2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第4章光4.3光的干涉(3)课件

光的干涉、衍射双缝干涉实验\n考点一　光的波动性1．光的干涉(1)明暗条纹的判断方法①单色光a．如图所示,光源S1、S2发出的光到屏上P点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)时,光屏上出现明条纹.\n\n(3)薄膜干涉①如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形.\n阅读教材54-70页,3-7节内容要求：①明确光的干涉的条件,明暗条纹的判断方法②明确△x=lλ/d物理量含义,并应用其求解物理量③区分干涉和衍射图样④了解薄膜干涉的应用\n①上图为蓝光和红光分别通过双缝和单缝形成的图样,其中蓝光经过双缝形成的图样是？③用某一单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离为0.25mm,在距离双缝为1.2m处的光屏上,测得5条亮纹间的距离为7.5mm（1）求这种单色光的波长.（2）若用这种单色光照射到增透膜上,已知增透膜对这种光的折射率为1.3,则增透膜的厚度应取多少?②右图两衍射图样分别对应什么衍射？\n1.S为单缝,S1、S2为双缝,P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时,可在光屏P上观察到干涉条纹．正确的是（　　）A．减小双缝间的距离,干涉条纹间的距离减小B．增大双缝到屏的距离,干涉条纹间距离增大C．将绿光换为红光,干涉条纹间的距离减小D．将绿色滤光片换为红色滤光片,干涉条纹间的距离减小B2.下面对增透膜的叙述,正确的有（）A.摄影机的镜头上涂一层增透膜后,可提高成像质量B.增透膜是为了增加光的透射,减少反射C.增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的1/4D.增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的1/4ABC\n2.在单缝衍射实验中,下列说法正确的是()A其他条件不变,将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变宽B其他条件不变,使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄C其他条件不变,换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽D其他条件不变,减少单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽B\n3.如图所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象.这个实验表明()A光是电磁波B光是一种横波C光是一种纵波D光是一种概率波B获取偏振光的方法：①用偏振片②让反射光与折射光垂直,则它们都成为偏振光.\n半径为R的圆形偏振片P的透振方向为竖直方向,一束横截面半径略小于R的平行自然光正对着偏振片P照射后射到屏上,现以光的传播方向为轴将偏振片P旋转,则在偏振片P旋转的过程中(  )屏上出现圆形亮斑,亮度不变偏振片是让特定方向的光透过只是相对于光源亮度减弱；偏振方向不是狭缝!\n用氦氖激光器进行双缝干涉实验,已知使用的双缝间距离d,双缝到屏的距离l,测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是△x,氦氖激光器发出的红光的波长λ是多少？假如把整个装置放入折射率是4/3的水中,这时屏上的条纹间距是多少？\n在研究材料A的热膨胀特性.在AB中间形成一个空气膜,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C．温度从t1升至t2过程中,A的高度增加λ/4D．温度从t1升至t2过程中,A的高度增加λ/2D\n图中给出了用“双缝干涉测量光的波长”实验示意图,双缝S1和S2间距为0.80mm,双缝到屏的距离为0.80m,波长为500nm的单色平行光垂直入射到双缝S1和S2上,在屏上形成干涉条纹,中心轴线OO′上方第一条亮纹中心位置在P1处,第三条亮纹中心位置在P2处,现有1号、2号虫子分别从S1和S2出发,以相同速度沿垂直屏方向飞行,1号虫子到达屏后,沿屏直线爬行到P1,2号虫子到达屏后,沿屏直线爬行到P2,假定两只虫子爬行速度均为10－3m/s,正确的是()A.1号虫子运动路程比2号短B.两只虫子运动的时间差为0.2秒C.两只虫子运动的时间差为1.0秒D.已知条件不够,两只虫子运动的时间差无法计算AB\n一、干涉和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、相位差恒定障碍物或孔的尺寸与波长差不多或更小典型实验杨氏双缝实验单缝衍射(圆孔衍射、不透明圆盘衍射)图样特点不同点条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等,中央最宽条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等亮度情况清晰条纹,亮度基本相等中央条纹最亮,两边变暗相同点干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹\n一、干涉和衍射的比较（辨认图样）单色光双缝干涉单色光单缝衍射圆板衍射圆孔衍射白光双缝干涉\n二、杨氏双缝干涉实验【实验目的】1．了解光波产生稳定的干涉现象的条件.2．观察白光和单色光的双缝干涉图样.3．测定单色光的波长.【实验原理】单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与双缝间的距离d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足△x=lλ/d.【实验器材】双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成),另外还有学生电源、导线、刻度尺.\n\n三、薄膜干涉的应用1.两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,而是指由左到右的位置顺序上)凹陷,向“尖”弯2.∠MON增大,条纹更密集；∠MON减小,条纹更稀疏3.若MO平行上移,则干涉条纹间距不变,整体向左（尖）移动应用一：等倾法检查平面平整度:\n（牛顿环）凸透镜的弯曲表现是个球面,球面的半径叫做这个曲面的曲率半径,把一个凸透镜压在一块平面玻璃上,让单色光从上方射入(下图)．从上往下看凸透镜,可以看到亮暗相间的圆环状条纹．这个现象是牛顿首先发现的,这些环状条纹叫做牛顿环,它是两个玻璃表面之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的．如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜,观察到的圆环半径是更大还是更小?如果改用波长更长的单色光照射,观察到的圆环半径是变大还是变小?\n三、薄膜干涉的应用应用二：增透膜\n自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光或由某种介质反射或折射的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿所有方向,且沿各个方向振动的光波的强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿某个特定方向(与起偏器透振方向一致)1.自然光和偏振光的比较偏振现象只有沿偏振片的“透振”方向“振动的光波才能通过偏振片”结论偏振现象表明,光是一种横波偏振光的形成(1)自然光通过偏振片后,得到偏振光(2)自然光在介质表面反射时,反射光和折射光都是偏振光偏振现象的应用(1)照相机镜头前装一片偏振滤光片(2)电子表的液晶显示2.光的偏振\n如图甲所示,用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况,观察到的图像如图乙所示的条纹中的P和Q的情况,这说明()A.N的上表面A处向上凸起B.N的上表面B处向上凸起C.N的上表面A处向下凹陷D.N的上表面B处向下凹陷AD