選修3-422光的波動(dòng)性【2015《物理復(fù)習(xí)方略》一輪復(fù)習(xí)課件滬科版】

1、第 2 講光的波動(dòng)性知識點(diǎn)知識點(diǎn)1 1 光的干涉光的干涉【思維激活【思維激活1 1】如圖是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖的示意圖,S,S為單縫為單縫,S,S1 1、S S2 2為雙縫為雙縫,P,P為光為光屏。用綠光從左邊照射單縫屏。用綠光從左邊照射單縫S S時(shí)時(shí), ,可在光屏可在光屏P P上觀察到干涉條紋。下列說法正確的是上觀察到干涉條紋。下列說法正確的是 ( () )A.A.減小雙縫間的距離減小雙縫間的距離, ,干涉條紋間的距離減小干涉條紋間的距離減小B.B.增大雙縫到屏的距離增大雙縫到屏的距離, ,干涉條紋間的距離增大干涉條紋間的距離增大C.C.將綠光換為紅光將綠光換為紅光

2、, ,干涉條紋間的距離減小干涉條紋間的距離減小D.D.將綠光換為紫光將綠光換為紫光, ,干涉條紋間的距離增大干涉條紋間的距離增大【解析】【解析】選選B B。由雙縫干涉條紋間距公式。由雙縫干涉條紋間距公式x= x= 可知可知, ,減小雙減小雙縫間的距離縫間的距離d,d,干涉條紋間的距離干涉條紋間的距離xx增大增大,A,A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;增大雙縫到屏增大雙縫到屏的距離的距離L,L,干涉條紋間的距離增大干涉條紋間的距離增大,B,B正確正確; ;將綠光換為紅光將綠光換為紅光, ,入射入射光的波長增大光的波長增大, ,干涉條紋間的距離應(yīng)增大干涉條紋間的距離應(yīng)增大,C,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;將綠光換為紫將綠光換為

3、紫光光, ,入射光的波長變短入射光的波長變短, ,干涉條紋間的距離應(yīng)減小干涉條紋間的距離應(yīng)減小,D,D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。Ld【知識梳理】【知識梳理】1.1.產(chǎn)生條件：兩列光的產(chǎn)生條件：兩列光的_相同相同, ,振動(dòng)方向振動(dòng)方向_,_,且具有恒定且具有恒定的相位差的相位差, ,才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣。才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣。頻率頻率相同相同2.2.兩種典型的干涉：兩種典型的干涉：(1)(1)楊氏雙縫干涉。楊氏雙縫干涉。原理如圖所示。原理如圖所示。明、暗條紋的條件。明、暗條紋的條件。()()單色光：形成單色光：形成_的條紋的條紋, ,中央為明條紋。中央為明條紋。a.a.光的路程差光的路程差r=rr=r2

4、2-r-r1 1=_(k=0,1,2),=_(k=0,1,2),光屏上出現(xiàn)明條紋。光屏上出現(xiàn)明條紋。b.b.光的路程差光的路程差r=rr=r2 2-r-r1 1=_(k=0,1,2),=_(k=0,1,2),光屏上出現(xiàn)暗光屏上出現(xiàn)暗條紋。條紋。( () )白光：光屏上出現(xiàn)白光：光屏上出現(xiàn)_條紋條紋, ,且中央亮條紋是且中央亮條紋是_(_(填寫填寫顏色顏色) )。條紋間距公式：條紋間距公式：x=_x=_。明暗相間明暗相間kk2k12彩色彩色白色白色dl(2)(2)薄膜干涉。薄膜干涉。相干光：光照射到透明薄膜上相干光：光照射到透明薄膜上, ,從薄膜的兩個(gè)表面從薄膜的兩個(gè)表面_的的兩列光波。兩列光波

5、。圖樣特點(diǎn)：同雙縫干涉圖樣特點(diǎn)：同雙縫干涉, ,同一條亮同一條亮( (或暗或暗) )紋對應(yīng)薄膜的紋對應(yīng)薄膜的_相等。單色光照射薄膜時(shí)形成明暗相間的條紋相等。單色光照射薄膜時(shí)形成明暗相間的條紋, ,白光照射薄膜白光照射薄膜時(shí)時(shí), ,形成彩色條紋。形成彩色條紋。反射反射厚度厚度知識點(diǎn)知識點(diǎn)2 2 光的衍射光的衍射【思維激活【思維激活2 2】某同學(xué)使用激光器做光源某同學(xué)使用激光器做光源, ,在不透光的擋板上開在不透光的擋板上開一條縫寬為一條縫寬為0.05mm0.05mm的窄縫的窄縫, ,進(jìn)行光的衍射實(shí)驗(yàn)進(jìn)行光的衍射實(shí)驗(yàn), ,如圖甲所示。則如圖甲所示。則他在光屏上看到的條紋是圖乙中的他在光屏上看到的條

6、紋是圖乙中的( () )【解析】【解析】選選D D。因?yàn)榭p沿水平方向。因?yàn)榭p沿水平方向, ,所以衍射條紋也沿水平方所以衍射條紋也沿水平方向向,A,A、C C選項(xiàng)不對選項(xiàng)不對; ;選項(xiàng)選項(xiàng)B B中明暗相間的條紋間距等大中明暗相間的條紋間距等大, ,為干涉圖為干涉圖樣樣, ,所以本題應(yīng)選所以本題應(yīng)選D D。【知識梳理】【知識梳理】1.1.發(fā)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長發(fā)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長_,_,甚至比光的波長甚至比光的波長_的時(shí)候的時(shí)候, ,衍射現(xiàn)象才會明顯。衍射現(xiàn)象才會明顯。相差不多相差不多還小還小2.2.衍射條紋的特點(diǎn)：衍射條紋的特點(diǎn)：(1)(1)

7、單縫衍射和圓孔衍射圖樣的比較。單縫衍射和圓孔衍射圖樣的比較。單縫衍射單縫衍射圓孔衍射圓孔衍射單單色色光光中央為亮且寬的條紋中央為亮且寬的條紋, ,兩兩側(cè)為側(cè)為_的條紋的條紋, ,且且越靠外越靠外, ,亮條紋的亮度亮條紋的亮度_,_,寬度寬度_中央是大且亮的圓形亮斑中央是大且亮的圓形亮斑, ,周圍分布著周圍分布著_的同的同心圓環(huán)心圓環(huán), ,且越靠外且越靠外, ,圓形亮條圓形亮條紋的亮度紋的亮度_,_,寬度寬度_亮環(huán)或暗環(huán)間的距離隨圓亮環(huán)或暗環(huán)間的距離隨圓孔半徑的增大而孔半徑的增大而_白白光光中央為亮且寬的白色條紋中央為亮且寬的白色條紋, ,兩側(cè)為亮度兩側(cè)為亮度_、寬、寬度度_的彩色條紋的彩色條紋

8、, ,其中最靠近中央的色光是其中最靠近中央的色光是紫光紫光, ,離中央最遠(yuǎn)的是紅光離中央最遠(yuǎn)的是紅光中央是大且亮的白色亮斑中央是大且亮的白色亮斑, ,周圍是不等間距的彩色的周圍是不等間距的彩色的_明暗相間明暗相間越弱越弱越小越小明暗相間明暗相間越弱越弱越小越小減小減小逐漸變暗逐漸變暗逐漸變窄逐漸變窄同心圓環(huán)同心圓環(huán)(2)(2)泊松亮斑泊松亮斑( (圓盤衍射圓盤衍射) )：當(dāng)光照到：當(dāng)光照到_(_(選填選填“透明透明”或或“不透明不透明”) )的半徑很小的小圓盤上時(shí)的半徑很小的小圓盤上時(shí), ,在圓盤的陰影中心在圓盤的陰影中心出現(xiàn)出現(xiàn)_(_(在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)在陰影外還有不等間距

9、的明暗相間的圓環(huán)) )。不透明不透明亮斑亮斑知識點(diǎn)知識點(diǎn)3 3 光的偏振現(xiàn)象光的偏振現(xiàn)象【思維激活【思維激活3 3】如圖所示如圖所示, ,半徑為半徑為R R的圓形偏振片的圓形偏振片P P的透振方向?yàn)榈耐刚穹较驗(yàn)樨Q直方向豎直方向, ,一束橫截面半徑略小于一束橫截面半徑略小于R R的平行自然光正對著偏振片的平行自然光正對著偏振片P P照射后射到屏上照射后射到屏上, ,現(xiàn)以光的傳播方向現(xiàn)以光的傳播方向OOOO為軸將偏振片為軸將偏振片P P旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)9090, ,則在偏振片則在偏振片P P旋轉(zhuǎn)的過程中旋轉(zhuǎn)的過程中( () )A.A.屏上出現(xiàn)圓形亮斑屏上出現(xiàn)圓形亮斑, ,亮度不變亮度不變B.B.屏上出現(xiàn)圓

10、形亮斑屏上出現(xiàn)圓形亮斑, ,亮度逐漸變暗亮度逐漸變暗C.C.屏上出現(xiàn)隨偏振片屏上出現(xiàn)隨偏振片P P旋轉(zhuǎn)的亮條紋旋轉(zhuǎn)的亮條紋, ,且亮度不變且亮度不變D.D.屏上出現(xiàn)隨偏振片屏上出現(xiàn)隨偏振片P P旋轉(zhuǎn)的亮條紋旋轉(zhuǎn)的亮條紋, ,且亮度變暗且亮度變暗【解析】【解析】選選A A。圓柱狀光束通過偏振片后。圓柱狀光束通過偏振片后, ,屏幕上出現(xiàn)圓形亮斑屏幕上出現(xiàn)圓形亮斑, ,偏振片是讓特定方向振動(dòng)的光透過去偏振片是讓特定方向振動(dòng)的光透過去, ,只是相對光源的亮度減只是相對光源的亮度減弱弱, ,故屏幕上依然出現(xiàn)圓形亮斑故屏幕上依然出現(xiàn)圓形亮斑,C,C、D D錯(cuò)。自然光包含在垂直于錯(cuò)。自然光包含在垂直于傳播方

11、向上沿一切方向振動(dòng)的光傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光, ,而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同波的強(qiáng)度都相同, ,故轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片故轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片, ,透振方向雖然改變透振方向雖然改變, ,但成像依但成像依然是圓形亮斑然是圓形亮斑, ,且亮度不變且亮度不變,A,A正確正確,B,B錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。【知識梳理】【知識梳理】1.1.偏振：光波只沿偏振：光波只沿_的方向的振動(dòng)。的方向的振動(dòng)。2.2.自然光：太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光自然光：太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光, ,包括在垂直于包括在垂直于傳播方向上沿傳播方向上沿_振動(dòng)的光振動(dòng)的光, ,而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光

12、波的波的_都相同都相同, ,這種光叫作自然光。這種光叫作自然光。3.3.偏振光：在偏振光：在_于傳播方向的平面上于傳播方向的平面上, ,只沿某個(gè)特定方向只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)的光。光的偏振證明光是振動(dòng)的光。光的偏振證明光是_。自然光通過偏振片后。自然光通過偏振片后, ,就就得到了偏振光。得到了偏振光。某一特定某一特定一切方向一切方向強(qiáng)度強(qiáng)度垂直垂直橫波橫波【微點(diǎn)撥】【微點(diǎn)撥】1.1.對相干光源獲得方法的兩點(diǎn)提醒：對相干光源獲得方法的兩點(diǎn)提醒：(1)(1)將一束光分成兩束而獲得將一束光分成兩束而獲得, ,此法稱為分光法。此法稱為分光法。(2)(2)利用激光。利用激光。2.2.研究干涉現(xiàn)象時(shí)的兩點(diǎn)注

13、意：研究干涉現(xiàn)象時(shí)的兩點(diǎn)注意：(1)(1)只有相干光才能形成穩(wěn)定的干涉圖樣只有相干光才能形成穩(wěn)定的干涉圖樣, ,光的干涉是有條件的。光的干涉是有條件的。(2)(2)單色光形成明暗相間的干涉條紋單色光形成明暗相間的干涉條紋, ,白光形成彩色條紋。白光形成彩色條紋。3.3.偏振現(xiàn)象的兩個(gè)易錯(cuò)提醒：偏振現(xiàn)象的兩個(gè)易錯(cuò)提醒：(1)(1)偏振現(xiàn)象在生活中非常普遍偏振現(xiàn)象在生活中非常普遍, ,并不是只有自然光通過偏振片并不是只有自然光通過偏振片后才變?yōu)槠窆夂蟛抛優(yōu)槠窆? ,生活中除光源直接發(fā)出的光外生活中除光源直接發(fā)出的光外, ,我們看到的絕我們看到的絕大部分光都是偏振光。大部分光都是偏振光。(2)(

14、2)當(dāng)偏振光入射到偏振片上時(shí)當(dāng)偏振光入射到偏振片上時(shí), ,如果偏振方向與透振方向既不如果偏振方向與透振方向既不平行也不垂直平行也不垂直, ,仍會有部分光透過偏振片。仍會有部分光透過偏振片?？键c(diǎn)考點(diǎn)1 1 光的干涉、衍射及偏振光的干涉、衍射及偏振1.1.單縫衍射與雙縫干涉的比較：單縫衍射與雙縫干涉的比較：對比對比分析分析兩種現(xiàn)象兩種現(xiàn)象比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目單縫衍射單縫衍射雙縫干涉雙縫干涉不不同同點(diǎn)點(diǎn)條紋寬度條紋寬度條紋寬度不等條紋寬度不等, ,中央中央最寬最寬條紋寬度相等條紋寬度相等條紋間距條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距各相鄰條紋等間距亮度情況亮度情況中央條紋最亮中央條

15、紋最亮, ,兩邊兩邊變暗變暗條紋清晰條紋清晰, ,亮度基本亮度基本相等相等相同點(diǎn)相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象, ,屬于波的疊屬于波的疊加加; ;干涉、衍射都有明暗相間的條紋干涉、衍射都有明暗相間的條紋2.2.自然光和偏振光的比較：自然光和偏振光的比較：自然光自然光( (非偏振光非偏振光) )偏振光偏振光光的光的來源來源直接從光源發(fā)出的光直接從光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后的自然光通過起偏器后的光光光的光的振動(dòng)振動(dòng)方向方向在垂直于光的傳播方向的平在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)面內(nèi), ,光振動(dòng)沿任意方向光振動(dòng)沿任意方向, ,且且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度沿各個(gè)方向振動(dòng)的光

16、的強(qiáng)度相同相同在垂直于光的傳播方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)的平面內(nèi), ,光振動(dòng)沿特定光振動(dòng)沿特定方向方向【題組通關(guān)方案】【題組通關(guān)方案】【典題【典題1 1】(2014(2014成都模擬成都模擬) )如圖所示的四種明暗相間的條紋如圖所示的四種明暗相間的條紋, ,分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣( (黑色黑色部分表示亮紋部分表示亮紋) )。則在下面四個(gè)圖中從左往右排列。則在下面四個(gè)圖中從左往右排列, ,亮條紋的顏亮條紋的顏色

17、依次是色依次是( () )A.A.黃紫紅藍(lán)黃紫紅藍(lán) B.B.紫黃藍(lán)紅紫黃藍(lán)紅C.C.紅藍(lán)紫黃紅藍(lán)紫黃 D.D.藍(lán)紅黃紫藍(lán)紅黃紫【典題解析】【典題解析】選選C C。干涉條紋的特點(diǎn)是條紋寬度相等。干涉條紋的特點(diǎn)是條紋寬度相等, ,且相鄰條且相鄰條紋等間距紋等間距, ,波長越大波長越大, ,條紋越寬。又因?yàn)榧t光的波長大于藍(lán)光的條紋越寬。又因?yàn)榧t光的波長大于藍(lán)光的波長波長, ,所以左邊數(shù)第一幅圖是紅光的干涉條紋所以左邊數(shù)第一幅圖是紅光的干涉條紋, ,第二幅圖是藍(lán)光第二幅圖是藍(lán)光的干涉條紋。衍射條紋的特點(diǎn)是條紋寬度不等的干涉條紋。衍射條紋的特點(diǎn)是條紋寬度不等, ,中央最寬且各中央最寬且各相鄰條紋間距不等

18、相鄰條紋間距不等, ,波長越大波長越大, ,中央條紋越寬。又因?yàn)辄S光的波中央條紋越寬。又因?yàn)辄S光的波長大于紫光的波長長大于紫光的波長, ,故左邊數(shù)第三幅圖對應(yīng)紫光故左邊數(shù)第三幅圖對應(yīng)紫光, ,第四幅圖對應(yīng)第四幅圖對應(yīng)黃光黃光,C,C正確正確,A,A、B B、D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。【典題【典題2 2】(2012(2012江蘇高考江蘇高考) )如圖所示如圖所示, ,白熾燈的右側(cè)依次平行白熾燈的右側(cè)依次平行放置偏振片放置偏振片P P和和Q,AQ,A點(diǎn)位于點(diǎn)位于P P、Q Q之間之間,B,B點(diǎn)位于點(diǎn)位于Q Q右側(cè)。旋轉(zhuǎn)偏振右側(cè)。旋轉(zhuǎn)偏振片片P,AP,A、B B兩點(diǎn)光的強(qiáng)度變化情況是兩點(diǎn)光的強(qiáng)度變化情況是(

19、 () )A.AA.A、B B均不變均不變 B.AB.A、B B均有變化均有變化C.AC.A不變不變,B,B有變化有變化D.AD.A有變化有變化,B,B不變不變【典題解析】【典題解析】選選C C。對白熾燈而言。對白熾燈而言, ,無論偏振片無論偏振片P P轉(zhuǎn)動(dòng)到哪個(gè)方轉(zhuǎn)動(dòng)到哪個(gè)方向向, ,獲得的都是單一振動(dòng)方向、強(qiáng)度都相同的偏振光獲得的都是單一振動(dòng)方向、強(qiáng)度都相同的偏振光, ,轉(zhuǎn)動(dòng)偏振轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片片P P時(shí)時(shí), ,只有振動(dòng)方向和偏振片只有振動(dòng)方向和偏振片Q Q的透振方向相同時(shí)的透振方向相同時(shí), ,透過的光最透過的光最強(qiáng)強(qiáng), ,所以答案選所以答案選C C?！炯庸逃?xùn)練】【加固訓(xùn)練】1.(20121.(

20、2012上海高考上海高考) )如圖為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)如圖為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣的圖樣, ,則則( () )A.A.甲為紫光的干涉圖樣甲為紫光的干涉圖樣B.B.乙為紫光的干涉圖樣乙為紫光的干涉圖樣C.C.丙為紅光的干涉圖樣丙為紅光的干涉圖樣D.D.丁為紅光的干涉圖樣丁為紅光的干涉圖樣【解析】【解析】選選B B。對于干涉條紋。對于干涉條紋, ,明條紋和暗條紋在比較多的條數(shù)明條紋和暗條紋在比較多的條數(shù)之內(nèi)都保持寬度相等之內(nèi)都保持寬度相等, ,且波長越大且波長越大, ,條紋越寬條紋越寬; ;對于衍射條紋對于衍射條紋, ,條條紋寬度中間大紋寬度中間大, ,兩邊逐漸減小。由于

21、紅光波長大于紫光波長兩邊逐漸減小。由于紅光波長大于紫光波長, ,故故紅光條紋比紫光條紋寬。因此紅光條紋比紫光條紋寬。因此, ,甲是紅光干涉圖樣甲是紅光干涉圖樣, ,乙是紫光干乙是紫光干涉圖樣涉圖樣, ,丙是紅光衍射圖樣丙是紅光衍射圖樣, ,丁是紫光衍射圖樣丁是紫光衍射圖樣, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)B B對對,A,A、C C、D D錯(cuò)。錯(cuò)。2.2.如圖所示如圖所示, ,甲、乙、丙、丁四個(gè)圖是不同的單色光形成的雙甲、乙、丙、丁四個(gè)圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣縫干涉或單縫衍射圖樣, ,分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是論是( () )A.A.甲、乙是光的干涉

22、圖樣甲、乙是光的干涉圖樣B.B.丙、丁是光的干涉圖樣丙、丁是光的干涉圖樣C.C.形成甲圖樣的光的波長比形成乙圖樣的光的波長短形成甲圖樣的光的波長比形成乙圖樣的光的波長短D.D.形成丙圖樣的光的波長比形成丁圖樣的光的波長短形成丙圖樣的光的波長比形成丁圖樣的光的波長短【解析】【解析】選選A A。干涉條紋是等間距的條紋。干涉條紋是等間距的條紋, ,衍射條紋是不等間衍射條紋是不等間距的條紋。因此距的條紋。因此, ,甲、乙圖是干涉圖樣甲、乙圖是干涉圖樣, ,丙、丁圖是衍射圖樣丙、丁圖是衍射圖樣, ,A A正確正確,B,B錯(cuò)誤。由公式錯(cuò)誤。由公式x= x= 可知可知, ,條紋寬度與條紋寬度與l、d d、均

23、有均有關(guān)關(guān), ,故無法判斷甲圖樣與乙圖樣光的波長的大小關(guān)系故無法判斷甲圖樣與乙圖樣光的波長的大小關(guān)系,C,C錯(cuò)。丙、錯(cuò)。丙、丁兩圖中由于縫的大小關(guān)系沒有限定丁兩圖中由于縫的大小關(guān)系沒有限定, ,故無法比較丙、丁圖樣故無法比較丙、丁圖樣光的波長的大小關(guān)系光的波長的大小關(guān)系,D,D錯(cuò)。錯(cuò)。dl【學(xué)科素養(yǎng)升華】【學(xué)科素養(yǎng)升華】區(qū)分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法區(qū)分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法(1)(1)根據(jù)條紋的寬度區(qū)分：雙縫干涉的條紋的寬度相同根據(jù)條紋的寬度區(qū)分：雙縫干涉的條紋的寬度相同, ,而單縫而單縫衍射的條紋中央亮條紋最寬衍射的條紋中央亮條紋最寬, ,兩側(cè)的亮條紋逐漸變窄。兩側(cè)的亮條紋

24、逐漸變窄。(2)(2)根據(jù)條紋的間距區(qū)分：雙縫干涉條紋的間距是相等的根據(jù)條紋的間距區(qū)分：雙縫干涉條紋的間距是相等的, ,而單而單縫衍射的條紋越向兩側(cè)條紋間距越窄。縫衍射的條紋越向兩側(cè)條紋間距越窄。(3)(3)根據(jù)亮條紋的亮度區(qū)分：雙縫干涉條紋根據(jù)亮條紋的亮度區(qū)分：雙縫干涉條紋, ,從中央亮紋往兩側(cè)從中央亮紋往兩側(cè)亮度變化很小亮度變化很小, ,而單縫衍射條紋中央亮紋最亮而單縫衍射條紋中央亮紋最亮, ,兩側(cè)的亮紋逐漸兩側(cè)的亮紋逐漸變暗。變暗?？键c(diǎn)考點(diǎn)2 2 用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉測光的波長1.1.實(shí)驗(yàn)原理：相鄰兩條明條紋間距實(shí)驗(yàn)原理：相鄰兩條明條紋間距xx與入射光波長與入射光波長,雙縫雙縫

25、S S1 1、S S2 2間距間距d d及雙縫與屏的距離及雙縫與屏的距離l l滿足的關(guān)系式為滿足的關(guān)系式為x=x=2.2.實(shí)驗(yàn)器材：雙實(shí)驗(yàn)器材：雙縫干涉儀、光具座、光源、學(xué)生電源、導(dǎo)線、縫干涉儀、光具座、光源、學(xué)生電源、導(dǎo)線、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭、刻度尺。濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭、刻度尺。深化深化理解理解 d。l3.3.實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：(1)(1)安裝儀器。安裝儀器。將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。接好光源接好光源, ,打開開關(guān)打開開關(guān), ,使白熾燈正常發(fā)光。調(diào)節(jié)各部件的高度使白熾燈正常發(fā)光

26、。調(diào)節(jié)各部件的高度, ,使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏。使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏。安裝單縫和雙縫安裝單縫和雙縫, ,中心位于遮光筒的軸線上中心位于遮光筒的軸線上, ,使雙縫和單縫的使雙縫和單縫的縫平行?？p平行。(2)(2)觀察與記錄。觀察與記錄。調(diào)單縫與雙縫間距為調(diào)單縫與雙縫間距為5 510cm10cm時(shí)時(shí), ,觀察白光的干涉條紋。觀察白光的干涉條紋。在單縫和光源間放上濾光片在單縫和光源間放上濾光片, ,觀察單色光的干涉條紋。觀察單色光的干涉條紋。調(diào)節(jié)測量頭調(diào)節(jié)測量頭, ,使分劃板中心刻度線對齊第使分劃板中心刻度線對齊第1 1條亮條紋的中心條亮條紋的中心, ,記下手輪上的讀數(shù)記下

27、手輪上的讀數(shù)a a1 1; ;轉(zhuǎn)動(dòng)手輪轉(zhuǎn)動(dòng)手輪, ,使分劃板向一側(cè)移動(dòng)使分劃板向一側(cè)移動(dòng), ,當(dāng)分劃當(dāng)分劃板中心刻度線與第板中心刻度線與第n n條相鄰的明條紋中心對齊時(shí)條相鄰的明條紋中心對齊時(shí), ,記下手輪上記下手輪上的刻度數(shù)的刻度數(shù)a a2 2, ,則相鄰兩條紋間的距離則相鄰兩條紋間的距離x= x= 換用不同的濾光片換用不同的濾光片, ,測量其他色光的波長。測量其他色光的波長。12aan1。(3)(3)數(shù)據(jù)處理：用刻度尺測量出雙縫到光屏間的距離數(shù)據(jù)處理：用刻度尺測量出雙縫到光屏間的距離l, ,由公由公式式= x= x計(jì)算波長計(jì)算波長, ,重復(fù)測量、計(jì)算重復(fù)測量、計(jì)算, ,求出波長的平均值。求

28、出波長的平均值。dl4.4.注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：(1)(1)調(diào)節(jié)雙縫干涉儀時(shí)調(diào)節(jié)雙縫干涉儀時(shí), ,要注意調(diào)節(jié)光源的高度要注意調(diào)節(jié)光源的高度, ,使它發(fā)出的一使它發(fā)出的一束光能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮。束光能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮。(2)(2)放置單縫和雙縫時(shí)放置單縫和雙縫時(shí), ,縫要相互平行縫要相互平行, ,中心大致位于遮光筒的中心大致位于遮光筒的軸線上。軸線上。(3)(3)調(diào)節(jié)測量頭時(shí)調(diào)節(jié)測量頭時(shí), ,應(yīng)使分劃板中心刻線和條紋的中心對齊應(yīng)使分劃板中心刻線和條紋的中心對齊, ,記記清此時(shí)手輪上的讀數(shù)清此時(shí)手輪上的讀數(shù), ,轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭, ,使分劃板中心刻線和另一條使分劃板中心刻線

29、和另一條紋的中心對齊紋的中心對齊, ,記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)記下此時(shí)手輪上的讀數(shù), ,兩次讀數(shù)之差就表示這兩次讀數(shù)之差就表示這兩個(gè)條紋間的距離。兩個(gè)條紋間的距離。(4)(4)不要直接測不要直接測x,x,要測幾個(gè)條紋的間距要測幾個(gè)條紋的間距, ,計(jì)算得計(jì)算得x,x,這樣可以這樣可以減小誤差。減小誤差。(5)(5)白光的干涉觀察到的是彩色條紋白光的干涉觀察到的是彩色條紋, ,其中白色在中央其中白色在中央, ,紅色在紅色在最外邊。最外邊?！绢}組通關(guān)方案】【題組通關(guān)方案】【典題【典題3 3】(2012(2012福建高考福建高考) )在在“用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉測光的波長”實(shí)實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)中( (實(shí)驗(yàn)裝

30、置如圖實(shí)驗(yàn)裝置如圖) )：(1)(1)下列說法哪一個(gè)是錯(cuò)誤的下列說法哪一個(gè)是錯(cuò)誤的。A.A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí), ,應(yīng)放上單應(yīng)放上單縫和雙縫縫和雙縫B.B.測量某條干涉亮紋位置時(shí)測量某條干涉亮紋位置時(shí), ,應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊該亮紋的中心對齊C.C.為了減少測量誤差為了減少測量誤差, ,可用測微目鏡測出可用測微目鏡測出n n條亮紋間的距離條亮紋間的距離a,a,求出相鄰兩條亮紋間距求出相鄰兩條亮紋間距x=x=an1(2)(2)測量某亮紋位置時(shí)測量某亮紋位置時(shí), ,手輪上的示數(shù)如圖

31、手輪上的示數(shù)如圖, ,其示數(shù)為其示數(shù)為mmmm?！镜漕}解析】【典題解析】(1)(1)選選A A。應(yīng)先調(diào)節(jié)光源高度、遮光筒中心及光。應(yīng)先調(diào)節(jié)光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上單、雙縫屏中心后再放上單、雙縫,A,A選項(xiàng)不正確。目鏡分劃板中心應(yīng)選項(xiàng)不正確。目鏡分劃板中心應(yīng)與亮紋中心對齊與亮紋中心對齊, ,使得移動(dòng)過程測出的條紋間距較為準(zhǔn)確使得移動(dòng)過程測出的條紋間距較為準(zhǔn)確,B,B選選項(xiàng)正確。目鏡移過項(xiàng)正確。目鏡移過n n條亮紋條亮紋, ,則亮條紋間距則亮條紋間距x= ,Cx= ,C選項(xiàng)正選項(xiàng)正確。確。(2)(2)主尺讀數(shù)是主尺讀數(shù)是1.5mm,1.5mm,螺旋讀數(shù)是螺旋讀數(shù)是47.047.00.

32、01 mm,0.01 mm,因此示數(shù)為因此示數(shù)為1.970 mm1.970 mm。答案：答案：(1)A(1)A(2)1.970(2)1.970an1【典題【典題4 4】(2014(2014杭州模擬杭州模擬) )現(xiàn)有毛玻璃屏現(xiàn)有毛玻璃屏A A、雙縫、雙縫B B、白光光、白光光源源C C、單縫、單縫D D和透紅光的濾光片和透紅光的濾光片E E等光學(xué)元件等光學(xué)元件, ,要把它們放在如圖要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置, ,用以測量紅光的波長。用以測量紅光的波長。(1)(1)將白光光源將白光光源C C放在光具座最左端放在光具座最左端, ,依次放置其他光學(xué)

33、元件依次放置其他光學(xué)元件, ,由由左至右左至右, ,表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C C、_、_、_、A A。(2)(2)本實(shí)驗(yàn)的步驟有：本實(shí)驗(yàn)的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件取下遮光筒左側(cè)的元件, ,調(diào)節(jié)光源高度調(diào)節(jié)光源高度, ,使光束能直接沿遮光使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮筒軸線把屏照亮; ;按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件, ,并使各元件的中心位并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上于遮光筒的軸線上; ;用米尺測量雙縫到屏的距離用米尺測量雙縫到屏的距離; ;用測量頭用測量頭( (其讀數(shù)方法同螺旋測微器其讀數(shù)方法同螺旋測微

34、器) )測量數(shù)條亮紋間的距離。測量數(shù)條亮紋間的距離。在操作步驟在操作步驟時(shí)還應(yīng)注意時(shí)還應(yīng)注意_。(3)(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊, ,將該亮紋定將該亮紋定為第為第1 1條亮紋條亮紋, ,此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭測量頭, ,使分劃板中心刻線與第使分劃板中心刻線與第6 6條亮紋中心對齊條亮紋中心對齊, ,記下此時(shí)圖記下此時(shí)圖乙中手輪上的示數(shù)乙中手輪上的示數(shù)mm,mm,求得相鄰亮紋的間距求得相鄰亮紋的間距xx為為mmmm。(4)(4)已知雙縫間距已知雙縫間距d d為為2.02

35、.01010-4-4m,m,測得雙縫到屏的距離測得雙縫到屏的距離l為為0.700m,0.700m,由計(jì)算式由計(jì)算式=, ,求得所測紅光波長求得所測紅光波長為為nmnm?！镜漕}解析】【典題解析】(1)(1)濾光片濾光片E E是從白光中選出單色紅光是從白光中選出單色紅光, ,單縫屏是單縫屏是獲取線光源獲取線光源, ,雙縫屏是獲得相干光源雙縫屏是獲得相干光源, ,最后成像在毛玻璃屏上最后成像在毛玻璃屏上, ,所以排列順序?yàn)樗耘帕许樞驗(yàn)镃 C、E E、D D、B B、A A。( (順序不能交換順序不能交換) )(2)(2)在操作步驟在操作步驟時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)有：放置單縫、雙縫時(shí)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)有：放置單

36、縫、雙縫時(shí), ,單縫、單縫、雙縫間距離大約為雙縫間距離大約為5 510cm;10cm;使單縫與雙縫相互平行。使單縫與雙縫相互平行。(3)(3)螺旋測微器的讀數(shù)應(yīng)該先讀整數(shù)刻度螺旋測微器的讀數(shù)應(yīng)該先讀整數(shù)刻度, ,然后看半刻度是否露然后看半刻度是否露出出, ,最后看可動(dòng)刻度最后看可動(dòng)刻度, ,圖乙讀數(shù)為圖乙讀數(shù)為13.870mm,13.870mm,圖甲讀數(shù)為圖甲讀數(shù)為2.320mm,2.320mm,所以相鄰條紋間距所以相鄰條紋間距13.8702.320 x mm2.310 mm5 。(4)(4)由條紋間距離公式由條紋間距離公式x= x= 得：得：= = ，代入數(shù)值得：，代入數(shù)值得：=6.6=6.

37、61010-7-7 m=6.6 m=6.610102 2 nm nm。答案：答案：(1)E D B(1)E D B(2)(2)單縫與雙縫必須平行，其間距為單縫與雙縫必須平行，其間距為5 510 cm10 cm，保證光源、濾，保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上(3)13.870 2.310(3)13.870 2.310(4) 6.6(4) 6.610102 2dld xld xl【加固訓(xùn)練】【加固訓(xùn)練】1.1.在用紅光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)在用紅光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí), ,已知雙縫間的距離為已知雙縫間的距離為0.5mm,0.5mm,測測得雙縫到光屏

38、的距離為得雙縫到光屏的距離為1.0m,1.0m,在光屏上第一條暗條紋到第六條在光屏上第一條暗條紋到第六條暗條紋間的距離為暗條紋間的距離為7.5mm7.5mm。則：。則：(1)(1)此紅光的頻率為多少此紅光的頻率為多少? ?它在真空中的波長為多少它在真空中的波長為多少? ?(2)(2)假如把整個(gè)裝置放入折射率為假如把整個(gè)裝置放入折射率為 的水中的水中, ,這時(shí)屏上相鄰明條這時(shí)屏上相鄰明條紋的間距為多少紋的間距為多少? ?43【解析】【解析】(1)(1)相鄰兩條暗條紋間的距離相鄰兩條暗條紋間的距離x=x=根據(jù)根據(jù)= = 得得=由由= = 得此光的頻率得此光的頻率=33 7.5 10 m1.5 10

39、m5dxl3370.5 101.5 10 m7.5 10 m1.0c814 6c3.0 10 Hz4.0 10Hz0.75 10。(2)(2)在水中紅光的波長在水中紅光的波長=相鄰兩條明條紋間的距離為相鄰兩條明條紋間的距離為答案：答案：(1)4.0(1)4.010101414 Hz 7.5 Hz 7.51010-7-7 m (2)1.125 m (2)1.1251010-3-3 m m737.5 10 mn47331.03x7.5 10 m1.125 10 md0.5 104 。l2.2.如圖所示如圖所示, ,在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,S,S1 1和和S S2 2為雙縫為雙縫,P,P是

40、光屏上的一是光屏上的一點(diǎn)點(diǎn), ,已知已知P P點(diǎn)與點(diǎn)與S S1 1、S S2 2距離之差為距離之差為2.12.11010-6-6m,m,分別用分別用A A、B B兩種單兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn), ,問問P P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋? ?(1)(1)已知已知A A光在折射率為光在折射率為1.51.5的介質(zhì)中波長為的介質(zhì)中波長為4 41010-7-7m m。(2)(2)已知已知B B光在某種介質(zhì)中波長為光在某種介質(zhì)中波長為3.153.151010-7-7m,m,當(dāng)當(dāng)B B光從這種介質(zhì)光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)射向空氣時(shí), ,臨界角為臨界角為3737。(3)(3)若讓若讓A A光照射光照射S S1 1,B,B光照射光照射S S2 2, ,試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象。試分析光屏上能觀察到的