第14章 第2讲 光的波动性（word教参）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（新教材新高考）

第2讲 光的波动性 【课标解读】 　1．知道什么是光的干涉、衍射和偏振。知道光是横波。2．掌握双缝干涉中出现亮、暗条纹的条件。3．知道发生明显衍射的条件。 备考第1步——梳理教材基础，落实必备知识 一、光的干涉[1] 1．定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。 2．条件：两束光的频率相同、相位差恒定。 3．双缝干涉图样特点：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。 4．条纹间距：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。 注解[1] 光的干涉是光的叠加的结果。 二、光的衍射、偏振与激光 1．光的衍射[2] 发生明显衍射现象的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。 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，只沿着某个特定的方向振动的光。 (3)偏振光的形成 ①让自然光通过偏振片形成偏振光； ②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。 (4)光的偏振现象说明光是一种横波。[3] 3．激光 (1)激光是原子激发产生的光，是人工产生的光。 (2)激光的特点及应用 特点 应用 相干性强：激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性 光纤通信 平行度好：激光的平行度非常好，传播很远的距离后仍能保持一定的强度 激光测距，提供目标指引 亮度高：它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量 用激光束切割、焊接，医学上可以用激光做“光刀”等 注解[2] 光的衍射是没有条件的，发生明显衍射现象是有条件的。 注解[3] 横波产生偏振现象，纵波不能产生偏振。 基础小题自测 1．判断下列说法正误。 (1)只有横波才能产生干涉和衍射现象。(　　) (2)太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果。(　　) (3)泊松亮斑支持了光的波动说。(　　) (4)光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象。(　　) (5)光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变小。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√ 2．一纳光灯放在一空箱子左侧的双缝前如图，在右壁上产生干涉图样，如图所示。现给箱子灌满油(不考虑溢油)，浸入油中的条纹怎样变化(　　) A．条纹间距变宽 B．条纹间距变密 C．条纹间距不变 D．条纹消失 解析：选B。双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，随着波长越长，则条纹间距越大，根据＝，而c＝nv，现给箱子灌满油(不考虑溢油)，则有波长变小，条纹间距变密，故B正确，A、C、D错误。 3．在挡板上安装一个宽度可调的狭缝，缝后放一个光屏，如图所示。用单色平行光照射狭缝，下图哪幅最可能是在一次单缝衍射实验中狭缝较窄时拍摄的照片(　　 ) 解析：选A。用单色平行光照射狭缝，当缝调到很窄时，尽管亮条纹的亮度有所降低，但是宽度反而增大了，故A正确，B错误；照片为双缝干涉图样，故C、D错误。 备考第2步——突破核心考点，提升关键能力 考点一　光的干涉 【核心知识】 1．双缝干涉 (1)条纹间距公式：Δx＝λ，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 ①如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上P点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2…)时，光屏上出现明条纹。 ②光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0，1，2…)时，光屏上出现暗条纹。 2．薄膜干涉 (1)形成原因：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 (2)明、暗条纹的判断 ①在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝nλ(n＝0，1，2…)，薄膜上出现明条纹。 ②在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2…)，薄膜上出现暗条纹。 (3)薄膜干涉的应用 干涉法检查平面如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。 【典例引领】 【例1】 (2021·山东高考)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