[随堂基础巩固]
1.取两块平行玻璃板,合在一起用手捏紧,如图5-1-6所示,会在玻璃板上看到彩色条纹,这个现象来自( ) 图5-1-6
A.上、下两块玻璃上、下表面反射的光
B.第一块玻璃上、下表面反射的光
C.玻璃板间空气膜上、下表面反射的光
D.第二块玻璃板上、下表面反射的光
解析:玻璃板间形成空气膜,空气膜的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉,观察到彩色条纹,故C正确。
答案:C
2.关于薄膜干涉现象,下列说法中正确的是( )
A.在波峰和波峰叠加处,光得到加强,将出现亮条纹;在波谷和波谷叠加处,光将减弱,出现暗条纹
B.观察肥皂液薄膜干涉现象时,观察者和光源应该位于薄膜的同一侧
C.薄膜干涉的条纹是等距的平行线,说明薄膜厚度处处相同
D.薄膜干涉中同一条纹上各点薄膜厚度都相同
解析:波峰和波峰叠加,说明两束光同步,光得到加强,出现亮条纹;在波谷和波谷叠加处,两束光仍同步,光得到加强,仍出现亮条纹,所以A错误;观察肥皂液薄膜的干涉现象时,观察者和光源应该位于薄膜的同一侧,肥皂液薄膜反射回来的光才能进入观察者眼睛,才能观察到干涉现象,所以B正确;当薄膜干涉的条纹是等距的平行线时,说明薄膜两表面是平的,并不能说明薄膜厚度处处相同,所以C错误;薄膜干涉中同一条纹上各点对应的两束反射光路程差相同,说明所对应的各点薄膜厚度都相同,所以D正确。
答案:BD
3.关于光的干涉,下列说法正确的是( )
A.只有频率相同的两列光波才能产生干涉
B.频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定
C.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时,从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹
D.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时,从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹
解析:两列波产生干涉时,频率必须相同,否则不可能产生干涉现象,而不是干涉不稳定,故A正确、B错。两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时,从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹;若该路程差是光半波长的奇数倍时出现暗条纹(注意是半波长而不是波长),故C正确、D错。
答案:AC
4.如图5-1-7所示是双缝干涉实验装置,使用波长为600 nm的橙色光源照射单缝S,在光屏中央P处观察到亮条纹,在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长),现换用波长为400 nm的紫光光源照射单缝,则( )
A.P和P1处仍为亮条纹 图5-1-7
B.P处为亮条纹,P1处为暗条纹
C.P处为暗条纹,P1处为亮条纹
D.P、P1处均为暗条纹
解析:从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光,由题意知屏中央P点到S1、S2距离相等,即由S1、S2分别射出的光到P点的路程差为零,因此是亮条纹。因而,无论入射光是什么颜色的光,波长多长,P点都是中央亮条纹。而P1点到S1、S2的路程差刚好是橙光的一个波长,即|P1S1-P1S2|=600 nm=λ橙,则两列光波到达P1点振动情况完全一致,振动得到加强,因此出现亮条纹。当换用波长为400 nm的紫光时,|P1S1-P1S2|=600 nm=λ紫,则两列光波到达P1点时振动情况完全相反,即由S1、S2射出的光波到达P1点时相互削弱,因此出现暗条纹。
答案:B
课件36张PPT。第
1
节理解教材新知把握热点考向应用创新演练第五章
知识点一知识点二考向二考向一随堂基础巩固课时跟踪训练考向三[自学教材] 1801年,英国物理学家 成功地观察到了光的干涉现象。(如图5-1-1所示)托马斯·杨图5-1-1 1.实验过程
让一束 的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上,两狭缝相距 ,两狭缝就成了两个光源,它们的振动情况总是 的,两个光源发出的光在挡板后面的空间互相 。
2.实验现象
在屏上得到 的条纹。
3.实验结论
实验证明光是一种 。平行很近相同叠加明暗相间波[重点诠释] 1.双缝屏的作用
红色平行光照射到双缝S1、S2上,这样一束光被分成两束振动情况完全一致的相干光。
2.屏上某处出现亮、暗条纹的条件
频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加,如亮条纹处某点同时参与的两个振动总是同相;暗条纹处总是振动反相。具体产生亮、暗条纹的条件为: 3.双缝干涉图样的特点
(1)单色光的干涉图样:
如图5-1-2所示,若用单色光作光源,则干涉条纹是明暗相间的条纹,且条纹间距相等。中央为亮条纹,两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关,波长越大,条纹间距越大。
(2)白光的干涉图样:
若用白光作光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中央条纹是白色的。这是因为: ①从双缝射出的两列光波中,各种色
光都能形成明暗相间的条纹,各种色光都
在中央条纹处形成亮条纹,从而复合成白
色条纹。
②两侧条纹间距与各色光的波长成正比,即红光的亮条纹间距宽度最大,紫光的亮条纹间距宽度最小,即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合,这样便形成了彩色干涉条纹。1.从两只手电筒射出的光,当它们照射到同一点时看不到
干涉条纹,是因为 ( )
A.手电筒射出的光不是单色光
B.周围环境的漫反射光太强
C.干涉图样太细小看不清楚
D.两个光源是非相干光源
解析:两只手电筒属两个各自独立发光的光源,根据物体的发光机理,二者发出的光是非相干光,因此它们照射到同一点时不发生干涉,因此无干涉条纹,故选项A、B、C错误,D正确。
答案:D[自学教材] 1.产生原因
光线入射到薄膜上,由薄膜前后两个表面 的两列光是 ,它们相互叠加产生 干涉。反射回来相干光 2.应用:检测平面的平整程度
如图5-1-3(a)所示,用单色光从上面照射,空气层的上下两个表面反射的两列光波发生 。空气层厚度相同的地方,两列波的 相同,两列波叠加时相互加强或削弱的情况也相同。所以,如果被测表面是平的,干涉条纹就是一组 [图5-1-3(b)];如果干涉条纹发生弯曲,就表明被测表面不平[图5-1-3(c)]。干涉路程差平行的直线图5-1-3[重点诠释] 1.薄膜干涉现象
(1)成因:
如图5-1-4所示,竖直放置的肥皂薄膜由
于受到重力的作用,下面厚、上面薄,从膜的
前、后表面反射的两列光波叠加。在某些位置,
这两列波叠加后互相加强,则出现亮条纹;在
另一些地方,叠加后互相削弱,则出现暗条纹。故在单色光照射下,就出现了明暗相间的干涉条纹;若在白光照射下,则出现彩色干涉条纹。图5-1-4 (2)现象:
①每一条纹呈水平状态排列;
②由于各种色光干涉后相邻两亮纹中心的距离不同,所以若用白光做这个实验,会观察到彩色干涉条纹。2.关于光在竖直肥皂液薄膜上产生的干涉现象,下列说法
中正确的是 ( )
A.干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两表面发生反
射,形成的两列光波叠加的结果
B.若出现明暗相间的条纹相互平行,说明肥皂膜的厚
度是均匀的
C.用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射
间距小
D.薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的解析:要想产生干涉现象,必须有两列相干光源。在肥皂膜干涉中,薄膜前后两表面反射的光正好是两个相干光源,它们相互叠加形成干涉条纹,所以选项A正确;肥皂膜在重力作用下,上面薄、下面厚,厚度是不均匀的,并且厚度均匀的薄膜是不会出现干涉条纹的(若厚度相同,路程差处处相等,两列波叠加后,若是加强,处处光线加强,若是减弱,处处光线减弱,不会出现明暗相间的条纹),所以选项B错误;波长越短的光波,对同一装置,干涉条纹越窄,绿光的波长小于黄光的波长,所以绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射的间距小,选项C正确;出现亮、暗条纹的位置与薄膜厚度有关,对于某位置,若光线叠加后加强,则与此等厚度的位置反射光线叠加都加强,从而形成亮条纹。对暗条纹也是一样道理。由于薄膜同一水平线上的厚度相同,因此干涉条纹基本上是水平的,所以选项D错误。答案:AC [例1] 在双缝干涉实验中,光屏上某点P到双缝S1和S2的路程差为7.5×10-7 m,如果用频率为6.0×1014 Hz的黄光照射双缝,试问:
(1)该黄光的波长是多少?
(2)试通过计算分析P点出现亮条纹还是暗条纹?[答案] (1)5×10-7 m (2)暗条纹 [规律方法]
(1)判断屏上某点是亮条纹还是暗条纹的方法,看该点到两个光源(双缝)的路程差(光程差)与波长的比值。
(2)要记住:路程差等于波长整数倍处出现亮条纹,等于半波长奇数倍处为暗条纹。
(3)上述结论成立的条件是:两个光源情况完全相同。图5-1-51.用波长为λ的单色光照射单缝O,经过双缝M、N在屏
上产生明暗相间的干涉条纹,如图5-1-5所示,图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置,c为中央亮条纹,则 ( )A.O到达a、b的路程差为零
B.M、N到达b的路程差为λ
C.O到达a、c的路程差为4λ
D.M、N到达e的路程差为2λ
解析:振动一致的两光源在空间发生干涉,得到亮条纹的条件满足双缝到某点的路程差Δx=nλ(n=0,1,2,3…),故B、D正确。
答案:BD [例2] 关于杨氏双缝干涉实验,下列说法正确的是( )
A.用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹
B.用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹
C.用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色干涉条纹
D.照射单缝的单色光的波长越短,光屏上出现的条纹宽度越宽
[思路点拨]
(1)注意区别白光和单色光做双缝干涉时的干涉图样不同。
(2)明确干涉条纹的宽度与单色光波长的关系。 [解析] 用白光做杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,故A错。用红光作光源,屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间,故B正确。红光和紫光频率不同,不能产生干涉条纹,故C错。单色光的波长越短,光屏上出现的条纹越窄,故D错。
[答案] B2.在杨氏双缝干涉实验中,用红光照射双缝得到的干涉
图样是 ( )
A.一系列明暗相间的同心圆
B.一些杂乱无章的点
C.平行、等间距的明暗相间的条纹
D.条纹中间宽、两边窄
解析:单色光的双缝干涉条纹为平行、等距、明暗相间的条纹。故C对,A、B、D错。
答案:C (1)一透镜表面涂了一层对绿光折射率为1.38的氟化镁薄膜,为使波长为5.52×10-7 m的绿光在薄膜上反射叠加相消,求所涂薄膜的厚度是多少。
(2)试解释涂有增透膜的镜头为什么呈紫红色。
[思路点拨] 解答本题时应注意以下两点:
(1)绿光在空气中的波长与薄膜中波长的大小关系;
(2)薄膜的厚度与波长的大小关系。[答案] (1)1×10-7 m (2)见解析答案:D[随堂基础巩固]点击下图片进入[课时跟踪训练]点击下图片进入