主题1 光的折射和全反射
1.正确、灵活地理解、应用折射率公式
教材中给出的折射率公式为n=(i为真空中的入射角,γ为某介质中的折射角).根据光路可逆原理,入射角、折射角是可以随光路的逆向而“换位”的.我们可以这样来理解、记忆:n= =.
2.对临界角的理解
光线从介质进入真空或空气,r=90°时,发生全反射,此时的入射角i(介)叫临界角ic.
则==sin ic.
【典例1】 如图所示,△ABC为一直角三棱镜的横截面,其顶角α=30°,P为垂直于直线BCO的光屏,现有一宽度为H=AB的单色平行光束垂直射向AB面,结果在光屏上形成一条宽为的光带,BO=H.
(1)求出射光的偏折角;
(2)求介质的折射率.
[解析] (1)AC面上的入射角θ1=α=30°,D点为PO的中点,即光屏上光带的最高点,延长AD交BCO的延长线于E点,由几何知识可知BO=OE=H,OD=,tan ∠OED==,由数学关系可知折射角θ2=60°,所以偏折角为30°.
(2)n==
[答案] (1)30° (2)
解答全反射类问题的技巧
(1)光必须从光密介质射入光疏介质.
(2)入射角大于或等于临界角.
(3)利用好光路图中的临界光线,准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键,且在作光路图时尽量与实际相符,这样更有利于问题的分析.
主题2 测介质的折射率
1.测玻璃的折射率
插针法:运用光在玻璃两个界面处的折射.
如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移.用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出O′点,画出折射光线OO′,量出入射角i和折射角γ,根据n=计算出玻璃的折射率.
2.测水的折射率
(1)成像法.
原理:利用水面的反射成像和水的折射成像.
方法:如图所示,在一盛满水的烧杯中,紧挨杯口竖直插入一直尺,在直尺的对面观察水面,能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像,若从点P看到直尺在水下最低点的刻度B的像B′(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A的像A′(反射成像)重合,读出AC、BC的长,量出烧杯内径d,即可求出水的折射率为n=.
(2)插针法.
原理:光的折射定律.
方法:如图所示,取一方木板,在板上画出互相垂直的两条线AB、MN,从它们的交点O处画直线OP(使∠PON<45°),在直线OP上P、Q两点垂直地插两枚大头针.把木板放入水中,使AB与水面相平,MN与水面垂直.在水面上观察,调整视线使P的像被Q的像挡住,再在木板S、T处各插一枚大头针,使S挡住Q、P的像,T挡住S及Q、P的像.从水中取出木板,画出直线ST,量出图中的角i、γ,则水的折射率n=.
(3)视深法.
原理:利用视深公式h′=.
方法:在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆,在水面上方吊一根针,如图所示.调节针的位置,直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合,测出针尖距水面的距离即为杯中水的视深h′,再测出水的实际深度h,则水的折射率n=.
(4)全反射法.
原理:全反射现象.
方法:在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠,如图所示.在水面上观察,看到一圆形的发光面,量出发光面直径D及水深h,则水的折射率n=.
【典例2】 某同学设计了一个测量液体折射率的仪器,如图所示.在一个圆形木盘上过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF,在半径OA上垂直圆盘面插下两枚大头针P1、P2,并保持P1、P2的位置不变,每次测量时,让圆盘的BFC部分竖直浸入液体中,而且使液面与直径BC相平,EF为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住P1、P2的像.同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值.这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值.
(1)若∠AOF=30°,OP3与OC的夹角为30°,则P3处所对应的折射率的值为______.
(2)图中P3、P4两位置中________(选填“P3”或“P4”)所对应的折射率值大.
(3)作AO的延长线交圆周于K,K处所对应的折射率的值应为________.
[解析] (1)此时OP3与OE之间的夹角为入射角,θ1=60°,OA与OF之间的夹角为θ2=30°,则n===
(2)P4对应的入射角大,折射角相同,所以P4对应的折射率大.
(3)当大头针在K位置时,入射角与折射角相等,所以折射率等于1.
[答案] (1) (2)P4 (3)1
主题3 光的干涉与衍射的比较
内容 干涉 衍射
现象 在光重叠区域出现加强或减弱的现象 光绕过障碍物偏离直线传播的现象
产生条件 两束光频率相同、相位差恒定、振动方向相同,即必须是相干光源 障碍物或孔的尺寸与波长差不多或比波长更小(明显衍射的条件)
典型实验 杨氏双缝实验、薄膜干涉 单缝衍射(圆孔衍射、不透明圆盘衍射)
图样特点 中央明纹,两边等间距分布的明暗相间条纹 中央最宽最亮,两边不等间距分布的明暗相间条纹
应用 检查平面、增透膜、测定波长
【典例3】 (多选)用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验比普通光源效果更好,图像更清晰.如果将感光元件置于光屏上,则不仅能在光屏上看到彩色条纹,还能通过感光元件中的信号转换,在电脑上看到光强的分布情况.下列说法正确的是( )
A.当做单缝实验时,光强分布图如乙所示
B.当做单缝实验时,光强分布图如丙所示
C.当做双缝实验时,光强分布图如乙所示
D.当做双缝实验时,光强分布图如丙所示
AD [当做单缝实验时,中间是亮条纹,往两侧条纹亮度逐渐降低,且亮条纹的宽度不等,所以其光强分布图如乙所示,故A正确,B错误;当做双缝实验时,在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹,所以其光强分布图如丙所示,故C错误,D正确.]
如何分析干涉、衍射图样
在分析干涉、衍射图样时,主要注意图样条纹宽度的情况:若条纹宽度相等,则是干涉条纹,若中间条纹最宽,两边越来越窄,则是衍射条纹.
章末综合测评(四) 光及其应用
时间:75分钟 满分:100分
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲.下列光路图中能描述该现象的是( )
A B
C D
A [根据折射定律n上sin θ上=n下sin θ下,由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,则θ下逐渐减小,画出光路图如图所示,则从高到低θ下逐渐减小,则光线应逐渐趋于竖直方向.故选A.]
2.关于教材中出现的以下四张图片,下列说法不正确的是( )
A.图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化,是由于波的叠加引起的
B.图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹,是由于光的干涉产生的
C.图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的
D.图4所示水中的气泡看上去特别明亮,是由于光的全反射引起的
A [题图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调发生变化,当急救车靠近时,感觉声调变高,反之急救车远离时,感觉声调变低,这是由多普勒效应引起的,故A错误;题图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹,是由于光的薄膜干涉,故B正确;题图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射,故C正确;题图4所示水中的气泡看上去特别明亮,是由于光从水进入气泡时发生了全反射,故D正确.本题选不正确的,故选A.]
3.小红利用图1所示的装置,观察红光的干涉、衍射现象,其中P是光学元件,且P到光屏的距离恒定,通过实验在光屏上得到了图2所示甲、乙、丙、丁四种图样.下列说法正确的是( )
A.甲对应的P是双缝,双缝间距较大
B.乙对应的P是双缝,双缝间距较大
C.丙对应的P是单缝,缝的宽度较宽
D.丁对应的P是单缝,缝的宽度较窄
A [条纹甲和乙都是平行等距的,都是干涉条纹,则甲和乙对应的P是双缝,根据Δx=λ可知,甲条纹间距较小,则甲双缝间距较大,选项A正确,B错误;丙和丁对应的条纹是平行不等距的,则为衍射条纹,则P是单缝,因题图丙的衍射现象较丁更明显,可知丙单缝的宽度较窄,选项C、D错误.故选A.]
4.某同学利用玻璃制成的实心“水晶球”模拟彩虹的形成,该同学让一细束复色光从P点射入水晶球,最后分成a、b两束单色光从水晶球射出,光路图如图所示,下列说法正确的是( )
A.彩虹的形成是光的干涉现象
B.“水晶球”对a光的折射率比b光的大
C.在“水晶球”中,a光的传播速度比b光的大
D.遇到同样的障碍物,a光比b光更容易发生明显的衍射现象
B [彩虹的形成是光的折射现象,故A错误;在P点,入射角相同,由n=可知,“水晶球”对a光的折射率比b光的大,故B正确;由v=可知,“水晶球”中,a光的传播速度比b光的小,故C错误;因为a光的折射率比b光的大,所以a光的频率比b光大,则b光的波长比a光的长,遇到同样的障碍物,b光比a光更容易发生明显的衍射现象,故D错误.故选B.]
5.如图所示,一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上,已知棱镜材料的折射率为,则这束光进入棱镜后的光路图应为( )
A B C D
D [光线垂直AB面射入,在到达AC面上时入射角i=60°,因光线的临界角C满足sin C=,C=45°,i>C,所以光线在AC面发生全反射;光线到达BC面上的入射角i′=30°,由于i<C,所以有部分光线从BC面射出,还有部分光线经BC面反射到AC面上,此时入射角等于零度,光线垂直于AC面射出,故D正确.]
6.如图所示,有玻璃三棱镜ABC,顶角A为30°,一束光线a垂直于AB射入棱镜,由AC射出进入空气,测得出射光线与入射光线间夹角为30°,则棱镜的折射率为( )
A. B. C. D.
C [由题意可知,光线从玻璃射向空气中时,入射角为θ1=30°,折射角为θ2=60°,则玻璃的折射率n==故选C.]
7.摄影师在水下对水上的景物进行拍摄,忽略镜头尺寸的影响,假设摄影师由水下竖直向上拍摄,光的传播路径如图所示,已知水的折射率为,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,下列说法正确的是( )
A.光线射入水中频率减小
B.水中拍摄到的水上景物比实际位置偏低
C.水上景物的像将集中在一个倒立的圆锥内
D.进入镜头的光线与竖直方向的夹角θ最大为37°
C [光线由水上射入水中时,光的频率不变,故A错误;如图所示,光源S成像在S′处,S′的位置比S的位置偏高,故B错误;光从空气中折射进入水中再进入镜头,所以水上景物的像将集中在一个倒立的圆锥内,故C正确;当光线在水面的入射角为90°时,水中光线与竖直方向夹角达到最大值,即临界角C,且sin C==>0.6,则C>37°,故D错误.故选C.]
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.渔民在清澈的河水中用鱼叉叉鱼,可改用激光束捕鱼,关于两种捕鱼方法下列说法正确的有( )
A.用鱼叉叉鱼时,应该瞄准人所看到鱼的位置
B.用鱼叉叉鱼时,应该瞄准人所看到鱼的下方
C.用激光捕鱼时,应该瞄准人所看到的鱼
D.用激光捕鱼时,应该瞄准人所看到鱼的下方
BC [用鱼叉叉鱼时,从鱼身上发出的光,经水面出射到空气中后会发生折射,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看去,会看到鱼的位置比实际高了,则应该瞄准人所看到鱼的下方,故A错误,B正确;用激光捕鱼时,因为光路可逆,所以光线会沿同路径折射回去,人看到鱼的位置就是实际位置,则应该瞄准人所看到的鱼,故C正确,D错误.故选BC.]
9.结合图片分析,下列说法正确的是( )
A.图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,当入射角θ1逐渐增大到某一值后不再会有光线从a′面射出
B.图乙是双缝干涉示意图,若只减小屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离Δx将减小
C.图丙是针尖在灯光下发生的现象,这种现象反映了光的干涉现象
D.图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果,右边是光屏.当P固定不动缓慢转动Q时,光屏上的光亮度将一明一暗交替变化,此现象表明光波是横波
BD [题图甲中,根据几何关系可知上表面的折射角等于下表面的入射角,根据光路的可逆性,无论怎么增大入射角θ1,下表面的入射角不会达到临界角,光线都会从a′面射出,故A错误;题图乙中,根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δx=λ,可知只减小屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离Δx将减小,故B正确;题图丙是针尖的衍射现象图片,故C错误;只有横波才能产生偏振现象,所以光的偏振现象表明光是一种横波,故D正确.故选BD.]
10.如图所示,单色光Ⅰ和Ⅱ照射到半圆形玻璃砖的圆心O,从玻璃砖圆面上的同一位置离开玻璃砖,下列说法正确的是( )
A.在同种玻璃中单色光Ⅰ的传播速度大
B.在同种玻璃中单色光Ⅰ的折射率较大
C.增大单色光Ⅰ的入射角会发生全反射现象
D.用相同的实验装置进行双缝干涉实验,单色光Ⅱ的相邻明条纹间的距离较大
BD [由题图可知,单色光Ⅰ的入射角大,单色光Ⅰ和Ⅱ的折射角相同,根据折射定律可知在同种玻璃中单色光Ⅰ的折射率较大,故B正确;根据v=可知,在同种玻璃中单色光Ⅰ的传播速度小,故A错误;单色光从光疏介质射向光密介质时不会发生全反射现象,故增大单色光Ⅰ的入射角不会发生全反射现象,故C错误;单色光Ⅱ的频率小,波长长,根据Δx=λ可知,用相同的实验装置进行双缝干涉实验,单色光Ⅱ的相邻明条纹间的距离较大,故D正确.故选BD.]
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(7分)在“测定玻璃的折射率”的实验中,
(1)小朱同学在实验桌上看到方木板上有一张白纸,白纸上有如图甲所示的实验器材,他认为除了缺刻度尺还少了一种器材,请你写出所缺器材的名称:________,老师将器材配齐后,他进行实验,图乙是他在操作过程中的一个状态,请你指出第四枚大头针应在图乙中的位置________(选填“A”“B”或“C”).
(2)小红利用方格坐标纸测定玻璃的折射率,如图丙所示,AO是画在纸上的直线,她在直线AO适当位置竖直插上P1、P2两枚大头针,放上半圆形玻璃砖,使其圆心与O重合,然后插上P3、P4两枚大头针,以确定折射光线.其中她确定P3大头针位置的方法应当是____________.操作完成后,她用圆规作了一个以O为圆心、半径与玻璃砖半径相同的半圆(如图丙中虚线所示),则她测出玻璃的折射率n=________.
[解析] (1)在实验桌上看到方木板上有一张白纸,白纸上有如题图甲所示的实验器材,还缺少刻度尺、大头针;依据光的折射定律,及玻璃砖上下表面平行,那么出射光线与入射光线相互平行,因此第四枚大头针应在题图乙中的位置B处,如图所示.
(2)透过玻璃砖看,P3大头针挡住P1、P2两枚大头针的像;如图,作出法线,过圆与入射光线与折射光线的交点作法线的垂线CA和DB,由数学知识得:入射角和折射角的正弦值分别为sin i=,sin γ=
其中CO=DO,则折射率n====1.5.
[答案] (1)大头针 B (2)挡住P1、P2的像 1.5
12.(10分)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,
(1)如图1所示,将实验仪器按要求安装在光具座上,小光同学观察到清晰的干涉条纹.若他对实验装置进行改动后,在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹,但条纹间距变宽.以下改动可能会实现这个效果的是________.
A.仅将滤光片向右移动靠近单缝
B.仅将像屏向左移动少许
C.仅将绿色滤光片换成红色滤光片
D.仅将像屏向右移动少许
(2)如图2所示,在测量过程中将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数x1=1.670 mm,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第4条亮纹中心对齐,记下此时图3中手轮上的示数x4=________ mm.
(3)已知双缝间距d为2.0×10-4 m,测得双缝到屏的距离L为0.700 m,由计算式λ=________(用(2)(3)中提供的字母表示),可得所测单色光波长为______ m(结果保留两位有效数字).
[解析] (1)根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δx=λ,其中L为双缝到像屏的距离,d为双缝之间的长度,可知仅将像屏向右移动少许即L增大、将绿色滤光片换成红色滤光片即λ变大,可以使条纹间距变大,故C、D正确,A、B错误.
(2)螺旋测微器的读数为x4=8.5 mm+10.0×0.01 mm=8.600 mm.
(3)条纹间距Δx=,根据Δx=λ,可得λ=,代入数据解得λ=6.6×10-7 m.
[答案] (1)CD (2)8.600 (3) 6.6×10-7
13.(9分)如图所示,水面上有一透明均质球,上半球露出水面,下半球内竖直中心轴上有红、蓝两种单色灯(可视为点光源),均质球对两种色光的折射率分别为n红和n蓝.为使从光源照射到上半球面的光都能发生折射(不考虑光线在球内反射后的折射),若红灯到水面的最大距离为h红,求:
(1)蓝灯到水面的最大距离;
(2)两灯都装在各自到水面的最大距离处,蓝灯在红灯的上方还是下方?为什么?
[解析] (1)为使从光源照射到上半球面的光,都能发生折射,关键是光线能够从球的上半部分折射出去,以红光为例,当入射角最大达到临界角时,光线平行水面折射出去,光路图如图所示:
假设半球半径为R,根据全反射定律和几何关系可知
sin C红==
同理可知蓝光
sin C蓝==
两式联立解得
h蓝=·h红.
(2)蓝光的折射率n蓝大于红光的折射率n红,根据(1)问结果h蓝=·h红,结合n蓝>n红>1,可知h蓝<h红
所以蓝灯应该在红灯的上方.
[答案] ·h红 (2)上方,理由见解析
14.(13分)如图所示,某次“找靶点”游戏中,在距长方体水缸开口32 cm处的侧壁位置M点贴一张靶点的图片,然后将水缸装满水,游戏者需要站在指定观测点调整观察角度,恰好切着右侧壁P点看到靶点图片,此时将一根细长直杆从观测点经P点插入水中至水缸侧壁O点,测得O点在M点上方 14 cm 处,已知长方体水缸左右侧壁间距离为24 cm.
(1)试解释水缸装满水后,为什么观察到的“靶点”的位置升高了?
(2)若光在空气中的传播速度c=3.0×108 m/s, 求光在该水缸中水里的传播速度.
[解析] (1)水缸装满水后,“靶点”反射的光经过水进入空气,发生了折射,所以观察到的“靶点”的位置升高了.
(2)光路图如图所示,由几何关系可得tan i=
tan γ=
水的折射率n=
解得n=
光在该水缸中水里的传播速度v=
解得v=2.25×108 m/s.
[答案] (1)见解析 (2)2.25×108 m/s
15.(15分)为保证泳池夜间安全,需要在泳池铺设池底灯提供光照.如图甲所示,足够大的泳池中央有一直径为d的圆形池底灯,灯面与池底相平.已知水的折射率为n,水深为h,水面平静,求:
(1)若水深增大,则在水面上形成的光斑面积如何变化?试通过在图乙中画出相应的光路图并简要说明(不要求计算).
(2)当水深为h时,水面上形成的光斑面积S.
[解析] (1)如图所示,假设P端发出的光在水面M点发生全反射,则形成的光斑是以点O为圆心、MN为直径的圆,若水深增大时,圆形光斑的直径EF也增大,即光斑面积增大.
(2)根据全反射的临界角C与折射率的关系得
sin C=
由几何关系得tan C=
设光斑半径为r,有r=h tan C+
光斑面积S=πr2
联立解得S=π
[答案] (1)见解析 (2)π
17 / 17主题1 光的折射和全反射
1.正确、灵活地理解、应用折射率公式
教材中给出的折射率公式为n=(i为真空中的入射角,γ为某介质中的折射角).根据光路可逆原理,入射角、折射角是可以随光路的逆向而“换位”的.我们可以这样来理解、记忆:n= =.
2.对临界角的理解
光线从介质进入真空或空气,r=90°时,发生全反射,此时的入射角i(介)叫临界角ic.
则==sin ic.
【典例1】 如图所示,△ABC为一直角三棱镜的横截面,其顶角α=30°,P为垂直于直线BCO的光屏,现有一宽度为H=AB的单色平行光束垂直射向AB面,结果在光屏上形成一条宽为的光带,BO=H.
(1)求出射光的偏折角;
(2)求介质的折射率.
[听课记录]
解答全反射类问题的技巧
(1)光必须从光密介质射入光疏介质.
(2)入射角大于或等于临界角.
(3)利用好光路图中的临界光线,准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键,且在作光路图时尽量与实际相符,这样更有利于问题的分析.
主题2 测介质的折射率
1.测玻璃的折射率
插针法:运用光在玻璃两个界面处的折射.
如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移.用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出O′点,画出折射光线OO′,量出入射角i和折射角γ,根据n=计算出玻璃的折射率.
2.测水的折射率
(1)成像法.
原理:利用水面的反射成像和水的折射成像.
方法:如图所示,在一盛满水的烧杯中,紧挨杯口竖直插入一直尺,在直尺的对面观察水面,能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像,若从点P看到直尺在水下最低点的刻度B的像B′(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A的像A′(反射成像)重合,读出AC、BC的长,量出烧杯内径d,即可求出水的折射率为n=.
(2)插针法.
原理:光的折射定律.
方法:如图所示,取一方木板,在板上画出互相垂直的两条线AB、MN,从它们的交点O处画直线OP(使∠PON<45°),在直线OP上P、Q两点垂直地插两枚大头针.把木板放入水中,使AB与水面相平,MN与水面垂直.在水面上观察,调整视线使P的像被Q的像挡住,再在木板S、T处各插一枚大头针,使S挡住Q、P的像,T挡住S及Q、P的像.从水中取出木板,画出直线ST,量出图中的角i、γ,则水的折射率n=.
(3)视深法.
原理:利用视深公式h′=.
方法:在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆,在水面上方吊一根针,如图所示.调节针的位置,直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合,测出针尖距水面的距离即为杯中水的视深h′,再测出水的实际深度h,则水的折射率n=.
(4)全反射法.
原理:全反射现象.
方法:在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠,如图所示.在水面上观察,看到一圆形的发光面,量出发光面直径D及水深h,则水的折射率n=.
【典例2】 某同学设计了一个测量液体折射率的仪器,如图所示.在一个圆形木盘上过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF,在半径OA上垂直圆盘面插下两枚大头针P1、P2,并保持P1、P2的位置不变,每次测量时,让圆盘的BFC部分竖直浸入液体中,而且使液面与直径BC相平,EF为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住P1、P2的像.同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值.这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值.
(1)若∠AOF=30°,OP3与OC的夹角为30°,则P3处所对应的折射率的值为______.
(2)图中P3、P4两位置中________(选填“P3”或“P4”)所对应的折射率值大.
(3)作AO的延长线交圆周于K,K处所对应的折射率的值应为________.
[听课记录]
主题3 光的干涉与衍射的比较
内容 干涉 衍射
现象 在光重叠区域出现加强或减弱的现象 光绕过障碍物偏离直线传播的现象
产生条件 两束光频率相同、相位差恒定、振动方向相同,即必须是相干光源 障碍物或孔的尺寸与波长差不多或比波长更小(明显衍射的条件)
典型实验 杨氏双缝实验、薄膜干涉 单缝衍射(圆孔衍射、不透明圆盘衍射)
图样特点 中央明纹,两边等间距分布的明暗相间条纹 中央最宽最亮,两边不等间距分布的明暗相间条纹
应用 检查平面、增透膜、测定波长
【典例3】 (多选)用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验比普通光源效果更好,图像更清晰.如果将感光元件置于光屏上,则不仅能在光屏上看到彩色条纹,还能通过感光元件中的信号转换,在电脑上看到光强的分布情况.下列说法正确的是( )
A.当做单缝实验时,光强分布图如乙所示
B.当做单缝实验时,光强分布图如丙所示
C.当做双缝实验时,光强分布图如乙所示
D.当做双缝实验时,光强分布图如丙所示
[听课记录]
如何分析干涉、衍射图样
在分析干涉、衍射图样时,主要注意图样条纹宽度的情况:若条纹宽度相等,则是干涉条纹,若中间条纹最宽,两边越来越窄,则是衍射条纹.
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