精品解析：14.2 光的干涉、衍射和偏振（讲）

第十四章 光 第2讲　光的干涉、衍射和偏振 一、光的干涉现象 光的干涉 （1）定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现________条纹，某些区域相互减弱，出现________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。 二、光的衍射和偏振现象 1．光的衍射 发生明显衍射现象的条件：只有当障碍物或狭缝的尺寸足够________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________________振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都________。 （2）偏振光：在________于光的传播方向的平面上，只沿着某个________的方向振动的光。 （3）偏振光形成 ①让自然光通过____________形成偏振光。 ②让自然光在两种介质的界面发生反射和________，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。 （4）偏振光应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等。 （5）光的偏振现象说明光是一种________波。 考点一　光的干涉现象 1．双缝干涉 （1）条纹间距：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： 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。 当Δr=nλ（n=0，1，2，…）时，光屏上P′处出现明条纹。 当Δr=（2n＋1）（n=0，1，2，…）时，光屏上P′处出现暗条纹。 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，从膜的前表面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）明暗条纹的判断方法： 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，光在薄膜中的波长为λ。 在P1、P2处，Δr=nλ（n=1，2，3，…），薄膜上出现明条纹。 在Q处，Δr=（2n＋1）（n=0，1，2，3，…），薄膜上出现暗条纹。 （3）应用：增透膜、检查平面的平整度。 典例精析 变式巩固 【例题1】 1. 如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10－6 m，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？ (1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7 m； (2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)； (3)若用A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象. 【变式题】 2. 在图示的双缝干涉实验中，光源S到缝S1、S2距离相等，P0为S1S2连线中垂线与光屏的交点。用波长为400nm的光实验时，光屏中央P0处呈现中央亮条纹（记为第0条亮条纹），P处呈现第3条亮条纹。当改用波长为600nm的光实验时，P处将呈现（　　） A. 第2条亮条纹 B. 第3条亮条纹 C. 第2条暗条纹 D. 第3条暗条纹 【例题2】 3. “牛顿环”又称“牛顿圈”．如图甲所示．牛顿环的上表面是半径很大的玻璃球冠的平面，下表面是球冠的凸面．其工作原理为“薄膜干涉”．可以用来判断透镜表面凸凹、精确检验光学元件表面质量、测量透镜表面曲率半径和液体折射率等．把牛顿环与玻璃面接触，在日光下或用白光照射时，可以看到明暗相间的彩色圆环；若用单色光照射，则会出现一些明暗相间的单色圆环，如图乙所示．它们是由球面和被检测面上反射的光相互干涉而形成的条纹，这些圆环的分布情况与球冠半径及被测物品的表面情况有关．以下分析正确的是(　　) A. 圆环间距大小与球冠半径大小无关 B. 球冠的半径越大，圆环的间距越小 C. 若观察到的是规则圆环，则被检测的面是均匀、对称的 D. 被检测的面必须是平的 【变式题】 4. 图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其平面的物体，C为入射光，图乙为观察到的干涉条纹，下列说法正确的是（　　） A. 入射光C应采用单色光 B. 图示条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的 C. 当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹 D. 由图乙条纹可知，被检查表面上有洞状凹陷 [2021·江苏卷·6] 5. 铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（　　） A. B. C.