2020版高中物理 第五章 光的波动性章末总结学案 教科版选修3-4 4页

第五章 光的波动性 章末总结 一、光的干涉 ‎1.产生干涉的条件 两列频率相同、相位差恒定、振动情况相同的光.‎ ‎2.产生亮、暗条纹的条件 当Δr＝kλ(k＝0,1,2,3，…)时出现亮条纹；当Δr＝(2k－1)(k＝1,2,3，…)时出现暗条纹.‎ 相邻亮(或暗)条纹间距：Δx＝λ.‎ ‎3.双缝干涉图样的特点 4‎ 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.用双缝干涉测量光的波长 相邻亮(或暗)条纹间距Δx＝λ，得：λ＝Δx.‎ ‎5.薄膜干涉及特点 ‎(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)同一条纹上的点厚度相同，所以若用肥皂薄膜做实验，条纹为水平条纹.‎ 例1　如图1所示为双缝干涉实验，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，a为中央亮条纹，a′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，以下说法正确的是(　　)‎ 图1‎ 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 答案　C 解析　题图甲中条纹间距大，由Δx＝λ可知，在l和d相同的情况下，Δx大，则λ大；Δx小，则λ小；所以题图乙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.‎ 例2　劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图2甲所示.将一块平板玻璃放置在另一块平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后，从上往下看到干涉条纹如图乙所示.干涉条纹有如下特点：(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻亮条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下看到的干涉条纹(　　)‎ 4‎ 图2‎ A.变疏B.变密C.不变D.消失 答案　A 解析　由薄膜干涉的原理和特点可知，干涉条纹是由膜的上、下表面反射的光叠加干涉而形成的，某一亮条纹或暗条纹的位置就由上、下表面反射光的路程差决定，且相邻亮条纹或暗条纹对应的路程差是恒定的，而该路程差又决定于条纹下对应膜的厚度，即相邻亮条纹或暗条纹下面对应的膜的厚度也是恒定的.当抽去一纸片后，劈形空气膜的劈尖角(上、下表面所夹的角)变小，相同的厚度差对应的水平距离变大，所以相邻的亮条纹或暗条纹间距变大，即条纹变疏.A正确.‎ 二、单缝衍射与双缝干涉的比较 区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法 ‎(1)根据条纹的宽度区分：双缝干涉的条纹是等宽的，条纹间的距离也是相等的；而单缝衍射的条纹，中央亮条纹最宽，两侧的条纹变窄.‎ ‎(2)根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两侧亮度变化很小；而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗.‎ 例‎3‎　a、b两种单色光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样分别如图3中的甲、乙所示，下列说法正确的是(　　)‎ 图3‎ A.让a、b两种单色光通过相同的单缝衍射实验装置，衍射图样中，中央亮条纹a光比b光宽 B.让a、b两种单色光通过相同的单缝衍射实验装置，衍射图样中，中央亮条纹b光比a光宽 C.由于a光的波长比b光长，所以它们在真空中的传播速度a光较大 D.虽然b光的频率比a光高，但它们在同种介质中的传播速度一样大 4‎ 答案　A 解析　根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δx＝λ可得在其他条件不变的情况下，相干光的波长越长，条纹间距越大，由题图可知a光的波长大于b光的波长；让a、b两种单色光通过相同的单缝衍射实验装置，衍射图样中，波长越长的条纹间距越宽，因此中央亮条纹a光比b光宽，故A正确，B错误；因a光的波长大于b光的波长，则a光的频率小于b光的频率，它们在同种介质中的传播速度不一样大，但在真空中a光的速度等于b光的速度，故C、D错误.‎ 4‎