第五章 光的干涉 衍射 偏振 复习课5 课件

课件27张PPT。第5章 阶段复习课一、各色光特性比较
1.对光的颜色的理解
不同颜色的光，波长不同，频率不同，而同种颜色的光在不同的介质中折射率不同，速度和波长均不相同，但频率相同，因此说光的颜色是由频率决定的，而不是由波长决定的.
2.色光特性比较 小→大 长→短 小→大 大→小 大→小 大→小 小→大 二、单缝衍射和双缝干涉的比较 项目 名称 障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多 条纹宽度不等,中央最宽 各相邻条纹间距不等,越靠外条纹间距越小 中央条纹最亮,两边变暗 频率、振动方向相同,相位差恒定的两列光波相遇叠加 条纹宽度相等 各相邻条纹等间距 清晰条纹,亮度基本相等 项目 名称 干涉、衍射都有明暗相间的条纹,条纹都是光波叠加时加强或者削弱的结果 干涉、衍射都是波特有的现象,表明光是一种波 三、双缝干涉图样的特点
1.单色光的干涉图样
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,两相邻亮纹（或暗纹）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,即红光的亮纹间距最大.紫光亮纹间距最小,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频率②相位差③振动方向④kλ⑥干涉⑦相比拟⑧小⑨偏振一、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】S1 、S2是两个振动情况完全一样的点光
源，如图是它们在某时刻产生的波的示意图，实线
表示波峰，虚线表示波谷，此时S1、S2皆在波谷.
试分别表示出A、B、C、D四点到两波源的路程.已
知空气中光的波长为λ，如果E点到两波源的距离
相等，则图中的五点中用光屏可接收到亮点的是哪
些？【规范解答】由题图容易看出，各点到两光源的路程为：
S1A=2λ，S2A=2.5λ
S1B=2λ，S2B=2λ
S1C=2.5λ，S2C=2.5λ
S1D=2.5λ，S2D=2λ
S1E=1.5λ，S2E=1.5λ
要判断各点是亮点还是暗点，就是要判断它们各自是干涉加强还是消弱. S1、S2 是振动情况完全相同的光源，因此，可用光的路程差来判断；ΔSA=ΔSD=0.5λ，符合成暗区的条件；ΔSB=ΔSC=ΔSE=0，符合成亮区的条件，因此B、C、E处用光屏可显示亮点.
答案：见规范解答 B、C、E【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线的形状一致.
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？【规范解答】在空气中c=λ0f，在薄膜中v=λf，薄膜的折射率
，故 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】抽制细丝时可以用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则①这是利用光的干涉现象
②这是利用光的衍射现象
③如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了
④如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了
以上说法正确的是（ ）
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③【解析】选B.高强度纤维丝直径很小，用激光监控其粗细符合光的衍射条件，是利用了光的衍射现象，②正确.观察其衍射现象，根据其衍射现象判断其粗细程度，如果屏上条纹变宽，表明衍射现象更明显了,抽制的丝变细了，④正确,故选B.