鲁科版高中物理选择性必修第一册第5章光的干涉衍射和偏振章末综合提升学案
展开第5章 光的干涉、衍射和偏振
主题1 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，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1】 (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，A项正确，B项错误；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，C项错误，D项正确．]
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．
主题2 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Δy＝λ；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】 关于光现象及其应用，下列说法正确的是( )
A．汽车灯光夜间照着自行车“尾灯”，就变得十分明亮，是利用了光的折射
B．照相机的镜头表面镀有一层膜，使照相效果更好，是利用了光的衍射
C．用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度，利用了光的干涉
D．抽制高强度纤维细丝，可用激光监控其粗细，是利用了光的偏振
C [自行车“尾灯”为全反射棱镜，利用光的全反射现象，故A不符合题意；照相机镜头表面镀有一层增透膜是利用了光的薄膜干涉现象，故B不符合题意；用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度，利用了光的薄膜干涉现象，故C符合题意；激光束越过细丝时产生的衍射条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同．观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，故D不符合题意．]
