第35期 光的干涉-光的偏振 激光（答案见37期）-【数理报】新教材2023-2024学年高二物理选择性必修第一册同步学案（人教版2019）

书 第３４期２版参考答案 素养专练１ １．ＡＣ　２．ＢＣ　３．Ａ　４．ＢＣ　５．Ａ 素养专练２ １．ＢＤＥ　２．Ｃ　３．Ａ ４．（１）Ｂ； （２）透过玻璃砖看，Ｐ３大头针挡住Ｐ１、Ｐ２两枚大头 针的像　１．５． ５．（１）ＣＤ；（２） ｓｉｎθ１ ｓｉｎθ２ ；（３）偏小． 素养专练３ １．ＣＤ　２．Ａ　３．Ｂ　４．Ａ　５．Ｂ　６．ＡＣ 第３４期３版参考答案 Ａ组 一、单选题 １．Ｄ　２．Ｄ　３．Ｃ　４．Ｃ　５．Ｂ 二、实验题 ６．（１）Ｐ１、Ｐ２的像及大头针Ｐ３；　（２）１．５． 三、计算题 ７．解析：已知入射光线和出射 光线平行，所以光在三个界面上改 变了传播方向，光线在玻璃珠的内 表面反射时具有对称性，由此可作 出光路图如图所示． 由几何关系可知ｉ＝２ｒ ① 根据折射定律有ｎ＝ｓｉｎｉｓｉｎｒ＝槡３ ② 由①②可得ｉ＝６０°． ８．槡３． Ｂ组 一、多选题 １．ＢＣ　２．ＢＣ　３．ＡＤ 二、实验题 ４．（１）槡３；（２）Ｐ４；（３）１． 三、计算题 ５．解析：（１）光线在球面上恰 好发生全反射，光路图如图所示． 根据几何关系可知，全反射的 临界角满足ｓｉｎＣ＝ＯＢＲ ＝ 槡３ ２可得 Ｃ＝６０°．根据全反射临界角公式可得ｓｉｎＣ＝１ｎ解得ｎ ＝ 槡２３３． （２）光线在透明半球内传播的速度为ｖ＝ ｃｎ，根据 几何关系可知，光在透明半球中传播的路程为 ｓ＝ Ｒｃｏｓ６０°＋２Ｒ＋Ｒｃｏｓ６０°＝３Ｒ，光在透明半球中传播所 用时间为ｔ＝ ｓｖ联立解得ｔ＝ 槡２３Ｒ ｃ ． 书 （上接第１版） 四、激光的特点及应用 特点 性质 应用 相干性 激光具有频率 、相 位差 、偏振方向 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 激光的 非常好，传 播 的距离仍能保 持一定的强度 精确的 ；读取 光 盘 上 记 录 的 等 高亮度 它可以在很小的 和很短的 内集中 很大的 用激光束 、焊 接、医学上可以用激光 做“ ”；激发核 反应等 问题思考 在观看立体电影时，观众要 戴上特制的眼镜，这副眼镜就是 一对透振方向相互垂直的偏振 片，如果不戴这副眼镜，银幕上的 图像就模糊不清了．这是为什么？ 提示：立体电影的光是偏振光．只有与偏振片透振方 向一致的光才能通过． 书 薄膜干涉是生活中常见的一种光学现象，我们看到 的肥皂泡、油膜呈彩色，正是由于薄膜干涉形成的．通过 水膜、油膜、空气膜都可以观察到薄膜干涉现象．下面谈 谈关于薄膜干涉的几个问题． １．相干光源从哪里来？ 当入射光传播到薄膜的前后 面时，被前后两个面反射形成两列 反射光（如图１），这两列光具有相 同的频率、恒定的相位差，是相干 光源．薄膜干涉正是由于这两列光 叠加而形成的． ２．明、暗条纹的产生有什么条件？ 来自薄膜前后两个面的反射光所走的光程差Δｓ是该 处薄膜厚度ｄ的两倍即Δｓ＝２ｄ． 在不同位置薄膜的厚度不同，若某处的光程差 Δｓ 恰好是入射光波长λ的整数倍即Δｓ＝ｎλ（ｎ＝０，１，２，３， …），则该处产生明条纹； 若某处的光程差Δｓ恰好是入射光半波长 λ２的奇数 倍即Δｓ＝（２ｎ＋１）λ２（ｎ＝０，１，２，３，…），则该处产生暗 条纹． ３．干涉图样一定是明暗相间的条纹吗？ 当某一波长的单色光入射时，形成的条纹是明暗相 间的条纹；当白光入射时，不同波长的单色光叠加产生 明暗条纹的位置不同，干涉条纹是彩色的． ４．为什么说干涉条纹就是等厚线？ 形成同一条干涉条纹的两列反射光的光程差是一 定的，而光程差的一半恰好是该处薄膜的厚度，所以同 一条干涉条纹对应的薄膜厚度相等，即干涉条纹就是等 厚线．在牛顿环现象中相同厚度的空气膜位于同一圆环 上，所以单色光照射时的干涉条纹是明暗相间的圆环状 条纹（如图２，图３）． ５．干涉条纹沿什么方向排列？ 单色光从左侧射入薄膜时，因为相同高度位置的薄 膜厚度相同，所以某一高度处形成的条纹沿水平方向， 在不同高度处形成的条纹将平行排列． ６．任意相邻两明条纹或两暗条纹所对应位置的薄 膜厚度差一定相等吗？ 对于某相邻的两条明条纹对应位置的光程差分别 为：ｎλ＝２ｄ１，（ｎ＋１）λ＝２ｄ２，相邻两明条纹位置薄膜的 厚度差：Δｄ＝ｄ２－ｄ１ ＝ １ ２（ｎ＋１）λ－ １ ２ｎλ＝ λ ２． 对于某相邻的两条暗条纹对应位置的光程差分别 为： （２ｎ＋１）λ２ ＝２ｄ１，［２（ｎ＋１）＋１］ λ ２ ＝２ｄ２，则相 邻两暗条纹位置薄膜的厚度差：Δｄ＝ｄ２－ｄ１＝（２ｎ＋３） λ ４－（２ｎ＋１） λ ４ ＝ λ ２． 可见，任意相邻两明条纹或两暗条纹所对应位置的 薄膜厚度差都等于 λ ２． ７．干涉条纹一定等间距吗？ 如图４所示为两透明平板玻璃，如图５所示下板为 平板玻璃，上板为弯曲透明玻璃．分别用单色平行光照 射上板时，观察到的