第十三章 课时2 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（浙江专用）

课时2　光的波动性 一、光的干涉 1.定义:在两列光波的叠加区域,某些区域的光被加强,出现亮条纹,某些区域的光被减弱,出现暗条纹,且加强和减弱互相间隔的现象叫作光的干涉现象。 2.条件:两列光的频率相同,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉现象。 3.双缝干涉 (1)条纹间距:相邻亮条纹或相邻暗条纹的间距Δx与双缝到屏的距离l成正比,与两狭缝之间距离d成反比,与光的波长λ成正比,Δx=λ。 亮条纹区:光的路程差Δr=r2-r1=kλ(k=0,1,2,…),光屏上出现亮 条纹。 暗条纹区:光的路程差Δr=r2-r1=(2k+1)(k=0,1,2,…),光屏上出现暗条纹。 (2)条纹特点。 ①单色光:明暗相间、等间距的条纹,条纹间距与波长成正比。 ②白光:中央亮条纹,两侧出现彩色条纹。 4.薄膜干涉 (1)利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度相同。 (2)条纹特点。 ①单色光:明暗相间的水平条纹。 ②白光:彩色水平条纹。 (3)应用。 ①干涉法检查平面(如图所示)。 ②镜片增透膜:在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂一层薄膜,当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的时,在薄膜的两个面上的反射光的路程差恰好等于,因而相互抵消,达到减小反射光、增大透射光强度的作用。 二、光的衍射 1.光的衍射现象 光在遇到障碍物时,偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫作光的衍射。 2.光发生明显衍射现象的条件 当孔或障碍物的尺寸比光波波长小,或者跟光波波长相差不多时,光才能发生明显的衍射现象。 3.衍射图样 (1)单缝衍射:中央为亮条纹,向两侧有明暗相间的条纹,但间距和亮度不同。白光衍射时,中央仍为白光,最靠近中央的是紫光,最远离中央的是红光。 (2)圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环。 (3)泊松亮斑:光照射到一个半径很小的圆盘后,在圆盘的阴影中心出现的亮斑,这是光能发生衍射的有力证据之一。 4.衍射与干涉的比较 　　　　两种　 　　　　现象　 比较　　 项目　　 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 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 三、光的偏振 1.偏振光:在跟光传播方向垂直的平面内,光在某一方向振动较强而在其他方向振动较弱的光即为偏振光。光的偏振现象证明光是横波(选填“横波”或“纵波”)。 2.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。这种光是自然光。 3.偏振光的产生 自然光通过起偏器:通过两个共轴的偏振片观察自然光,第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光,叫作起偏器.第二个偏振片的作用是检验光是否是偏振光,叫作检偏器。 四、激光 1.产生:是人工产生的频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光。 2.特点:平行度好,亮度高,相干性好。 3.激光的应用:激光测距、激光通信、激光炮弹、全息照相、工业探伤、激光全息摄影、切割金属、激光手术等。 光的干涉 [例1] (2022·山东卷)(多选)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象,狭缝S1、S2的宽度可调,狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝,实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是(　ACD　) A.图乙是光的双缝干涉图样,当光通过狭缝时,也发生了衍射 B.遮住一条狭缝,另一狭缝宽度增大,其他条件不变,图丙中亮条纹宽度增大 C.照射两条狭缝时,增加L,其他条件不变,图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 D.照射两条狭缝时,若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍,P点处一定是暗条纹 解析:双缝干涉图样是等宽的明暗相间的条纹,光通过狭缝时,同时也发生衍射,A正确;遮住一条狭缝,光通过另一狭缝时发生衍射现象,狭缝越窄,衍射现象越明显,范围越大,条纹越宽,B错误;根据干涉条纹间距公式Δx=λ可知,增加L,其他条件不变,题图乙中相邻暗条纹的中心间距增大,C正确;若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍,P点处一定是暗条纹,D正确。 [变式1] (2021·浙江6月选考卷)(多选)肥皂膜的干涉条纹如图所示,条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是(　AB　) A.过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形 B.肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹 C.肥皂膜从形成到破裂,条纹的宽度和间距不会发生变化 D.将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°,条纹也会跟着转 动90