备考2019年高考物理一轮复习习题:第十六章 第2讲 光的波动性 含解析

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第2讲 光的波动性

板块一 主干梳理·夯实基础

【知识点1】 光的干涉 Ⅰ 1.条件和方法

(1)两列光的频率相同,相位差恒定,才能产生稳定的干涉现象.

(2)将同一列光分为两列光,可以获得相干光源.双缝干涉和薄膜干涉都是用此种方法获得相干光源. 2.双缝干涉 (1)原理如图所示.

(2)明、暗条纹的条件 ①单色光

a.光的路程差r2-r1=kλ(k=0,1,2…)光屏上出现明条纹. λ

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

2②白光:光屏上出现彩色条纹. l

(3)条纹间距公式:Δx=λ.

d3.薄膜干涉

(1)原理:薄膜厚度上薄下厚,入射光在薄膜的同一位置的来自前后两个面的反射光路程差不同,叠加后出现明暗相间的条纹. (2)应用 ①增透膜.

②利用光的干涉检查工件平整度.

(3)图样特点:同双缝干涉,同一条明(或暗)纹对应薄膜的厚度相等. 【知识点2】 光的衍射 Ⅰ 1.发生明显衍射的条件

只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多,甚至比光的波长还小的时候,衍射现象才会明显.

2.衍射条纹的特点

(1)单缝衍射:单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹,两侧是明暗相间的条纹,条纹宽度比中央窄且暗;白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹,两侧是渐窄且暗的彩色条纹.

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(2)圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环.

(3)泊松亮斑(圆盘衍射):当光照到不透明的半径很小的小圆盘上时,在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环). 【知识点3】 光的偏振现象 Ⅰ 1.偏振

横波在垂直于传播方向的平面上,只沿某一特定的方向的振动. 2.自然光

太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫做自然光. 3.偏振光

在垂直于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动的光.光的偏振证明光是横波.自然光通过偏振片后,就得到了偏振光.

【知识点4】 实验:用双缝干涉测光的波长 1.实验目的

(1)观察双缝干涉图样,掌握实验方法. (2)测定单色光的波长. 2.实验原理

相邻两条明条纹间距Δx与入射光波长λ,双缝S1、S2间距d及双缝与屏的距离l满足的关l系式为:Δx=dλ. 3.实验器材

光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺. 4.实验步骤 (1)安装仪器.

①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安装在光具座上.

②接好光源,打开开关,使白炽灯正常发光.调节各部件的高度,使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏.

③安装单缝和双缝,中心位于遮光筒的轴线上,使双缝和单缝的缝平行. (2)观察记录与数据处理.

①调单缝与双缝间距为5~10 cm时,观察白光的干涉条纹. ②在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹.

③调节测量头,使分划板中心刻度线对齐第1条明条纹的中心,记下手轮上的读数a1;转

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动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻度线与第n条明条纹中心对齐时,记下手轮上的读数a2,则相邻两条纹间的距离Δx=

|a1-a2|

. n-1

d

④用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l,由公式λ=lΔx计算波长. ⑤换用不同颜色的滤光片,观察干涉条纹间距的变化,测量相应色光的波长. 5.注意事项

(1)注意调节光源的高度,使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮. (2)放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上.

(3)调节测量头时,应使分划板中心刻度线和条纹的中心对齐,记录此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐,记下这时手轮的读数,两次读数之差就表示这两个条纹间的距离.

(4)不要直接测量相邻两条纹的间距Δx,测量间隔若干个条纹的间距,计算得到相邻两条纹的平均间距Δx,这样可以减小误差.

(5)观察白光的干涉,看到的是彩色条纹,中央为白色亮条纹.

板块二 考点细研·悟法培优

考点1光的干涉、衍射[对比分析]

1.单缝衍射与双缝干涉的比较

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