条纹)有几条暗条纹？几条亮条纹？ 解析：根据v＝λf，单色光的波长为λ＝＝ m＝5×10－7 m，光程差是波长的整数倍时，形成亮条纹。n＝＝＝6，为波长的整数倍，则P处出现亮条纹。O为到S1和S2路程相等的点，则O到S1和S2路程差为0，所以O点也是亮条纹；根据光屏上出现亮条纹的条件：光程差是波长的整数倍时，出现亮条纹，可知从中央亮条纹到P点共7条亮条纹，因此PO间有6条暗条纹，5条亮条纹。 答案：P处是亮条纹　PO间有6条暗条纹，5条亮条纹 双缝干涉和单缝衍射 [典例]　如图甲，让激光束通过一个狭缝，观察到光屏上出现单色条纹图样。现保持激光器与狭缝的距离不变，将光屏向狭缝处适当移动，下面关于本实验说法正确的是(　 ) A．将会观察到乙图样 B．光屏上条纹更宽 C．移动后，条纹变得模糊 D．该现象说明光具有波动性 [解析]　让激光束通过一个狭缝，观察到光屏上出现单色条纹图样是光的衍射图样，衍射条纹的中央亮条纹的宽度最大，将会观察到丙图样；当保持激光器与狭缝的距离不变，将光屏向狭缝处适当移动，光屏上条纹更窄，条纹变得清晰；光的衍射现象说明光具有波动性，故选项D正确，A、B、C错误。 [答案]　D [融会贯通] 单缝衍射与双缝干涉的比较 比较两种现象 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，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹 [对点训练] 在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，在光屏上得到如下四幅图样，关于光屏前传播方向上放置的装置，以下说法正确的是(　 ) A．甲是单缝、乙是双缝 B．乙是双缝、丙是小圆孔 C．丁是小圆孔、甲是双缝 D．丙是小圆孔、丁是小