第二十章光的波动性选编.docVIP

第二十章 光的波动性 编辑：张保华 审定： 章节概述：本章知识是按人类对光的认识过程展开的，光的干涉和衍射实验的成功，证明了光具有波动性，光的偏振现象证明了光是横波，光的电磁说揭示了光现象的电本质。重点是光的干涉和用双缝干涉测光的波长。 针对本章知识的特点，学习时应该以对光的波动性的认识的发展史为主线，把光的波动说、电磁说等理论，把光的干涉、衍、偏振等现象串联起，形成知识结构，以记忆理解，重点理解几个重要的实验原理并加强记忆。 光的干涉 学习目标：1、知道光的干涉现象，并知道光的干涉现象说明光是一种波。 2、知道光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。 3、知道其他条件相同时，不同色光产生的双缝干涉条纹间距不同，光的波长越长，干涉条纹间距越大，知道不同色光的频率不同。 重点难点：1、两束光产生干涉的条件和原理及出现亮条纹、暗条纹的判断方法。 2、决定干涉条纹宽度的因素。 预习学案 一、光的干涉 1、光的干涉：在两列光的叠加区域，某些区域相互加强，出现 ；某些区域出现相互减弱，出现 ；且加强和减弱区域相同，既出现亮纹和暗纹相间的现象。 2、干涉条件： ，振动情况相同且相差恒定，能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称 ，相干光源可以用同一束光分成两列而获得。 二、双缝干涉 1、双缝干涉实验中相干光源的一般获得方法： 。 2、双缝干涉图样特点：单色光干涉图样的中央为 ，往两边是 ，且间距相等的条纹。白光干涉图样的中央为 ，中央白光边缘呈红色，在两侧依次出现彩色条纹， 最靠近中央， 最远。 3、条纹间距：在实验装置不变的条件下，干涉条纹间距跟单色光 成正比，跟双缝之间距离成 ，条纹间距公式 。 三、薄膜干涉 1、薄膜干涉中相干光的来源：一列光在膜的 和 分别反射，如同由前、后表面发射出来的两列完全相同的光，满足相干条件。 2、薄膜干涉图样特点：由于膜的厚度不同，若两列波反射回来的光程差是波长的 ，叠加后振动加强，形成 。所以，当膜是楔性时，形成明暗相间的条纹，如果入射光是白光，其中各单色光的波长不同，各自在不同地点出现亮纹，而形成 。 3、薄膜干涉的应用：检查工件表面是否平整。 典型例题 例1：如图，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？（已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4m，B光在某种介质中波长为3.15m，当B光从这种介质射向空气是临界角为53。） 例2：如图，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是：（ ） 人从右侧向左看，可看到彩色条纹； 人从左侧向右看，可看到彩色条纹； 彩色条纹水平排列； 彩色条纹竖直排列。 例3：登山运动员在登山是要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5，所要消除的紫外线的频率为，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是：（ ） 光的衍射 学习目标：1、知道光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件； 2、知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似。 重点难点：1、光发生明显衍射的条件； 2、衍射条件的特点及影响中央亮纹的宽度的因素。 预习学案 光的衍射 光在遇到障碍物时， 而照射到阴影区域的现象叫光的衍射。 发生明显衍射现象的条件 当孔和障碍物的尺寸比光波波长 ，或者跟光的波长 时，光能发生明显的衍射现象。 衍射图样 1、单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同。白光衍射时，中央仍为 光，最靠近中央的的色光是 光，最远离中央的色光是 光。 2、圆孔衍射：明暗相间的 的条纹。其余和单缝衍射相似。 四、光的衍射现象的意义 1、干涉和衍射是波的特征，光的干涉和衍射现象证明了光具有 ，波长 ，干涉和衍射现象越明显。 2、衍射现象说明“光沿直线传播”只是近似规律，只有在光的波长比小得多时，光才可以看作是沿直线传播的。 典型例题 例1、在用单色平行光照射单缝时，观察衍射现象的实验中，下列说法正确的是：（ ） 缝越窄，衍射现象越明显； 缝越宽，衍射现象越明显； 照