第4节光的波动性__电磁波__相对论

,

(1)光的颜色取决于折射率。(×)

(2)只有频率相同的两列光波才能产生干涉。(√)

(3)在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光。(×) (4)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。(×) (5)自然光是偏振光。(×)

(6)电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场。(×) (7)无线电波不能发生干涉和衍射现象。(×) (8)波长不同的电磁波在本质上完全不同。(×) (9)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的。(×)

突破点(一) 光的干涉、衍射及偏振

1．光的干涉

(1)明暗条纹的判断方法 ①单色光

a．如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上P点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现亮条纹。

λ

b．光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现暗条纹。

2②白光：光屏上出现彩色条纹。 ③中央条纹为亮条纹。 (2)双缝干涉条纹是等间距的

相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离与波长成正比(装置已确定的情况下)。利用双缝干涉实验可测量光波的波长。

(3)薄膜干涉

①如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。

②光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。

③原理分析 单色光

a．在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出现亮条纹。

λ

b．在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)(n＝

20,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹。

白光：薄膜上出现水平彩色条纹。 (4)薄膜干涉的应用

干涉法检查平面如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。

2．光的干涉和衍射的比较 (1)干涉和衍射的比较

现象 产生条件 干涉 光在重叠区域出现 加强或减弱的现象 两束光频率相同、相位差恒定 衍射 光绕过障碍物偏离直线传播的现象 障碍物或孔的尺寸与波长差不

多或更小 典型实验 条纹宽度 图样不同点 条纹间距 亮度情况 图样相同点 (2)对光的衍射的理解 ①干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显。在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别。

②衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看做是沿直线传播的。

[典例] (2018·徐州二模)如图所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器和同一单缝衍射仪器形成的图样(灰黑色部分表示亮条纹)。则属于蓝光的干涉图样的是( )

杨氏双缝实验 条纹宽度相等 各相邻条纹间距相等 清晰条纹，亮度基本相等 单缝衍射、圆孔衍射和不透明圆盘衍射 条纹宽度不等，中央最宽 各相邻条纹间距不等 中央条纹最亮，两边变暗 干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹

[解析] 双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有亮条纹宽度相同且等间距，根据双缝干l

涉条纹间距Δx＝λ可知，波长λ越大，Δx越大，故左边第一个是红光的，第三个是蓝光的。单缝

d衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故从左向右依次是红光(双缝干涉)、蓝光(单缝衍射)、蓝光(双缝干涉)和红光(单缝衍射)。由以上分析可知，A、B、D错误，C正确。

[答案] C [方法规律]

区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法

(1)根据条纹的宽度区分：双缝干涉条纹的宽度相同，而单缝衍射的条纹中央亮条纹最宽，两侧的亮条纹逐渐变窄。

(2)根据条纹的间距区分：双缝干涉条纹的间距是相等的，而单缝衍射的条纹越向两侧条纹间距越窄。

(3)根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两侧亮度变化很小，而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗。

[集训冲关]

1．(2019·泰州模拟)在双缝干涉实验中，保持狭缝间的距离及狭缝与屏的距离都不变，用不同的色光照射，则( )

A．红光的干涉条纹间距最大