2009屆高三第一輪復(fù)習(xí)——光的干涉教案22

1、光的干涉、用雙縫干涉測波長、衍射現(xiàn)象、知識點(diǎn)梳理1光的干涉現(xiàn)象:頻率相同,(1)產(chǎn)生干涉的條件:若Sl、S26 =2 1 =X d亮條紋;若符合6 =2 -時，出現(xiàn)暗條紋。相鄰亮條紋(或相鄰暗條紋)之間的 中央間距為q。(2)熟悉條紋特點(diǎn)中央為明條紋，兩邊等間距對稱分布明暗相間條紋。2. 用雙縫干涉測量光的波長原理：兩個相鄰的亮紋或暗條紋的中心間距是 x= I入/d測波長為：入=d x /I(1)觀察雙縫干涉圖樣:只改變縫寬，用不同的色光來做，改變屏與縫的間距看條紋間距的變化單色光：形成明暗相間的條紋。白光：中央亮條紋的邊緣處出現(xiàn)了彩色條紋。這是因?yàn)榘坠馐怯刹煌伾膯紊鈴?fù)合而成的，而不同色

2、光的波長不同，在狹縫間的距離和狹縫與屏的距離不變的條件下，光波的波長越長，各條紋之間的距離越大，條紋間距與光波的波長成正比。各色光在雙縫的中垂線上均為亮條紋，故各色光重合為白色。(2)測定單色光的波長:雙縫間距是已知的，測屏到雙縫的距離|，測相鄰兩條亮紋間的距離Ax，測出n個亮紋間的距離a，則兩個相鄰亮條紋間距：an13. 光的色散:用不不同的顏色的光，波長不同在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，各種顏色的光都會發(fā)生干涉現(xiàn)象, 同色光做實(shí)驗(yàn)，條紋間距是不同的，說明：不同顏色的光，波長不同。含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫光的色散。各種色光按其波長的有序排列就是光譜。從紅光7紫光，光波的波長逐漸變小。4.薄

3、膜干涉中的色散現(xiàn)象如圖：把這層液膜當(dāng)做一個平面鏡，用它觀察燈焰的像：是液膜前后兩個反射的光形成的，與雙縫干涉的情況相同，在膜上不同位置,來自前后兩個面的反射光用圖中實(shí)虛線來代表兩列光,所走的路程差不同。在某些位置疊加后加強(qiáng)，出現(xiàn)了亮紋，在另一些位置,疊加后相互削弱，于是出現(xiàn)了暗紋。注意:關(guān)于薄膜干涉要弄清的幾個問題:是哪兩列光波發(fā)生干涉;應(yīng)該從哪個方向去觀察干涉圖樣;條紋會向哪個方向側(cè)移（1）照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡的鏡頭表面的增透膜。（2）檢查工件表面是否平整。5. 應(yīng)用6. 光的衍射現(xiàn)象光偏離直線傳播繞過障礙物進(jìn)入陰影區(qū)域里的現(xiàn)象。產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔（縫）的尺寸與波長可比（相差不多）或更

4、小。單色光單縫衍射圖象特點(diǎn)：中央條紋最寬最亮，兩側(cè)為不等間隔的明暗相間的條紋。應(yīng)用：用衍射光柵測定光波波長。6色濾光片（只能透過綠光），這時（ C ）二、精選例題:【例1】（1997年高考全國卷）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠A .只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其它顏色的雙縫干涉條紋消失B .紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其它顏色的雙縫干涉條紋依然存在C.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上無任何光亮【例2】（如圖所示）.單色光源發(fā)出的光經(jīng)一狹縫，照射到光屏上，則可觀察到的圖象是(

5、A),單縫的作用是 方向關(guān)系是【例3】如圖（a）所示是利用雙縫干涉測定單色光波長的實(shí)驗(yàn)裝置，濾光片的作用是,雙縫的作用是 ,單縫和雙縫之間的心時.某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時，第一次分劃板中心刻度對齊A條紋中（圖1），游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖 3所示，第二次分劃板中心刻度對齊B條紋中心時（圖2),圖3游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為4所示，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m,則尺的示數(shù)為mm .實(shí)驗(yàn)時測量多條干涉條紋寬度的目的是，所測單色光的波長mm .圖4游標(biāo)卡A < 1 ?BIIiiiihiiiliItl iMllcm0 10233)光游謔光片單璉雙縫述光簡1a3汕叫惆IIIp 4

6、< 4)圖a答案：獲得單色光，產(chǎn)生線光源，產(chǎn)生相干光源，平行，11.5mm , 16.7mm，減小實(shí)驗(yàn)誤差，6.5 X 10 7A < 2)【例41劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖16-1-4所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片， 從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣膜,當(dāng)光垂直入射后，從上往下看的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點(diǎn):（1）任意一條明紋或暗紋所在位置下面的薄膜厚度相等（2）任意相鄰明紋或暗紋所對應(yīng)的薄膜厚度恒定；現(xiàn)若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，從上往下觀察到的干涉條紋：（A ）A.變疏B.變密圖甲D.

7、消失【例5】如圖所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面是否平整的裝置，所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的。檢查中所觀察到的干涉條紋是列哪兩個表面反向的光疊加而成的（A . a的上表面、b的下表面B . a的上表面、b的上表面C. a的下表面、b的上表面D.a的下表面、b的下表面D.【例6】現(xiàn)代光學(xué)裝置中的透鏡，棱鏡的表面常涂上一層薄膜（一般用氟化鎂），當(dāng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的1/4時，可以大大減少入射光的反射損失，從而增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度，這種作用是應(yīng)用了光的（C）A .色散現(xiàn)象B .全反射現(xiàn)象C .干涉現(xiàn)象D .衍射現(xiàn)象（舉一反三）、登山運(yùn)動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤

8、其是眼睛更不 能長時間被紫外線照射，否則將會嚴(yán)重地?fù)p壞視力。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛的傷害的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5，所要消除的紫外線的頻率為8.1 X 1014Hz,那么它設(shè)計的這種“增反膜”的厚度至少是多少？【例7】（2001年全國高考）在如圖中所示,A、B兩幅圖是由單色光分別入射到圓孔而成成的的圖像，其中圖A是光的衍射（填干涉或衍射）圖像，由此可以判斷出圖A所對應(yīng)的圓孔的孔徑小于（填大于或小于）圖B所對應(yīng)的圓孔的孔徑。圖B【例8】在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果將雙縫中的一條擋住，其它都不改變，那么在光屏上觀察到的現(xiàn)象將是（答案C）A. 仍然是均勻分

9、布的明暗相間的條紋，只是亮紋的亮度變暗了B. 仍然是均勻分布的明暗相間的條紋，只是由于擋住一條縫， 所以光屏上只有一半?yún)^(qū)域內(nèi)有干涉條紋，另一半?yún)^(qū)域內(nèi)將沒有干涉條紋C.仍然有明暗相間的條紋，只是條紋的寬窄和亮度分布不再是均勻的了D.由于只有單縫，不能形成相干光源， 所以不會發(fā)生光的干涉現(xiàn)象，光屏上將沒有任何條紋出現(xiàn)【例9.如右圖所示，L為水平放置的點(diǎn)亮的8w日光燈，T為一藤椅的豎直靠背,橫藤條與日光燈管平行，豎藤條相互垂交織，它們之間是透空方格，P是與藤條靠背平行的白屏?，F(xiàn)將屏從緊貼椅背處慢慢向遠(yuǎn)處（圖中右方）平移，從屏上將依次看到（答案CA. 橫藤條的影，橫豎藤條的影B. 豎藤條的影，橫豎藤條

10、的影C. 橫豎藤條的影，豎藤條的影，沒有藤條的影D. 橫豎藤條的影，橫藤條的影，沒有藤條的影三、過關(guān)測試1. 如圖所示是光的雙縫干涉的示意圖，下列說法中正確的是單縫S的作用是為了增加光的強(qiáng)度雙縫Si、a的作用是為了產(chǎn)生兩個頻率相同的線狀光源當(dāng)s、S2發(fā)出兩列光波到P點(diǎn)的路程差為光的波長入的1.5倍時,產(chǎn)生第二條暗條紋。當(dāng)S、S2發(fā)出的兩列光波到P點(diǎn)的路程差為長 入時，產(chǎn)生中央亮條紋.A.B.C.D.2. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上 P點(diǎn)的距離之差 x=0.6km ,若分別用頻率為fi=5.0 X 1014Hz和f2=7.5 X 1014Hz的單色光垂直照射雙縫，則P點(diǎn)出現(xiàn)明、暗條紋的情況是

11、（A.用頻率為f 1的單色光照射時,出現(xiàn)明條紋.B.用頻率為f2的單色光照射時,出現(xiàn)明條紋.C.用頻率為f 1的單色光照射時,出現(xiàn)暗條紋.D.用頻率為f2的單色光照射時,出現(xiàn)暗條紋.3. 關(guān)于雙縫干涉條紋的以下說法中正確的是（）A. 用同一種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，能觀察到明暗相間的單色條紋B. 用同一種單色光經(jīng)雙縫干涉的明條紋到兩縫的距離之差為該色光波長的整數(shù)倍C. 用同一種單色光經(jīng)雙縫干涉的明條紋到兩縫的距離之差一定為該色光波長的奇數(shù)倍D. 用同種單色光經(jīng)雙縫后干涉的暗條紋到兩縫的距離之差一定為該色光半波長的奇數(shù)4. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的

12、一 縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），這時A .只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其它顏色的雙縫干涉條紋消失B .紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其它顏色的雙縫干涉條紋依然存在C. 任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D .屏上無任何光亮5.D AD ABD C A CACA BD AC如圖所示，一束白光從左側(cè)射人肥皂薄膜,人從右側(cè)向左看，可看到彩色條紋下列說法中正確的是人從左側(cè)向右看，可看到彩色條紋彩色條紋水平排列彩色條紋豎直排列A.B.C.D.6.用綠光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在光屏上呈現(xiàn)出綠、暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離 為Ax。下列說法中正

13、確的有A 如果增大單縫到雙縫間的距離, x將增大B 如果增大雙縫之間的距離， x將增大C.如果增大雙縫到光屏之間的距離, x將增大 x將增大D 如果減小雙縫的每條縫的寬度，而不改變雙縫間的距離,7. 如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣 膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示的同心內(nèi)疏外 密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說法正確的是A 干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的B. 干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的C. 干涉條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸炔皇蔷鶆蜃兓腄 .干涉

14、條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸仁蔷鶆蜃兓囊?amp;在一發(fā)光的小電珠和光屏之間放一個大小可以調(diào)節(jié)的圓形孔屏，在圓屏從較大調(diào)到完全 閉合的過程中，在屏上看到的現(xiàn)象是：（A.先是圓形亮區(qū)，再是圓形亮環(huán)，最后完全黑暗B.先是圓形亮區(qū),最后完全黑暗C.先是圓形亮環(huán)，最后完全黑暗D.先是圓形亮環(huán),再是圓形亮區(qū)，最后完全黑暗9.關(guān)于光學(xué)裝置上的增透膜，下列說法中錯誤的是：（A.照相機(jī)的鏡頭上涂增透膜后，可提高成像質(zhì)量B.光學(xué)鏡頭上涂增透膜，是為了使入射光的各種色光都不發(fā)生反射C.增透膜的厚度應(yīng)是入射光在介質(zhì)中波長的四分之一D.涂有增透膜的鏡頭，看上去呈淡紫色，說明增透膜增加了鏡頭對紫光的透射程度10.在光

15、的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果只改變一個條件，以下說法中正確的是：（A.使雙縫間距變小，則條紋間距變寬B.使屏與雙縫距離變小，則條紋間距變寬C.將入射光由綠光改為紅光，則條紋間距變寬D.將入射光由綠光改為紫光，則條紋間距變寬11.如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中，當(dāng)使用波長為10m的橙光做實(shí)驗(yàn)時，光屏中心點(diǎn)P點(diǎn)及其上方的 P1點(diǎn)形成兩條相鄰的亮紋；若換用波長為4咒10訃的紫光重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)， 在P和Pi點(diǎn)形成的亮、暗紋情況是（A.P和Pi都是亮紋B.P是亮紋，P1是暗紋C.P是暗紋，Pi是亮紋D.P和Pi都是暗紋12.下面哪些屬于光的干涉現(xiàn)象：（A.雨后美麗的彩虹B.對著日光燈從兩鉛筆的縫中看到的彩色條紋C

16、.光通過三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋D. 陽光下肥皂膜上的彩色條紋13關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，以下說法中正確的是：（d越小，衍射圖案越亮B.縫的寬度d越小,衍射現(xiàn)象越明顯C.縫的寬度d越小,光的傳播路線越接近直線D.入射光的波長越短,衍射現(xiàn)象越明顯14雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，綠光通過單縫和S2與單縫的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫Si上形成干涉條紋。屏上 0點(diǎn)距雙縫Si和S2的距離相等,點(diǎn)是距0點(diǎn)最近的第一條亮條紋。如果將入射的單色光換成紅光或藍(lán)光，討論屏上0點(diǎn)及其上方的干涉條紋的情況雙縫一 I Is綠光 S -D-1一 I F是：0點(diǎn)是紅光的亮條紋；紅光的第一條亮條紋在點(diǎn)的上方；0點(diǎn)不是藍(lán)光的亮條紋;藍(lán)光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方。其中正確的A. 只有正確B. 只有正確C. 只有正確D. 只有正確A.縫的寬度15在用雙縫干涉測光的波長的實(shí)驗(yàn)中:已知雙縫到光屏之間的距離是600mm，雙縫之間的