鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第5章 光的干涉、衍射和偏振第1节 光的干涉授课课件ppt

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本章知识属于物理光学范畴,包括光的干涉、衍射、偏振和激光的特点及其应用。思考并回答下列问题:
频率相同、相位差恒定、振动方向相同
路程差是波长的整数倍　
路程差是半波长的奇数倍
障碍物或孔的尺寸接近光的波长
一些明暗相间的条纹,中央条纹最宽、最
相干性好、单色性好、方向性好、亮度高
一、光的干涉1.产生干涉的条件:两列频率相同、相位差恒定、振动方向相同的光。2.产生亮暗条纹的条件:当Δs=kλ时出现亮条纹;当Δs=(2k+1) 时出现暗条纹。(其中k=0,1,2,…)3.双缝干涉图样的特点:单色光照射时为间距相同的明暗相间的条纹,白光照射时为彩色条纹。4.双缝干涉法测量光的波长:相邻亮(或暗)条纹间距
5.薄膜干涉(1)薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的光在光源这一侧干涉形成的。(2)肥皂薄膜上同一条纹上的点厚度相同,所以实验得到的条纹为横条纹。
例题1　在双缝干涉实验中,甲图为用绿光照射时的结果,a为中央亮条纹,a'为相邻亮条纹;乙图为换用另一种单色光照射的结果,b为中央亮条纹,b'为相邻亮条纹,两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等,下列说法正确的是(　　)A.乙图可能是用红光照射,表明红光波长较长B.乙图可能是用紫光照射,表明紫光波长较长C.乙图可能是用紫光照射,表明紫光波长较短D.乙图可能是用红光照射,表明红光波长较短
解析 由题图知甲图中条纹间距大,由Δy= λ可知,在l和d相同的情况下,Δy大,则λ大,所以乙图中所用单色光波长较短,因紫光比绿光波长短,故选项C正确。
针对训练(2023江苏昆山中学模拟预测)在薄膜干涉实验中,铁丝圈上附有肥皂膜,竖直放置,形成如图所示的肥皂膜侧视图,用黄色光从左侧照射薄膜,会观察到明暗相间的干涉条纹,则下列结论错误的是(　　)A.实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样B.干涉条纹的分布上疏下密C.任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差不变D.若换用红光照射,则条纹间距将变大
解析 薄膜干涉是前后两个面的反射光叠加产生的,应该从入射光的同侧观察,故A错误,符合题意;由于薄膜不是均匀增厚的,从上到下薄膜增厚得越来越快,所以明暗相间的条纹不是等间距的,而是上疏下密,故B正确,不符合题意;任意相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差是 个波长,故C正确,不符合题意;光波的干涉条纹间距满足 ,如果换成红光照射,则波长变长,相邻条纹间距变大,故D正确,不符合题意。
二、几何光学与光的本性的结合几何光学和光的本性(例如干涉、衍射等)结合点是折射率n和光的频率f,n和f间虽然不存在公式关系,但它们的大小存在对应关系:频率f越大,折射率n越大,再由c=λf找出与波长的关系,由波长关系可联系双缝干涉、光的衍射等现象的应用。如表所示。
例题2　(多选)半圆形玻璃砖横截面,AB为直径,O点为圆心。在该界面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖,两入射点到O点的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示,则a、b两束光(　　)
A.在同种均匀介质中传播,a光的传播速度大B.以相同的入射角从空气斜射入水中,b光的折射角大C.从同一介质以相同的入射角射向空气,若a光不能进入空气,则b光也不能进入空气D.分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距大