课件62张PPT。第5章 光的干涉 衍射 偏振
第1节 光的干涉1.我们把振动频率和振动方向相同的两列波叠加后，振动加强
和振动减弱的区域_________、稳定分布的现象，叫做波的干
涉。
2.波产生干涉的条件是：频率和_________相同。互相间隔振动方向3.水波、声波、_____、_______等都能产生干涉现象。
4.两列波相遇，介质内部的质点同时参加相遇的波列的振动，
质点的位移等于相遇波列单独存在时到达该处引起的位移的叠
加，相遇的波一旦脱离接触又会按照原来的运动状态继续传播。
这在物理学中称为波的_________。光波电磁波叠加原理一、光的干涉及其产生条件
1.两束光相遇时，如果满足一定的条件，也会产生干涉现象，
在屏幕上出现_________的干涉条纹。干涉是波特有的现象，
光具有波的特性，也是一种波。
2.干涉条件：两列光的_____相同、_____方向相同、_______
恒定。明暗相间频率振动相位差3.如果两列光波到达某点时，路程差为波长的整数倍，这两列
波互相_____，在那里就出现_______；如果两列光波到达某点
时，路程差为半波长的奇数倍，这两列波互相_____，在那里
就出现_______。
4.在双缝干涉实验中，相邻的两亮纹或暗纹间的距离满足关系
式_________。 加强亮条纹减弱暗条纹二、测定光的波长
1.实验原理：
双缝间的距离d已知，双缝到屏的距离l可以测定，相邻两条
亮纹或暗纹间的距离Δy根据手轮上的读数测出，根据公式
λ=______可计算波长λ。
2.实验步骤：
(1)在光具座上装上光源和遮光筒(不带单、双缝)，调节光源
高度，使它发出的一束光能沿着遮光筒的_____把屏照亮。
(2)放好单缝和双缝，其间距约为5～10 cm，且使缝相互_____，
中心大致位于遮光筒的轴线上。轴线平行(3)光源与单缝间放上_______，仔细调节目镜，观察单色光的
干涉条纹。撤去_______，观察白光的干涉条纹。
(4)加上滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节
手轮，使分划板的中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，记下
___________。然后继续转动手轮使分划板移动，直到分划板
的中心刻线对齐第n条亮纹的中心，记下此时___________。滤光片滤光片手轮的读数手轮的读数(5)将两次手轮的读数相减，求出n条亮纹间的距离a，则相邻
亮纹间距Δy=_____,利用公式 求出此单色光的波长
λ。(d、l在仪器中均可读出)
(6)换用不同的滤光片，观察干涉条纹间距离的变化，并求出
相应的波长。 三、薄膜干涉及其应用
1.薄膜干涉：
由薄膜两个面_____的光波相遇而产生的干涉现象。
2.应用：
(1)检查平面的_________。
(2)光学镜头上的_______。反射平整程度增透膜【思考辨析】
1.判断正误：
(1)两个相同的普通白炽灯发出的光相遇，就会出现光的干涉现象。( )
(2)在测量干涉条纹宽度Δy时，只需测量一条亮纹的宽度就可以。( )
(3)在光的双缝干涉实验中，不需要单缝也能完成该实验。
( )
(4)薄膜干涉是通过两个表面折射的光线产生的。( )
(5)增透膜的厚度应等于光在空气中的波长的四分之一。( )提示：(1)×。两个相同的普通白炽灯发出的光，不满足相位差恒定，不是相干光源，相遇时不会出现光的干涉现象。
(2)×。由于一条条纹的宽度很小，为了减小误差，应测量多条条纹的宽度，求平均值。
(3)×。光源直接照射到双缝上，很难得到相干光源。
(4)×。薄膜干涉是从两表面反射的光线干涉得到的,所以应该从反射面一侧观察。
(5)×。增透膜的厚度应等于光在增透膜这种介质中的波长的四分之一。 2.问题思考：
(1)为什么一般情况下很难观察到光的干涉现象?
提示：由于不同光源发出的光的频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相位差，在一般情况下，很难找到那么窄的缝和那些特殊的装置，所以一般情况下很难观察到光的干涉现象。
(2)用光的干涉来检查平面的平整程度时，是从哪两个表面反射的光波相遇产生干涉现象?
提示：是从标准平面和被测平面之间的空气薄膜的上下两个表面反射的两列光波相遇产生干涉现象。 一、对光的干涉现象的理解
1.光的干涉：
(1)光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域相间，即出现亮纹和暗纹相间的现象。
(2)干涉条件：两列光的频率和振动方向相同,且相位差恒定。两个光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列而获得。 2.双缝干涉分析：
(1)双缝干涉的示意图：
(2)单缝的作用：
用同一极小部分光源产生的光形成点光源，最大限度地保证光的相干性。(3)双缝的作用：
平行光照射到单缝S上后，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。
(4)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。如亮纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致，即振动方向总是相同；暗纹处振动步调总相反。具体产生亮、暗条纹的条件为：
a.亮条纹的条件
屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半个波长的偶数倍。
即：|PS1-PS2|=kλ=2k· (k=0，1，2，3…) b.暗条纹的条件
屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是半个波长的奇数倍,即
|PS1-PS2|=(2k+1) (k=0,1,2,3…)
(5)干涉图样中条纹间距的计算：
在双缝间的距离d和双缝到光屏间的距离l不变的条件下,单色光产生的干涉条纹间距Δy(相邻两条亮条纹中心或相邻两条暗条纹中心间的距离)跟光的波长λ成正比,即(6)干涉图样的特点：
a.单色光的干涉图样特点：中央为亮条纹，两边是明、暗相间的条纹，且相邻亮条纹与亮条纹中心间、相邻暗条纹与暗条纹中心间的距离相等。
b.白光的干涉图样：若用白光做实验，则中央亮条纹为白色，两侧出现彩色条纹，彩色条纹显示不同颜色光的干涉条纹间距是不同的【学而后思】
(1)在日常生活中，光的干涉现象为什么比较少见？
提示：在日常生活中，很少有相干光源，所以光的干涉现象比较少见。
(2)在双缝实验中，去掉单缝能否观察到干涉现象？
提示：在双缝实验中，去掉单缝后就不能形成点光源，通过双缝的光相位差混乱，不能观察到干涉现象。 【典例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7.5×10-7m，如果用频率为6.0×1014Hz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点是出现亮条纹还是暗条纹。【解题探究】(1)如何计算黄光的波长?
提示：波速和波长、频率的关系适用于一切波，可用公式
来求黄光的波长。
(2)如何判断在某一点是亮条纹还是暗条纹?
提示：根据这一点到两个小缝的距离之差来判断，如果这个距离之差为波长的整数倍则出现亮条纹，如果这个距离之差为半波长的奇数倍则出现暗条纹。 【标准解答】
所以是暗条纹。
答案：(1)5×10-7m (2)见标准解答 【总结提升】判断干涉条纹亮、暗的方法
(1)判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源(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出现暗条纹。
(3)上述结论成立的条件：两个光源情况完全相同。 【变式训练】频率为6×1014Hz的单色光从S1和S2投射到屏上，并且S1与S2振动相同。则这种色光的波长为 ；若屏上的点P到S1与P到S2的路程差为3×10-6m，则P点是 (选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
【解析】
Δy=3×10-6 m=6λ，所以是亮条纹。
答案：5×10-7m 亮条纹【变式备选】一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是 ( )
A.各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同
B.各色光的速度不同，造成条纹的间距不同
C.各色光的强度不同，造成条纹的间距不同
D.各色光通过双缝到达一确定点的距离不同
【解析】选A。各色光的频率不同，波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹。 二、测定光的波长
1.实验目的：
(1)观察白光及单色光的双缝干涉图样。
(2)掌握用公式 测定单色光的波长的方法。2.实验原理：
(1)光源发出的光经滤光片后成为单色光,单色光通过单缝后相
当于线光源,经双缝后产生稳定的干涉图样,通过屏可以观察到
明暗相间的干涉条纹,如果用白光通过双缝可以观察到彩色条
纹。
(2)若双缝到屏的距离用l表示,双缝间的距离用d表示,相邻两
条亮纹间的距离用Δy表示,则由 可得入射光的波长为
实验中d是已知的,测出l、Δy即可求出光的波长λ。3.实验器材：
双缝干涉仪：光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏、光具座、测量头及刻度尺。如图所示，将遮光筒平放在光具座上，筒的一端有双缝，另一端装上毛玻璃做的光屏，其上有刻度，先取下双缝，打开光源，调节光源高度，使它发出的一束光恰沿遮光筒的轴线照亮光屏，然后放好单缝和双缝，使缝互相平行，且位于轴线上，这时可看到彩色干涉条纹，若在单缝和光源之间放置一块滤光片，则可观察到单色干涉条纹。4.实验步骤：
(1)调节双缝干涉仪，观察光的双缝干涉现象；
(2)用单色光入射得到干涉条纹，测出n条亮纹的距离a，得到
相邻亮纹的距离
(3)利用已知的双缝间距d，用刻度尺测出双缝到光屏的距离
l，根据公式 计算出波长。
(4)换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离有什么变
化，并求出相应的波长。5.误差分析：
光波的波长很小，l、Δy的测量对波长的影响很大，l用毫米刻度尺测量，Δy利用测量头测量。可利用“积累法”测n条亮纹间距，再求 并且采用多次测量求λ的平均值的方法进一步减小误差。【学而后思】
(1)滤光片能过滤光的原理是什么？
提示：某种颜色的滤光片只能让这种颜色的光通过，其他颜色的光不能通过，从而达到滤光的目的。
(2)在实验中为什么没有直接测量两条相邻条纹间距离，而是测出n条干涉条纹的间距a，再求出两条相邻条纹间距离？
提示：测n条条纹间距，再求 并且采用多次测量求λ的平均值的方法，主要是为了减小测量误差。 【典例2】现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图甲所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、 、A。
(2)本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意________________________________-
和______________________________ 。 (3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图丙中手轮上的示数 mm，求得相邻亮纹的间距Δy为 mm。
(4)已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ= ，求得所测红光波长为_____m。【解题探究】(1)在做实验过程中，单缝和双缝保持什么样的关系，才能保证从目镜上看到清晰的干涉条纹?
提示：单缝和双缝间距离为5～10cm，保持缝的相互平行。
(2)如何对手轮进行读数?
提示：对手轮进行读数等同于螺旋测微器的读数，整毫米数由固定刻度上读出，小数部分则由可动刻度读出(要估读一位)乘以0.01(1格是0.01mm)，然后相加即可。一定注意小数点后有3位，是0也要写上。 【标准解答】(1)该实验仪器放置的顺序：C、E、D、B、A。
(2)在安装时，应注意单缝和双缝间距离为5～10 cm，保持缝的相互平行。
(3)图乙的读数是2.320 mm，图丙的读数是13.870 mm，则
(4) 代入数据解得λ=6.6×10-7m。
答案：(1)E、D、B(2)单缝和双缝间距离为5～10 cm
单缝和双缝保持缝的相互平行 (3)13.870 2.310
(4) 6.6×10-7 【变式训练】(2012·福建高考)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图)：(1)下列说法哪一个是错误的。(填选项前的字母)
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单
缝和双缝
B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与
该亮纹的中心对齐
C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求
出相邻两条亮纹间距 (2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为＿＿＿mm。【解析】(1)应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再
放上单、双缝，A选项不正确。目镜分划板中心应与亮纹中心
对齐，使得移动过程测出的条纹间距较为准确，B选项正确。
目镜移过n条亮纹，则亮条纹间距 C选项正确，故选
A。
(2)主尺读数是1.5 mm，螺旋读数是47.0×0.01 mm，因此示数
为1.970 mm。
答案：(1)A (2)1.970三、对薄膜干涉的理解
1.薄膜干涉的成因：
如图所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用，下面厚、上面薄。因此，在薄膜上不同的地方，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，出现亮条纹；在另一些地方，叠加后互相削弱，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。光程差是薄膜厚度的2倍。当光程差等于该光在薄膜中波长的整数倍时，两列反射光叠加会加强。当光程差等于半波长的奇数倍时，两列光叠加会互相减弱。2.薄膜干涉的应用：
(1)增透膜：
照相机、望远镜的镜头表面常镀一层透光的膜,膜的上表面与
玻璃表面反射的光发生干涉,由于只有一定波长(一定颜色)的
光干涉时才会相互加强,所以镀膜镜头看起来是有颜色的。镀
膜厚度不同,镜头的颜色也不一样,一般增透膜的厚度是光在薄
膜介质中传播的波长的(2)用干涉法检查平面平整度：
如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的。如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图乙中P条纹所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图乙中Q所示。
(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左右的位置顺序上)【学而后思】
(1)要想观察到清晰的薄膜干涉条纹，是在有光源的一侧还是在没有光源的一侧?
提示：在有光源的一侧能观察到清晰的薄膜干涉条纹，因为是前后两个面反射的光相互干涉而形成的条纹。
(2)增透膜的原理是什么?
提示：两束反射光相互抵消，反射光的能量减少，由于总能量守恒，透射光的能量必然得到增强。增透膜是通过“消反”来确保“增透”的。 【典例3】如图所示，劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示。干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或者暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹
( )A.变疏 B.变密
C.不变 D.消失【解题探究】(1)在明条纹处薄膜厚度与光波波长有什么关系?
提示：在明条纹处薄膜厚度等于光波波长的整数倍。
(2)相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差是多少?
提示：相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差等于一个波长。
【标准解答】选A。现若在图甲装置中抽去一张纸片后，在薄膜厚度等于光波波长的整数倍的地方仍然是明条纹，相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差仍然等于一个波长，但是由于劈形空气薄膜的倾角减小，故增加相同的厚度，水平方向距离更长一些，表现在干涉条纹上即干涉条纹变疏，A项正确。 【互动探究】若检查时，得到的干涉条纹如图所示，则厚玻璃是否平整?若不平整，P、Q对应的位置是凸起还是凹下?【解析】如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的平行条纹，所以厚玻璃板不平整。
对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图中P条纹所示；表示此处厚度与后面的地方相同，即此处凹了下去；如果对应条纹延后出现，如图中Q所示，表示此处厚度与前面厚的地方相同，即此处凸起。
答案：不平整 P处凹下，Q处凸起 【变式备选】在研究材料A的热膨胀特性时，
可采用如图所示的干涉实验法，A的上表面
是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平
行板B，B与A上表面平行，在它们中间形成
一个厚度均匀的空气膜，现在用波长为λ
的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化，当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，则 ( ) A．出现最亮时，B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强
B．出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵
消
C．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加
D．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加【解析】选D。B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强，
出现亮条纹，故A、B均错；当亮度由最亮逐渐减弱至最暗，再
一次回到最亮时，相互干涉的光程差减小一个波长，故空气膜
的厚度减小 即A的高度增加 D项正确，C项错误。 【典例】两盏相同的普通白炽灯发出的光相遇时，下列说法中正确的是 ( )
A.两盏白炽灯相同，为相干光源，故能产生干涉现象
B.只要两盏灯亮度相同，就能产生干涉现象
C.由于两灯光的振动情况不同，故不能产生干涉现象
D.以上说法都不正确【标准解答】选D。相干光源发出的光频率相同、振动方向相同、相位差恒定。一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的。关于测定光波波长的四个误区
误区1：误认为滤光片可以省略
产生误区的原因是没有理解好普通光源发出的是白光，白光是复色光。如果省略了滤光片，能看到干涉条纹，但由于各种色光的明暗条纹相互叠加，造成无法测量条纹的间距，从而无法测定光波的波长。误区2：误认为单缝可以省略
产生误区的原因是没有理解好点光源的作用，由点光源发出的光(或同一列光)分出的两列光，才能形成相干光源，产生干涉现象。若省略了单缝，则由双缝分出的两列光不是相干光源，不产生干涉现象。
误区3：误认为单缝与双缝的关系没有特殊要求
产生误区的原因是没有理解好观察到明显干涉条纹的条件，必须保证单缝与双缝相互平行，才能观察到明显的干涉条纹。若单缝与双缝不平行，光通过单缝后再通过双缝，就形成了两个点光源的干涉，而不是两个线光源的干涉，由于光的强度太弱，而不能观察干涉条纹。误区4：误认为相邻两条明(暗)条纹的间距可以用公式Δy=
来计算
产生误区的原因是对如何测量明条纹间距的原理不清楚。测量
n条干涉条纹的距离a时，是从第1条条纹的中心测量到第n条条
纹中心的距离，所以正好相当于去掉了1个条纹，故应该用
来计算。【典例】(2013·忻州高二检测)在用双缝干涉测光的波长的实
验中，所用实验装置如图甲所示，调节分划板的位置，使分划
板中心刻线对齐某条亮条纹(并将其记为第1条)的中心，如图
乙所示，此时手轮上的读数为 mm；转动手轮，使分划
线向右侧移动到第6条亮条纹的中心位置，读出手轮上的读
数，并由两次读数算出第1条亮条纹到第6条亮条纹之间的距离
a=16.500mm，又知双缝间距d=0.200mm，双缝到屏的距离
l=1.000m，则对应的光波的波长为 m。如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光(激光的频率、相位和振动情况都相同)的波长，则图中除了光源以外，其他不必要的器材元件有 。【解析】从题图乙上可以看出，固定刻度为1 mm，可动刻度计
数为18.0，再乘以0.01 mm，然后相加可得手轮上的读数为
1.180 mm；利用公式
代入数据解得λ=6.60×10-7 m，
由于激光具有频率、相位和振动情况都相同的特性，所以滤光片、单缝就不必要了。
答案：1.180 6.60×10-7 滤光片、单缝 课件38张PPT。第2节 光 的 衍 射1.波绕过障碍物或通过孔隙_________的现象，叫做波的衍射。
2.当狭缝的宽度_______(选填“大于”“小于”或“远大于”)
水波的波长时，没有明显衍射现象。继续传播远大于3.实验表明，当障碍物或狭缝的尺寸跟波长差不多时，衍射现
象_________(选填“非常明显”或“非常不明显”)。
4.“闻其声而不见其人”的现象与声波的_________(选填“折
射现象”“衍射现象”或“直线传播”)有关。非常明显衍射现象一、光的衍射
1.光的衍射现象：
光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将_____沿直线传
播的规律而绕到障碍物后面传播的现象。
(1)单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现_________的
条纹，中央为___条纹，中央条纹最宽、最亮，其余条纹向两
侧逐渐变窄、变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现_____(选填
“彩色”或“白色”)条纹，中央为_____(选填“彩色”或
“白色”)条纹。改变明暗相间亮彩色白色(2)圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现_______
___的圆环。
2.产生明显衍射现象的条件：
在障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长_________(选填“相差不
多”或“相差很多”)时，甚至比光的波长还要___(选填“大”
或“小”)的时候，就会出现明显的衍射现象。明暗相间相差不多小3.光的衍射现象与光的直线传播的关系：
(1)光的直线传播只是一个近似的规律，只有孔、缝或障碍物
的大小比光波的波长_______时，光才是近似直线传播的；
(2)当障碍物尺寸与光的波长_____时，甚至比波长还要小时，
衍射现象十分明显，不能说光沿直线传播。大很多相近二、衍射对分辨率本领的影响
1.一个光学仪器的分辨率本领是指将两个相互靠近的物体的像
_________的能力。
2.光学显微镜和望远镜等光学仪器，其透镜就相当于小圆孔，
透镜直径_____，产生的衍射现象越_____，分辨本领就越低。分离开来越小明显三、衍射光栅
1.结构：
有许多等宽的狭缝_______排列起来形成光学元件。狭缝的个
数越多，衍射条纹的宽度越窄，亮度越亮。
2.衍射图样的特点：
与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度_____。
3.衍射光栅的种类：
_____光栅和_____光栅。等距离增加反射透射【思考辨析】
1.判断正误：
(1)衍射和干涉条纹都是明暗相间的，所以二者是一样的。
( )
(2)只有波长长的光才发生明显的衍射现象。 ( )
(3)所有光都能发生衍射现象。 ( )
(4)光学仪器上用的透镜的直径越大，光学仪器的分辨本领越强。 ( )
(5)光栅的衍射图样是单缝衍射的结果，与干涉无关。 ( )提示：(1)×。衍射条纹是中间最宽、最亮，两侧逐渐变窄、变暗；干涉条纹是等间距的条纹。
(2)×。发生明显衍射的条件是波长与障碍物的尺寸相当，并不是光的波长要达到多长。
(3)√。衍射是一切波所具有的特性。
(4)√。透镜的直径越大，越不容易产生衍射现象，光学仪器的分辨本领越强。
(5)×。光栅的衍射图样是单缝衍射和多缝干涉的共同结果。 2.问题思考：
(1)为什么显微镜的镜头越小其分辨本领越低?
提示：光学显微镜镜头上的观察透镜就相当于小圆孔，光通过圆孔后会产生衍射，衍射是来自物体的光叠加的结果，会造成观察模糊，镜片越小衍射越明显，观察越模糊。
(2)为什么通过光栅后得到的条纹与双缝干涉条纹不同?
提示：光栅的每一条狭缝都能在接收屏的同一位置上产生单缝衍射图样，由于不同狭缝产生的光是相干的，必定产生干涉，形成明暗相间的条纹，故光栅衍射图样是单缝衍射和多缝干涉的共同结果，不同于双缝干涉条纹。 一、三种衍射现象的比较
1.单缝衍射图样：
(1)中央条纹最亮，越向两边越暗；条纹间距不等，越靠外，条纹间距越小。
(2)缝变窄通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮纹的亮度降低。(3)中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关，入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大。
(4)用白光做单缝衍射时，中央亮条纹是白色的，两边是彩色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮。2.圆孔衍射图样：
(1)中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小。如图所示。 (2)圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱。
(3)用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大。
(4)在白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环。
(5)圆孔由大到小时图样变化：在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到几种不同的现象——圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)、完全黑暗。3.不透明的小圆板衍射图样(泊松亮斑)：
(1)中央是亮斑。
(2)周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小。【学而后思】
(1)光波产生衍射现象的条件是什么?
提示：衍射现象是波动性最基本的表现之一，光波只要碰到障碍物就产生衍射现象，光波产生衍射现象不需要条件，产生明显的衍射现象才需要条件。
(2)光的直线传播与光的衍射现象是否相互矛盾?
提示：不矛盾。这是光的两种不同的传播规律，当障碍物的大小比光的波长大很多时，考虑光的直线传播；当障碍物的尺寸与光的波长相近或比波长小时，考虑光的衍射，这时不能说光沿直线传播。 【典例1】在一次观察光的衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样，那么障碍物应是(黑线为暗线)
( )
A.很小的不透明的圆板
B.很大的中间有大圆孔的不透明的圆板
C.很大的不透明的圆板
D.很大的中间有小圆孔的不透明的圆板 【解题探究】(1)光产生明显衍射现象的条件是什么?
提示：障碍物或小孔的尺寸与光的波长相近或比光的波长小时，产生明显衍射现象。
(2)圆孔衍射图样的特点是什么?
提示：中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小。
【标准解答】选D。图样为清晰的衍射图样，故B错；图样中心为亮斑，说明障碍物为D；若为A，则中央有一个小亮点，亮点外为大暗环；若为C，则图样为大暗斑，只是边缘稍模糊。 【互动探究】在典例1中，若观察到的图样如图所示，关于障碍物哪个选项符合要求 ( )
【解析】选A。中央是亮斑，然后是较粗的暗环，随后是明暗相间的圆环，这是典型的泊松亮斑，故正确答案为A。 【变式备选】在做光通过小孔的衍射实验中，关于衍射图样下列说法中正确的是 ( )
A.换用波长更长的单色光做实验时(其他条件不变)，所得图样的条纹间距变小
B.增大小孔的直径(其他条件不变)，条纹间距不变
C.减小小孔的直径(其他条件不变)，条纹间距将变大
D.无论增大光的波长还是改变小孔直径，条纹间距都不会改变
【解析】选C。波长越长、小孔越小，条纹间距越大，故C项正确。 二、单缝衍射和双缝干涉的比较【学而后思】
(1)如何理解单缝衍射条纹中，中央亮条纹最亮?
提示：对于出现中央亮条纹的地方，各衍射光线之间由于没有光程差而相干加强，因而此处光强最大。
(2)如何从白光的单缝衍射图样中总结出波长越长条纹间距越宽?
提示：白光的单缝衍射图样中，中间是白色说明七色光均产生了衍射现象，但白光的边缘是红色的，说明波长长的红色光的条纹最宽。 【典例2】(2013·泉州高二检测)如图所示，甲、乙、丙、丁四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是 ( )
A.甲、乙是光的干涉图样
B.丙、丁是光的干涉图样
C.形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长短
D.形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长短 【解题探究】(1)双缝干涉图样和单缝衍射图样的显著不同点是什么?
提示：双缝干涉图样是等间距的，单缝衍射图样是不等间距的，且中间最宽。
(2)波长与条纹间距有什么关系?
提示：波长越长，间距越宽。【标准解答】选A。由图样可得甲和乙是等间距的，丙和丁是不等间距的且中间最宽，所以甲和乙是干涉条纹，丙和丁是衍射条纹，A正确，B错误；其中甲比乙的条纹间距大，故形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长长，C项错；丙比丁的条纹间距大，形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长长，D项错。 【总结提升】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：
双缝干涉的条纹是等宽的，条纹间的距离也是相等的，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)根据亮条纹的亮度区分：
双缝干涉条纹，从中央亮纹往两侧亮度变化很小，而单缝衍射条纹中央亮纹最亮，而两侧的亮纹逐渐变暗。 【变式训练】在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是
( )
A.换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变窄
B.换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽
C.使单缝宽度变小，则衍射条纹的亮度降低、间距变窄
D.增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽【解析】选B、D。当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大，故A错、B正确。当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大，故C错；当光的波长一定，单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽，故D正确。 【典例】用一单色光源垂直照射带有圆孔的不透明光屏，下列几种情况中，在圆孔后面的光屏上各看到什么现象?
(1)圆孔的直径为1cm。
(2)圆孔的直径为1mm。
(3)圆孔的直径为0.5μm。【标准解答】(1)当圆孔的直径为1cm时，在光屏上只能看到与圆孔形状相同的亮斑，这是光沿直线传播的结果。
(2)当圆孔的直径为1mm时，在光屏上能看到单色光源倒立的像，这是小孔成像，也是光沿直线传播的结果。
(3)当圆孔的直径为0.5μm时，在光屏上能看到明暗相间的圆形衍射条纹，这是由于小孔的尺寸与光波波长差不多，光发生衍射的结果。
答案：(1)亮斑 (2)倒立的像
(3)明暗相间的圆形衍射条纹 关于光的衍射现象认识的四个误区
误区1：误认为衍射是有条件的
产生误区的原因是没有理解好产生明显衍射现象的条件，衍射作为波的基本特征之一，波只要遇到障碍物就会产生衍射现象，衍射不需要条件；而产生明显衍射现象是需要条件的，障碍物的尺寸与波长相近时，才能产生明显衍射现象。误区2：误认为单缝衍射图样与双缝干涉图样相同
产生误区的原因是没有理解好两种图样的不同，虽然单缝衍射图样与双缝干涉图样都是明暗相间的条纹，但二者最大的不同在于单缝衍射图样的条纹是不等间距的，且中间亮条纹最宽最亮，而双缝干涉图样的条纹是等间距的，亮度基本相同。误区3：误认为光学显微镜可以放大无数倍
产生误区的原因是对光学仪器的分辨率理解不好，任何一个光学仪器，能够把彼此靠近的物体的像分离开来的能力是有限的，这主要是受到了光的衍射现象的影响，光学仪器上的透镜相当于一个圆孔，如果两个靠得很近的物体，在显微镜上所成的像超过了由衍射现象所决定的分辨极限，即使采用最好的透镜来提高显微镜的放大倍数也是徒劳无益的。误区4：误认为光栅衍射与干涉无关
产生误区的原因是没有理解好光栅衍射的形成条件，光栅是由许多狭缝组成的，每一条狭缝都能在接收屏的同一位置产生单缝衍射图样，不同狭缝产生的光是相干的，必定产生干涉，所以光栅衍射图样是单缝衍射和多缝干涉的共同结果。【典例】关于衍射，下列说法中正确的是 ( )
A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果
B.双缝干涉中也存在衍射现象
C.一切波都很容易发生明显的衍射现象
D.影的存在是一个明显的衍射现象【解析】可以通过以下表格进行逐项分析：课件44张PPT。第3节 光 的 偏 振
第4节 激光与全息照相1.机械波分为横波和纵波，横波中质点的振动方向与波的传播
方向_____。
2.纵波中质点的振动方向与波的传播方向_______________。
3.声波是我们生活中最常见的机械波之一，声波属于_____(选
填“横波”或“纵波”)。
4.相干光源的条件是两光源必须具有相同的_____和_________。垂直在同一条直线上纵波频率振动方向一、光的偏振
1.偏振现象：
(1)光的_____和_____现象表明光具有波动性，光的_____现象
说明光是横波。
(2)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，在垂直于传播
方向的平面内，光波可沿任何方向振动，光振动在平面内的分
布是_________的，所以不显示偏振性，这样的光叫做自然光。干涉衍射偏振大致均匀(3)偏振光：自然光垂直透过某一偏振片后，其振动方向沿着
偏振片的_____方向，这样的光称为偏振光。
(4)偏振：横波只沿着某一个特定的方向振动的现象。
(5)起偏器和检偏器：
用于获得偏振光的偏振片叫_______，用于检查通过起偏器的
光是不是偏振光的偏振片叫_______。透光起偏器检偏器2.偏振现象在生产生活中的应用：
偏振现象的主要应用有_______、_________、_________等。
二、激光与全息照相
1.激光及其应用：
(1)激光是_____________产生的。
(2)激光的三大特点分别是：_________、_________、_______。偏振镜立体电影地震预报原子受激辐射单色性好方向性强亮度高2.全息照相：
(1)激光的应用：
激光诞生后的一个很重大的应用是_________，它是应用光的
_____来实现的。
(2)作为光源的激光被分为两部分：一部分通过凹透镜发散后
射到照相胶片上，另一部分射向一个平面镜，经反射后通过另
一个凹透镜发散后射向被拍照的物体，该物体把光线反射到照
相胶片上并与第一束光发生_____，两束光干涉的结果就在照
相胶片上记录下被拍摄物体的_________信息，这就是全息照
相。全息照相干涉干涉三维图像【思考辨析】
1.判断正误：
(1)横波和纵波都能产生偏振现象。 ( )
(2)自然光通过偏振片可以获得偏振光。 ( )
(3)起偏器和检偏器都是偏振器。 ( )
(4)激光由于方向性强，所以能发生干涉。 ( )
(5)全息照相是在照相胶片上记录下被拍摄物体的三维图像信息。( )提示：(1)×。只有横波才能产生偏振现象。(2)√。自然光通过偏振片，偏振片只让某一方向振动的光通过，就形成了偏振光。(3)√。起偏器和检偏器都是偏振器，用于获得偏振光的叫起偏器，用于检验是不是偏振光的叫检偏器。(4)×。激光由于单色性好，所以才能发生干涉。(5)√。全息照相是利用光的干涉，在照相胶片上记录下被拍摄物体的三维图像信息。2.问题思考：
(1)为什么普通照相机镜头无法拍出水中的鱼，而用偏振镜头能使水中的鱼显现出来?
提示：水面上有大量的反射光，反射光是偏振光，这些反射光进入照相机会使水中的景物很难显现出来，拍摄时加偏振片能够消除或减弱偏振光，从而鱼能显现出来。
(2)如果一张全息照片的大部分被损坏或丢失，只留下一小部分，还能再现原物的全貌吗?
提示：全息照片的每一部分都记录了原物的全貌，所以只要留下一部分，就能再现原物的全貌。 一、偏振现象及其应用
1.偏振现象：对于横波通过狭缝的情况，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能无阻碍地通过狭缝，而当狭缝的方向与横波质点的振动方向垂直时，横波不能通过狭缝，说明偏振是横波特有的现象。 2.自然光与偏振光的区别：3.偏振片：由特殊材料制成的，只让某一方向振动的光通过，而不让其他振动方向的光通过的一种光学元件。偏振片上的“狭缝”若不借助特殊仪器，用肉眼无法观察到。起偏器和检偏器都是偏振器。把偏振光能完全通过的方向称为这个偏振器的偏振化方向。
4.自然界中的起偏器：江湖或海洋的水面、皮革、鱼鳞、毛皮等。5.偏振光的应用：
(1)立体电影。
(2)摄影时利用偏振片消除反光。
(3)利用偏振现象检查应力的分布。
(4)汽车挡风玻璃上安装偏振片可减弱对面车灯射来的光。
(5)液晶显示也是利用了偏振现象。【学而后思】
(1)为什么只有横波才有偏振现象?
提示：横波的振动方向垂直于波的传播方向，只有横波才有沿着某一特定方向振动的现象，只有横波才有偏振现象，纵波不存在偏振现象。
(2)在自然界中存在偏振光吗?
提示：在自然界中存在偏振光，自然界中各种介质表面的反射光都是偏振光。 【典例1】如图所示，a是一偏振片，a的透振方向为竖直方向。下列四种入射光束哪几种照射a时能在a的另一侧观察到透射光( )
A.太阳光
B.沿竖直方向振动的光
C.沿水平方向振动的光
D.沿与竖直方向成45°的光 【解题探究】(1)太阳光通过偏振片后形成什么光?
提示：太阳光通过偏振片后，只让某一方向振动的光通过，不让其他方向振动的光通过，形成偏振光。
(2)偏振光如何才能通过偏振片?
提示：当偏振光与偏振片的偏振化方向平行时，偏振光完全通过偏振片；当偏振光与偏振片的偏振化方向垂直时，偏振光完全不能通过偏振片；当偏振光与偏振片的偏振化方向成某一角度时，偏振光部分通过偏振片。 【标准解答】选A、B、D。根据光的偏振知识，只要光的振动方向不与偏振片的透振方向垂直，光都能通过偏振片。当光的振动方向与偏振片的透振方向相同时，透射光最强，当二者垂直时，光完全不能透过。当二者间的夹角在0～90°逐渐增加时，透射光逐渐减弱。太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45°角振动的光均能通过偏振片。【总结提升】获取偏振光的方法
(1)让自然光通过一块偏振片。
(2)让自然光射到两种介质的交界面上，使反射光与折射光垂直时，反射光就是偏振光。
(3)让自然光射到两种介质的交界面上，当反射光与折射光垂直时，折射光经过多次折射以后就是偏振光。【变式训练】如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则 ( )
A.图中a光为偏振光
B.图中b光为偏振光
C.以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮
D.以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮【解析】选B、D。自然光沿各个方向是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是沿着某一特定方向振动的光。从电灯发出的光是自然光，则选项A错误；它通过A后，变成偏振光，则选项B正确；在P处看不到光亮，则A、B的透射方向垂直，若将B转过180°后，两偏振片透射方向仍垂直，仍看不到光亮。若将B转过90°后，两偏振片透射方向一致，能看到光亮，故选项C错误、选项D正确。【变式备选】通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板，当以入射光线为轴转动偏振片时，看到的现象有何不同?
【解析】通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化。因为灯光、烛光都是自然光，沿各个方向振动的光的强度相同，因此当偏振片旋转时，透射出来的光波的振动方向虽然改变了，但光的强弱没有改变。
月亮和黑板反射的光是偏振光，它们通过偏振片透射出来的光线的强弱会随偏振片的旋转发生周期性的变化。
答案：见解析 二、激光与全息照相
1.激光及其产生：
激光是原子受激辐射产生的光。发光的方向、频率、偏振方向均相同，两列相同的激光相遇可以发生干涉，激光是相干光。在现代科学技术中用多次反射和折射在激光器内产生振荡而发出激光。激光是人工产生的光，自然界中的发光体不能发出激光。 2.激光是相干光，普通灯泡发出的光不是相干光：
激光是从物质的原子中发出的，原子获得能量后，处于不稳定状态，它会以光子的形式把能量辐射出去。普通光源——灯泡，灯丝中的每个原子在什么时刻发光，朝哪个方向发光，都是不确定的，发光的频率也不一样。这样光在叠加时，一会在空间的某点加强，一会又在这点消弱，不能形成稳定的亮区和暗区，所以不能发生干涉，因而是非相干光。
激光的光源原子发生受激辐射跃迁时，发出的光子的频率、方向都跟入射光子完全一样，能产生稳定的干涉图样，是相干光。3.激光的特点及其应用：4.全息照相：
(1)“全息”是指物体发出的光波的全部信息，既包括振幅和强度，也包括相位。
(2)所谓全息照相就是一种记录被摄物体反射(或透射)光波中全部信息的先进照相技术。全息照相不用一般的照相机，而要用一台激光器。激光束用分光镜一分为二，其中一束照到被拍摄的景物上，另一束直接照到感光胶片即全息干板上。当光束被物体反射后，其反射光束也照射在胶片上，就完成了全息照相的摄制过程。(3)全息照相的优点：
①它再现出来的像是跟原来物体一模一样的逼真的立体像，跟观察实物完全一样。
②把全息底片分成若干小块，每一小块都可以完整地现出原来物体的像，即使全息底片有缺损，也不会使像失真。
③在同一张感光片上可以重叠记录许多像，这些像能够互不干扰地单独显示出来。 【学而后思】
(1)为什么激光具有单色性好、方向性强、亮度高的特点?
提示：激光是由原子受激辐射产生的光，激光束中所有的光子都是相互关联的，它们的频率一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致，所以激光具有单色性好、方向性强、亮度高的特点。(2)全息照相为什么能记录下被拍摄物体的三维图像信息?
提示：全息照相是利用光的干涉实现的，作为光源的激光分成两部分：一部分经凹透镜发散后射到照相底片上，另一部分经另一个凹透镜发散后射到被拍照的物体上，该物体把光线反射到照相底片上并与第一束光发生干涉，两束光发生干涉的结果就在照相底片上记录下被拍摄物体的三维图像信息。 【典例2】下列说法中正确的是 ( )
A.激光是自然界中早已存在的光，不是人造出来的
B.因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
C.激光可以像刀子一样切除肿瘤
D.以上说法都不对【解题探究】(1)激光是怎样产生的?
提示：激光是在外来光子的作用下，原子受激辐射产生的光，是一种完全新型的光，在自然界中并不存在。
(2)激光有什么应用特点?
提示：激光主要根据其特点进行应用，单色性好可以应用于干涉方面，方向性好可以应用于制导、测距等方面，亮度高可以应用于激光刀等方面。 【标准解答】选C。激光是一种完全新型的光，在自然界中并不存在，A项错；激光也是光，因此具有光波的特性，能够发生衍射现象，B项错；激光有很多用途，可用来做手术，切除肿瘤，C项正确，D项错。【总结提升】激光的特点
(1)激光首先是光，激光遵循光的一切规律，例如折射、反射、衍射、干涉等。
(2)激光是一种新型光源，还具有一般光源所不具备的特点，例如单色性好、方向性强、亮度高等。
(3)针对激光的每一个特点，都有很多方面的应用。【变式训练】准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀，可用于进行近视眼的治疗。用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短、效果好、无痛苦。关于这个治疗，以下说法中正确的是 ( )
A.近视眼是物体成像在眼球中的视网膜的前面，使人不能看清物体
B.激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术
C.激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复
D.激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削【解析】选A、B、D。激光手术是物理技术用于临床医学的最新成果。人的眼睛是一个光学成像系统，角膜和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透镜成像在视网膜上，人就能看清楚物体。当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成像在视网膜的前面时，人就不能看清物体，这就是近视眼，A对；激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术，B对；激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上，C错，D对。【变式备选】将激光束的宽度聚集到纳米级(10-9m)范围内，可以修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病等彻底根除，这是应用了激光的 ( )
A.方向性强的特性
B.单色性好的特性
C.亮度高的特性
D.粒子性好的特性
【解析】选C。应用激光修复人体损坏的器官主要是利用了激光的亮度高的特性，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。故C对。 【典例】由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以光导纤维中用激光作为信息高速传输的载体。要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一端射出，而不会从侧壁“泄露”出来，光导纤维所用材料的折射率至少为多大? 【标准解答】设激光束在光导纤维端面的入射角为i，折射角为r，折射光线射向侧面时的入射角为β，如图所示。
由折射定律有：
由几何关系有：
r+β=90°，
sinr=cosβ由全反射临界角的公式有：
要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射，应有i=90°，
sini=1，故
解得
答案：关于激光认识的五个误区
误区1：误认为大自然中存在激光
产生误区的原因是没有理解激光的产生机理，激光是在人工干预下，原子受激辐射产生的光，如果没有人工干预，原子就不会受激辐射，也就不会产生激光，所以激光是一种完全新型的人造光，大自然中是不存在的。误区2：误认为激光没有衍射现象
其原因是混淆了激光方向性好与衍射的关系，激光在没有遇到障碍物时传播方向一致，表现出很好的方向性，但衍射是激光在波动方面的表现，激光本质上还是光，当遇到障碍物或小孔时，如果满足了产生明显衍射的条件，激光照样能产生明显的衍射现象。
误区3：误认为激光没有偏振现象
这是没有理解好激光的本质，激光本质上还是光，遵循光的一切规律，包括光的反射、折射、干涉、衍射和偏振等。误区4：误认为激光不能用来携带信息
其原因是没有理解好激光的单色性好的特点，正是因为激光的单色性好所以才容易进行调制，现在的光纤通信就是利用激光携带信息进行传播的。
误区5：误认为全息照相可以用一般光作为光源
产生误区的原因是没有理解好全息照相的原理，全息照相是利用光的干涉实现的，激光束中所有的光子都是相互关联的，它们的频率一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致，所以激光具有高度相干的特点，以及亮度高的特点，最适合作为全息照相的光源，其他光的相干性和亮度都不能达到全息照相的要求，不能用来作为全息照相的光源。【典例】关于激光的应用问题，下列说法中正确的是( )
A.光纤通信是利用激光的平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行信息传递
B.用激光作为光源做双缝干涉，干涉图样更明显
C.医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是利用了激光的亮度高的特点
D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是利用了激光亮度高的特点【解析】可以通过以下表格进行逐项分析课件13张PPT。阶段归纳整合
第5单元一、对光的干涉、衍射的理解
1.两者的产生条件不同：
产生干涉的条件是两列光波频率相同，振动方向相同，相位差恒定；产生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还要小。
2.图样特点不同：
单色光双缝干涉产生的是等间距、明暗相间且亮度基本相同的条纹；单缝衍射产生的是中央最宽、最亮，其他窄且暗的明暗相间条纹，并且各相邻条纹间距不等。 3.波长对条纹间距的影响：
无论是双缝干涉还是单缝衍射，所形成的条纹间距和宽度都随
波长增加而增大，对于双缝干涉，相邻明纹或暗纹间距为
4.两者成因相同，都是波特有的现象，属于波的叠加。 【典例1】用游标卡尺观察光的衍射现象的实验中，用日光灯作为被观察的对象，对于以下的做法和观察结果，下列说法正确的是 ( )
A.卡尺的两个测脚间距很小，大约是0. 5 mm或更小
B.卡尺的两个测脚形成的狭缝要与灯管平行
C.狭缝离日光灯近一些效果较好
D.观察到的是在灯管上下边缘形成黑白相间的条纹【标准解答】选A、B。在用游标卡尺观察光的衍射现象的实验中，卡尺的两个测脚间距很小，大约是0. 5 mm或更小，A项正确；卡尺的两个测脚形成的狭缝要与灯管平行，否则就看不到衍射条纹，B项正确；狭缝离日光灯远近效果都较好，C项错误；观察到的是彩色条纹，D项错误。【变式训练】一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后面的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。现将其中一条缝挡住，让这束红光只通过一条缝，则在光屏上可以看到 ( )
A.与原来相同的明暗相间的条纹，只是亮条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央亮条纹变宽些
C.只有一条与缝宽对应的亮条纹
D.无条纹，只存在一片红光 【解析】选B。这束红光通过双缝时产生了干涉现象，说明每一条缝都很窄，满足这束红光发生干涉的条件。这束红光通过双缝时在光屏上形成的干涉图样的特点是：中央出现亮条纹，两侧对称地出现等间距的明暗相间条纹。而这束红光通过单缝时形成的衍射图样的特点是：中央出现较宽的亮条纹，两侧出现对称的不等间距的明暗相间条纹，且距中央亮条纹远的亮条纹亮度迅速减弱，所以衍射图样看上去明暗相间的条纹数量较少。故B正确。二、光的波动性的应用
光是一种横波，光经过双缝时会发生双缝干涉，光经薄膜反射
会发生薄膜干涉，光经过小孔或狭缝会发生衍射，光经过偏振
片后的强度会发生变化，如何利用光的这些不同的特性呢？
1.利用光的双缝干涉测光的波长等物理量：
单色光发生双缝干涉时会在屏上形成明暗相间的条纹，且条纹
间距满足公式 若已知Δy、l、d则可求λ，
若已知l、d、λ则可求Δy。 2.利用光的薄膜干涉检查薄膜厚度变化或检查工件表面是否平整，还可使光增透或增反。
在薄膜干涉图样中，同一条纹对应同一厚度的薄膜，所以条纹形状与薄膜等厚度的形状一致。
3.利用单缝衍射确定缝宽：
单缝衍射的条纹宽度与缝宽和波长有确定的关系，根据条纹宽度变化即可确定缝宽变化情况。
4.利用偏振片改变光的强度：
自然光经镜面反射后的反射光为偏振光，偏振片的偏振化方向与光的偏振方向的夹角不同，透过偏振片的光强度也就不同，根据这一原理可以有效地减少反射光的影响。【典例2】为了减少光在透镜表面的反射损失，可在透镜表面
涂一层增透膜。增透膜的材料一般选用折射率为1.38 的氟化
镁。为了使在空气中波长为0.552 μm的绿光在垂直透镜入射
时，不发生反射，所涂薄膜的厚度最小应为多少？
【标准解答】在空气中c=λ0f，在薄膜中v=λf，薄膜的折射
率 薄膜的最小厚度应能使在薄膜前后两个
表面反射出的两列光波的路程差为 即薄膜的厚度至少为
答案：1.0×10-7 m【变式训练】(2013·武威高二检测)下列有关光现象的说法正确的是 ( )
A.泊松亮斑是光的偏振现象
B.光学镜头上的增透膜是利用了光的干涉现象
C.在双缝干涉实验中，用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
D.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度【解析】选B。泊松亮斑是光的衍射现象，A项错；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减少了反射而增加了透射，B项对；在双缝干涉实验中，用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，两种频率的光不能产生干涉现象，不会出现彩色条纹，C项错；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片，以减少反射光的强度，D项错。
