第十三章 第2讲 光的波动性-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（新教材，粤教版）

第2讲　光的波动性 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 一、光的干涉 1.产生条件:两列光波的频率相同,相位差恒定,振动方向相同,才能产生稳定的干涉图样。 2.两种典型的干涉 (1)双缝干涉 ①图样特点:单色光照射时,形成明暗相间的干涉条纹,中央为亮条纹;白光照射时,光屏上出现彩色条纹,中央为白色亮条纹。 ②干涉条纹和光的波长之间的关系:相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是Δx=λ。 (2)薄膜干涉 ①原理:来自两个面的反射光相互叠加,发生干涉。 ②图样特点:同双缝干涉,单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹,白光照射薄膜时,形成彩色条纹。 二、光的衍射 1.发生明显衍射的条件:在障碍物或狭缝的尺寸足够小的时候,衍射现象十分明显。 2.单缝衍射图样 (1)单色光 (2)白光 三、光的偏振 1.自然光:太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光,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,这种光叫作自然光。 2.偏振光:在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定的方向振动的光。 3.偏振光的两种形成方式 (1)让自然光通过偏振片形成偏振光。 (2)让自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射,反射光和折射光都是偏振光。 4.光的偏振现象说明光是一种横波。 四、激光 1.定义 频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波,这就是激光。 2.特点 (1)单色性好:普通光源发射的光,通常包含各种不同频率的光,激光发射的光谱宽度很窄。 (2)相干性好:普通光通常是非相干光,激光是相干光束; (3)平行度好:激光束的发散角很小,方向性很强,激光光束的能量在空间高度集中,不容易发散; (4)亮度高:激光的亮度可比普通光源高出1012～1019倍。 [教材情境] (粤教版选择性必修第一册第114页练习第2题)某同学用“双缝干涉法”做测定某单色光的波长的实验,他测得单缝到双缝的距离为 80 mm,双缝间距为200 μm,双缝到墙壁的距离为60 cm,墙壁上的干涉图样及尺寸如图。 1.正误辨析 (1)只有频率相同的两列光波才可能产生干涉。(　√　) (2)在双缝干涉实验中,双缝的作用是使白光变成单色光。(　×　) (3)白光做双缝干涉实验时,因为不同色光在不同位置加强,故出现彩色条纹。(　√　) (4)阳光下地面上树荫中的圆形亮斑是光的衍射形成的。(　×　) (5)自然光是偏振光。(　×　) 2.(多选)下列所示的图片、示意图大都来源于课本。关于这些图的判断,下列说法正确的是(　AC　) A.图1是小孔衍射的图样,图2为泊松亮斑 B.图1为泊松亮斑,图2是小孔衍射的图样 C.图3是双缝干涉图样,图4是单缝衍射图样 D.图3是单缝衍射图样,图4是双缝干涉图样 解析:泊松亮斑是小圆盘产生的衍射现象,形成的衍射图样是阴影中心有一个亮斑,而小孔衍射的图样是中间有亮斑,无阴影。图1是小孔衍射的图样,图2为泊松亮斑。图3很明显是双缝干涉的图样,因干涉图样中的条纹间距是相等的,单缝衍射图样中的条纹间距是不相等的,中间最宽、最亮,图4是单缝衍射图样。综上A、C正确,B、D错误。 3.用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹,在光源与单缝之间加上红色滤光片后(　D　) A.干涉条纹消失 B.彩色条纹中的红色条纹消失 C.中央条纹变成暗条纹 D.中央条纹变成红色 解析:当用白光做干涉实验时,频率相同的色光,相互叠加干涉,在光屏上形成彩色条纹,中央形成白色的亮条纹;当在光源与单缝之间加上红色滤光片后,只有红光能通过单缝,然后通过双缝后相互叠加干涉,在光屏上形成红色干涉条纹,光屏中央为加强点,所以中央条纹变成红色亮条纹,D正确。 考点一　光的干涉现象 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.光的双缝干涉现象 (1)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)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是光波的波长。 2.薄膜干涉 (1)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:干涉法检查平面的平整程度。如图所示,两板之间形成一楔