第七板块 专题十七 考向(三) 光的干涉和衍射（课件PPT）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材 江苏北京专用）

考向（三）光的干涉和衍射 1．机械波和光波都能发生干涉、衍射、多普勒效应等现象，这些现象是波特有的现象。偏振现象是横波的特有现象。要观察到稳定的干涉现象和明显的衍射现象需要一定的条件。 2．光的干涉现象：双缝干涉、薄膜干涉(油膜、空气膜、增透膜、牛顿环)。 3．光的衍射现象：圆孔衍射、泊松亮斑。　　 [精要提炼] [考法全训] 1．如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，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在狭缝上，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样(图中阴影部分表示暗条纹)。下列说法正确的是(　 ) A．图乙是光的双缝干涉图样，图丙是光的衍射图样 B．遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将减小 C．照射双缝时，仅增加双缝到屏的距离L，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小 D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹 答案：A　 解析：双缝干涉图样的相邻亮(或暗)条纹的间距不变，故图乙为双缝干涉图样，而衍射图样有中间宽两侧窄的特点，故图丙为光的衍射图样，故A项正确；狭缝越小，衍射的范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度减小，其他条件不变，则衍射现象增强，图丙中亮条纹宽度将增大，故B项错误；根据双缝干涉 2．(2023·山东高考) 如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是(　 ) A．劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动 B．劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动 C．劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 D．劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动 答案：A　 解析：因为C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，G膨胀得更明显，导致劈形空气层的厚度变大，空气层上相同厚度的位置将左移，对应该厚度的干涉条纹也相应左移，故A正确。 3．(2023·苏州八校联考)单缝衍射图样的 中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波 长、缝到屏的距离的关系和双缝干涉的相邻 两亮条纹间距关系类似；利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数，线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量。如图所示，挡光片A固定，挡光片B放置在待测金属棒上端，A、B间形成平直狭缝，激光通过狭缝在光屏上形成衍射图样，在激光波长已知的情况下，通过测量缝屏距离和中央亮条纹宽度，可算出狭缝宽度及变化，进而计算出金属的线膨胀系数(　 ) A．激光波长越短，其他实验条件不变，中央亮条纹宽度越宽 B．相同实验条件下，金属的膨胀量越大，中央亮条纹宽度越窄 C．相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明金属膨胀量越大 D．狭缝到光屏距离越大，其他实验条件相同，测得的线膨胀系数越大 答案：C　 验条件下，金属的膨胀量越大，则单缝宽度d越小，中央亮条纹宽度越宽，故B错误；相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明单缝的宽度变化大，即金属膨胀量越大，故C正确；金属的线膨胀系数属于金属的特有属性，与实验装置无关，故D错误。 “专题十七 课时作业” 13 公式Δx＝λ，可知当仅增加L时，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大，故C项错误；照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，则两束光波在P点相互削弱，即为暗条纹，故D项错误。 解析：对比双缝干涉相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝到屏距离的关系公式Δx＝λ，可得单缝衍射中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝到屏距离的关系为＝λ，激光波长变短，其他条件不变，则中央亮条纹宽度变窄，故A错误；相同实 $$