资源简介

(共21张PPT)
第四章　光
光的干涉、衍射、偏振
学习目标
*
1、能区分光的干涉图样和衍射图样
2、会分析和判断明暗条纹
3、理解薄膜干涉
4、能区分自然光和偏振光
单缝衍射图样
(2)对光的衍射的理解
①衍射是波的特征，波长越长，衍射现象越明显。任何情况下都可以发生衍射现象，只有明显与不明显的差别。
②衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播的。
③ 干涉与衍射的本质
光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．
(3)光的干涉和衍射比较
内容 干涉 衍射
现象
产生条件
典型实验
图样特点 不同点 条纹宽度
条纹间距
亮度情况
相同点
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
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小得多
杨氏双缝干涉实验
单缝衍射、圆孔衍射、不透明圆盘衍射
条纹宽度相等
条纹宽度不等，中央最宽
各相邻条纹间距相等
各相邻条纹间距不等
清晰条纹，亮度基本相等
中央条纹最亮，两边变暗
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
(1)如图1所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2…)时，光屏上出现亮条纹。
(1)相干光来自于薄膜的前、后表面(或上、下表面)反射回来的两列反射光.
(2)薄膜干涉的应用：增透膜；检查工件的平整度(如图所示)．
(3)观察薄膜干涉条纹时，应该与光源处在薄膜的同一侧观察
振动情况相同
振动情况相反
自然光(非偏振光) 偏振光
光的来源 直接从光源发出的光 自然光通过偏振片后的光
光的振动方向 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向光振动的强度相同 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向
用偏振片滤除偏振的反射光后的效果
【例2】 (多选)光在科学技术，生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )
A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
D．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
E．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄
3．(多选)ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC，由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB射入棱镜，经两次反射后光线垂直于BC射出，且在CD、AE边只有a光射出，光路图如图所示，则a、b两束光(　　)
A．a光的频率比b光的频率小
B．b光比a光更容易发生衍射现象
C．在棱镜内，a光的传播速度比b光的大
D．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小
E．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小
4．如图所示，把酒精灯放在肥皂液膜前，从薄膜上可看到明暗相间的条纹，能解释这一现象产生原因的示意图是(图中实线、虚线为光照射到液膜上时，从膜的前后表面分别反射形成的两列波)(　　)
解析　肥皂液膜上薄下厚，波峰与波峰、波谷与波谷叠加处，出现明条纹，波峰与波谷叠加处，出现暗条纹，故C正确。
答案　C
5．(多选)下列说法中正确的是(　　)
A．如图甲所示，小球在倾角很小的光滑斜面上来回运动，小球做简谐运动
B．如图乙所示，a是一束白光，射向半圆玻璃砖的圆心O，经折射后发生色散，最左侧为紫光，最右侧为红光
C．如图丙所示为双缝干涉示意图，双缝间距d越大，相邻亮条纹的中心间距越大
D．如图丁所示为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率大
E．如图戊所示为单色光单缝衍射示意图，如果换成白光，屏上得到的条纹是彩色的
解析　
图A属于单缝衍射，
图B属于薄膜干涉，
图C属于薄膜干涉，
图D属于白光的色散，故属于光的干涉现象的是B、C。
答案　BC
6．(多选)下列属于光的干涉现象的是(　　)
7. 下列现象中，属于光的衍射的是(　)．
A．雨后天空出现彩虹
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．海市蜃楼现象
D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹
解析　彩虹是光的色散现象,海市蜃楼是光的折射、全反射现象,肥皂膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现象，A、C、D错误.通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是单缝衍射现象，B正确．答案　B
彩虹
肥皂膜上的彩纹
海市蜃楼
狭缝观察日光灯
8. 如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是(　　)．
A．A、B均不变　　　 　B．A、B均有变化
C．A不变，B有变化 D．A有变化，B不变
解析　白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P后为偏振光，当Q旋转时，只有与P的偏振方向一致时才有光透过Q，因此B点的光强有变化，选项C正确．答案　C
提示：光的振动方向与偏振片的透振方向一致时，光才能顺利通过偏振片.

展开更多......

收起↑