【教育資料】2017-2018學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理教科版選修3-4學(xué)案：第五章光的波動(dòng)性章末整合提升學(xué)習(xí)專用

1、教育資源教育資源章末整合提升一、光的干涉1產(chǎn)生干涉的條件：兩列頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)情況相同的光2產(chǎn)生亮、暗條紋的條件：當(dāng) rk (k0,1,2,3)時(shí)出現(xiàn)亮條紋；當(dāng) r (2k1)2(k1,2,3)時(shí)出現(xiàn)暗條紋相鄰亮 (或暗 )條紋間距： xld3雙縫干涉圖樣的特點(diǎn)：單色光照射時(shí)為間距相同的明暗相間的條紋，白光照射時(shí)為彩色條紋4雙縫干涉法測(cè)光波的波長：相鄰亮(或暗 )條紋間距 xld ，得： dl x. 5薄膜干涉(1)薄膜干涉中的條紋是從薄膜前、后兩個(gè)表面反射的光在光源這一側(cè)干涉形成的(2)同一條紋上的點(diǎn)厚度相同，所以若用肥皂薄膜做實(shí)驗(yàn)，條紋為水平條紋例 1如圖 1 所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

2、，甲圖為用綠光照射時(shí)的結(jié)果，a 為中央亮條紋， a為相鄰亮條紋；乙圖為換用另一種單色光照射的結(jié)果，a 為中央亮條紋，a為相鄰亮條紋，兩次實(shí)驗(yàn)中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等，以下說法正確的是() 圖 1 a乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較長b乙圖可能是用紫光照射，表明紫光波長較長c乙圖可能是用紫光照射，表明紫光波長較短d乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較短解析由題圖知甲圖中條紋間距大，由 xld 可知，在l 和 d 相同的情況下， x 大，則 大； x 小，則 ??；所以乙圖中所用單色光波長較短，因紫光比綠光波長短，故選項(xiàng) c正確答案c 例 2利用雙縫干涉測(cè)量光的波長實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距d0.4

3、 mm，雙縫到光屏間的距離l0.5 m，用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖2 所示，分劃板在圖中a、b 位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖中(a)、(b)所示給出，則：圖 2 (1)分 劃 板在 圖中a、 b 位 置 時(shí)游 標(biāo)卡 尺讀 數(shù)分別為xa _mm ， xb_mm，相鄰兩條紋間距 x_mm；教育資源教育資源(2)波長的表達(dá)式 _(用 x、l、d 表示 )，該單色光的波長 _m；(3)若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條紋間距將_(填“變大”“不變”或“變小”)解析游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)：一要注意精確度， 二要注意讀數(shù)時(shí)主尺讀數(shù)應(yīng)為游標(biāo)尺零刻度線所對(duì)主尺位置的讀數(shù)；三要注意單位，無論是主尺讀數(shù)還是游標(biāo)

4、尺讀數(shù)要以mm 為單位讀取本題中還要注意主尺上的數(shù)字單位是cm，不是 mm.由 xld 可知，波長越長的光，干涉條紋間距越大根據(jù)頻率、光速與波長的關(guān)系可知，頻率越大的光，波長越短，所以干涉條紋間距越小答案(1)11.115.80.78(2)dl x6.24107(3)變小例 3劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖3 甲所示將一塊平板玻璃放置在另一塊平板玻璃上， 在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到干涉條紋如圖乙所示干涉條紋有如下特點(diǎn)：(1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰亮條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定 現(xiàn)若

5、在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下看到的干涉條紋() 圖 3 a變疏b變密c不變d消失解析由薄膜干涉的原理和特點(diǎn)可知，干涉條紋是由膜的上、下表面反射的光疊加干涉而形成的， 某一亮條紋或暗條紋的位置就由上、下表面反射光的路程差決定，且相鄰亮條紋或暗條紋對(duì)應(yīng)的路程差是恒定的，而該路程差又決定于條紋下對(duì)應(yīng)膜的厚度，即相鄰亮條紋或暗條紋下面對(duì)應(yīng)的膜的厚度也是恒定的當(dāng)抽去一紙片后，劈形空氣膜的劈尖角(上、下表面所夾的角 )變小，相同的厚度差對(duì)應(yīng)的水平間距離變大，所以相鄰的亮條紋或暗條紋間距變大，即條紋變疏a 正確 . 教育資源教育資源答案a 二、單縫衍射與雙縫干涉的比

6、較兩種現(xiàn)象比較項(xiàng)目單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)產(chǎn)生條件只要狹縫足夠小，任何光都能發(fā)生頻率相同的兩列相干光波相遇疊加條紋特點(diǎn)條紋寬度和亮度不等，中央條紋最寬最亮，兩側(cè)條紋逐漸變窄變暗條紋寬度相等， 各條紋間距相等，亮度基本不變相同點(diǎn)都是明暗相間的條紋，條紋都是光波疊加時(shí)加強(qiáng)或削弱的結(jié)果；都是波特有的現(xiàn)象，表明光是一種波例 4如圖 4 所示， a、b、c、d 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，分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是() 圖 4 aa、b 是光的干涉圖樣bc、d 是光的干涉圖樣c形成 a 圖樣的光的波長比形成b 圖樣光的波長短d形成 c 圖樣的光的波長比形成d 圖樣光的波長短解析干涉條紋是等間距的條紋，因此，a、b 圖是干涉圖樣，c、 d 圖是衍射圖樣，故a