2021版高考物理教科版大一轮复习基础自查学案：选修3-42.2　光的波动性

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第2讲　光的波动性

必备知识

一、光的干涉

1.条件:两束光的频率相同、振动方向相同,且具有恒定的相位差。

2.杨氏双缝干涉:

(1)原理如图所示。

(2)明、暗条纹的条件

①单色光:形成明暗相间的条纹,中央为明条纹。

a.光的路程差Δr=r2-r1=kλ(k=0,1,2…),光屏上出现明条纹。

b.光的路程差Δr=r2-r1=(2k+1)(k=0,1,2…),光屏上出现暗条纹。

②白光:光屏上出现彩色条纹,且中央亮条纹是白色(填写颜色)。

(3)条纹间距公式:Δx=λ。

3.薄膜干涉:

(1)相干光:光照射到透明薄膜上,从薄膜的两个表面反射的两列光波。

(2)图样特点:同双缝干涉,同一条亮(或暗)纹对应薄膜的厚度相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹,白光照射薄膜时,形成彩色条纹。

二、光的衍射

1.发生明显衍射的条件:只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多,甚至比光的波长还小的时候,衍射现象才会明显。

2.衍射条纹的特点:

(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较

(2)泊松亮斑(圆盘衍射):当光照射到不透明的半径很小的小圆盘上时,在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。

三、光的偏振现象

1.自然光:太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向 振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。

2.偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,只沿着某个特定的方向振动的光。光的偏振现象说明光是一种横波。

3.偏振光的形成:

(1)让自然光通过偏振片形成偏振光。

(2)让自然光在两种介质的界面发生反射和折射,反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。

基础小题

1.判断下列题目的正误。

(1)光的干涉和衍射现象不仅说明了光是波,同时说明了光是横波。 (　　)

(2)光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象。 (　　)

(3)在双缝干涉实验中,双缝的作用是使一束光变成两束完全相同的相干光。

 (　　)

(4)泊松亮斑是光的干涉现象。 (　　)

(5)阳光在水面的反射光是偏振光。 (　　)

提示:(1)×。光的干涉和衍射现象说明了光是波,但不能说明光是横波还是纵波,只有偏振才能说明光是横波。

(2)×。光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象。

(3)√。从单缝到双缝的距离相同,使得一束同频率的光经过双缝后变成两束步调一致的相干光。

(4)×。泊松亮斑是光的衍射现象。

(5)√。自然光不是偏振光,但经过水面反射后是偏振光。

2.如图为红光或紫光通过同一双缝或单缝所呈现的图样,则 (　　)

A.甲为红光的干涉图样　　 B.乙为红光的干涉图样

C.丙为红光的干涉图样   D.丁为红光的干涉图样

【解析】选A。由干涉图样条纹间距公式Δx= λ知条纹是等间距的,故C、D错误;红光的波长长,条纹间距大,所以甲为红光的干涉图样,乙为紫光的干涉图样,A正确,B错误。

3.(多选)在单缝衍射实验中,下列说法正确的是 (　　)

A.将入射光由黄光换成绿光,衍射条纹变窄

B.使单缝宽度变小,衍射条纹变窄

C.衍射现象中的明暗条纹是光叠加的结果

D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹变宽

【解析】选A、C、D。将入射光由黄光换成绿光,波长变短,则衍射条纹变窄,故A正确;缝的宽度d越小,衍射条纹越宽,衍射现象越明显,故B错误;衍射现象中的明暗条纹是由光叠加导致的,故C正确;增大单缝到屏的距离,由光的直线传播可知,衍射条纹变宽,故D正确。

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