第八章 第2课时 光的波动性（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（多选版 新教材 新高考）

第❷课时　光的波动性

一、光的干涉、衍射

1．光的干涉

(1)干涉现象：来自两个光源的光在一些位置相互加强，在另一些位置相互削弱，因此在挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。

(2)条件：两束光的频率、相位和振动方向总是相同。

(3)双缝干涉图样的特点

①单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹。

②波长越大，两相邻亮条纹(或暗条纹)的间距越大。

2．光的衍射

在障碍物或狭缝的尺寸跟光的波长相当，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显，这时就不能说光沿直线传播了。

二、光的偏振　激光

1．偏振

不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的。这个现象称为“偏振现象”。

2．光的偏振

(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。

(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动的光。

(3)研究表明，光是一种横波。

3．激光的特点

高度的相干性，平行度非常好，亮度很高。

 

(1)通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，这是单缝衍射现象。(　　√　　)

(2)光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象。(　　√　　)

(3)光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的。(　　×　　)

(4)医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点。(　　√　　)

(5)“激光测距”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点。(　　×　　)

(2020·北京卷)以下现象不属于干涉的是(　　)

A．白光经过杨氏双缝得到彩色图样

B．白光照射肥皂膜呈现彩色图样

C．白光经过三棱镜得到彩色图样

D．白光照射水面油膜呈现彩色图样

C　解析：根据光的干涉定义可知，白光经过杨氏双缝得到彩色图样是杨氏双缝干涉，属于干涉现象，A错误；由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，光线通过薄膜时频率不变，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加，因此白光照射肥皂膜呈现彩色图样属于干涉现象，B错误；白光经过三棱镜得到彩色图样是光在折射时产生的色散现象，C正确；水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，属于薄膜干涉，D错误。

考点一  光的干涉现象

1．光的双缝干涉

(1)条纹间距公式：Δx＝λ，其中l是双缝到光屏的距离，d是双缝间的距离，λ是入射光波的波长。对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大。

(2)明暗条纹的判断方法：

如图所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1。

①当Δr＝kλ(k＝0，1，2，…)时，光屏上P′处出现亮条纹。

②当Δr＝(2k＋1)(k＝0，1，2，…)时，光屏上P′处出现暗条纹。

2．薄膜干涉

明暗条纹的判断方法：

如图所示，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍。

(1)在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1，2，3，…)，薄膜上出现亮条纹。

(2)在Q处，Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，3，…)，薄膜上出现暗条纹。

【典例】(2021·山东卷)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是(　　)