第2讲 光的波动性考点考点1 1 光的干涉光的干涉1.1.产生条件：产生条件：(1)(1)两列光的两列光的_相同，振动方向相同，且具有相同，振动方向相同，且具有恒定的恒定的_，才能产生稳定的干涉图样，才能产生稳定的干涉图样. .(2)(2)将同一列光波分解为两列光波，可以获得相干光源，将同一列光波分解为两列光波，可以获得相干光源，_和薄膜干涉都是用此方法获得相干光源和薄膜干涉都是用此方法获得相干光源. .频率频率相位差相位差双缝双缝干涉干涉2.2.两种典型的干涉两种典型的干涉(1)(1)杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉. .原理如图所示原理如图所示. .明、暗条纹的条件明、暗条纹的条件. .()()单色光：形成单色光：形成_的条纹，中央为明条纹的条纹，中央为明条纹. .a.a.光的路程差光的路程差r r2 2-r-r1 1=_(k=0=_(k=0，1,21,2),),光屏上出现明条纹光屏上出现明条纹. .b.b.光的路程差光的路程差r r2 2-r-r1 1=_(k=0,1,2=_(k=0,1,2),),光屏上出现暗光屏上出现暗条纹条纹. .()()白光：光屏上出现白光：光屏上出现_条纹，且中央亮条纹是条纹，且中央亮条纹是_(_(填写填写颜色颜色).).条纹间距公式：条纹间距公式：x=_.x=_.明暗相间明暗相间kk彩色彩色白色白色(2)(2)薄膜干涉薄膜干涉. .相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个_反射的反射的两列光波两列光波. .图样特点：同双缝干涉，同一条亮图样特点：同双缝干涉，同一条亮( (或暗或暗) )纹对应薄膜的纹对应薄膜的_相等相等. .应用：应用：_，利用光的干涉检查平整度，利用光的干涉检查平整度. 表面表面厚厚度度增透膜增透膜1.1.用白光做双缝干涉实验时用白光做双缝干涉实验时, ,中央出现白色条纹中央出现白色条纹, ,两侧出现彩色两侧出现彩色条纹的原因条纹的原因(1)(1)从双缝射入的两列光波中从双缝射入的两列光波中, ,各种色光都能形成明暗相间的条各种色光都能形成明暗相间的条纹纹, ,各种色光都在中央条纹处形成亮条纹各种色光都在中央条纹处形成亮条纹, ,从而复合成白色条纹从而复合成白色条纹. .(2)(2)两侧各色光的条纹间距与波长成正比两侧各色光的条纹间距与波长成正比, ,即红光的亮纹间宽度即红光的亮纹间宽度最大最大, ,紫光亮纹间宽度最小紫光亮纹间宽度最小, ,即除中央条纹以外的其他条纹不能即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合完全重合, ,这样便形成了彩色条纹这样便形成了彩色条纹. .2.2.薄膜干涉的成因薄膜干涉的成因(1)(1)薄膜特点：如图所示，由于重薄膜特点：如图所示，由于重力作用，肥皂膜上薄下厚力作用，肥皂膜上薄下厚(2)(2)相干光线：薄膜前表面相干光线：薄膜前表面AAAA和和后表面后表面BBBB的反射光线叠加的反射光线叠加(3)(3)亮纹条件：在亮纹条件：在P P1 1、P P2 2处，薄膜厚度的处，薄膜厚度的2 2倍为前后表面反射光的倍为前后表面反射光的光程差，当光程差等于波长整数倍时形成亮条纹光程差，当光程差等于波长整数倍时形成亮条纹(4)(4)暗纹条件：在暗纹条件：在Q Q处，光程差等于半波长的奇数倍，形成暗条处，光程差等于半波长的奇数倍，形成暗条纹纹考点考点2 2 光的衍射光的衍射1.1.光的衍射：光绕过光的衍射：光绕过_偏离直线传播的现象偏离直线传播的现象. .2.2.发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长_，甚至比光的波长，甚至比光的波长_的时候，衍射现象才会的时候，衍射现象才会明显明显. .障碍物障碍物相差不多相差不多还小还小3.3.衍射条纹的特点衍射条纹的特点(1)(1)单缝衍射：单色光的衍射图样为中间单缝衍射：单色光的衍射图样为中间_的单色条纹，的单色条纹，两侧是两侧是_的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹射图样为中间宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹. .(2)(2)圆孔衍射：明暗相间的圆孔衍射：明暗相间的_圆环圆环. .(3)(3)泊松亮斑泊松亮斑( (圆盘衍射圆盘衍射) )：当光照到：当光照到_(_(选填选填“透明透明”或或“不透明不透明”) )的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现现_(_(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环).).宽且亮宽且亮明暗相间明暗相间不等距不等距不透明不透明亮斑亮斑1.1.对光的衍射的理解对光的衍射的理解(1)(1)干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显. .在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别. .(2)(2)衍射现象说明衍射现象说明“光沿直线传播光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看做是沿直线传播光的波长比障碍物小得多时，光才可以看做是沿直线传播. .2.2.单缝衍射与双缝干涉的比较单缝衍射与双缝干涉的比较两种现象两种现象比较项目比较项目单缝衍射单缝衍射 双缝干涉双缝干涉 不不同同点点 条纹宽度条纹宽度 条纹间距条纹间距 亮度情况亮度情况 相相 同同 点点 条纹宽度不等，中央条纹宽度不等，中央最宽最宽 条纹宽度相等条纹宽度相等各相邻条纹间距不等各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距各相邻条纹等间距 中央条纹最亮，两边中央条纹最亮，两边变暗变暗 条纹清晰，亮度基本条纹清晰，亮度基本相等相等 干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹都有明暗相间的条纹 3.3.干涉与衍射的本质干涉与衍射的本质光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理. .在衍射现象在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹屏上叠加形成单缝衍射条纹. .考点考点3 3 光的偏振光的偏振1.1.偏振：光波只沿偏振：光波只沿_的方向的振动的方向的振动. .2.2.自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿传播方向上沿_振动的光，而且沿各个方向振动的光振动的光，而且沿各个方向振动的光波的波的_都相同，这种光叫做自然光都相同，这种光叫做自然光. .3.3.偏振光：振动方向限在一个平面上的光偏振光：振动方向限在一个平面上的光. .光的偏振证明光是光的偏振证明光是_._.自然光通过偏振片后，就得到了偏振光自然光通过偏振片后，就得到了偏振光4.4.偏振光的应用偏振光的应用: :应用于照相机镜头、应用于照相机镜头、_、消除车灯、消除车灯眩光等眩光等. .某一特定某一特定一切方向一切方向强度强度横波横波立体电影立体电影1.1.偏振光的产生偏振光的产生(1)(1)除了直接从光源发出的光外，日常生活中遇到的光大都是不除了直接从光源发出的光外，日常生活中遇到的光大都是不同程度的偏振光同程度的偏振光. .(2)(2)偏振光的产生方式偏振光的产生方式. .通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器把自然光变成偏振光，叫起偏器. .第二个偏振片的作用是检验光第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器是否为偏振光，叫检偏器. .自然光射到两种介质的界面上，如水面、玻璃等表面，形成自然光射到两种介质的界面上，如水面、玻璃等表面，形成的反射光和折射光均为偏振光的反射光和折射光均为偏振光. .(3)(3)偏振光的理论意义偏振光的理论意义. .光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波，光的偏振现象说明光波是横波波还是纵波，光的偏振现象说明光波是横波. .2.2.对偏振片的理解对偏振片的理解偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个透振方偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个透振方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了收了. .3.3.自然光和偏振光的比较自然光和偏振光的比较自然光（非偏振光）自然光（非偏振光） 偏振光偏振光 光的光的来源来源 光的振光的振动方向动方向 直接从光源发出的光直接从光源发出的光 自然光通过起偏器后的光自然光通过起偏器后的光 在垂直于光的传播方向的平面在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同各个方向振动的光的强度相同 在垂直于光的传播方向的在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方平面内，光振动沿特定方向向 考点考点4 4 实验实验: :用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长1.1.实验原理实验原理(1)(1)根据公式根据公式x= x= 得得=_.=_.(2)(2)用用_测出双缝到光屏的距离测出双缝到光屏的距离l, ,用用_调节清晰调节清晰的干涉条纹的干涉条纹, ,测出测出n n个亮纹间的距离个亮纹间的距离a,a,则则x=_.x=_.双缝间距双缝间距d d是已知的是已知的, ,这样就可以计算出波长这样就可以计算出波长.刻度尺刻度尺测量头测量头2.2.实验步骤实验步骤(1)(1)观察双缝干涉图样观察双缝干涉图样把遮光管架在支架环上把遮光管架在支架环上, ,其轴线与光具座的导轨基本平行其轴线与光具座的导轨基本平行. .在遮光管的一端装上双缝，并转动双缝座在遮光管的一端装上双缝，并转动双缝座, ,使双缝与水平面使双缝与水平面垂直垂直, ,再装好单缝管再装好单缝管. .让灯泡灯丝及透镜中心与单缝中心等高让灯泡灯丝及透镜中心与单缝中心等高, ,灯丝与单缝之间的灯丝与单缝之间的距离约为距离约为25 cm.25 cm.使灯泡发光使灯泡发光, ,先把透镜移近单缝先把透镜移近单缝, ,直至在单缝面直至在单缝面上见到灯丝的缩小像上见到灯丝的缩小像, ,然后把透镜移近灯泡然后把透镜移近灯泡, ,直至在单缝面上形直至在单缝面上形成一放大的灯丝像成一放大的灯丝像. .反复调节几次反复调节几次, ,使灯丝的放大像及缩小像均使灯丝的放大像及缩小像均成在单缝中心成在单缝中心. .在遮光管的另一端装上测量头在遮光管的另一端装上测量头, ,在单缝管上装上拨杆在单缝管上装上拨杆, ,边观察边观察边左右移动拨杆边左右移动拨杆, ,以调节单缝与双缝平行以调节单缝与双缝平行, ,直至看到白光的干涉直至看到白光的干涉条纹最清晰条纹最清晰. .(2)(2)测定单色光的波长测定单色光的波长在单缝前面加上红色或绿色滤光片即可看到红黑相间或绿黑在单缝前面加上红色或绿色滤光片即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹相间的干涉条纹, ,再调节目镜再调节目镜, ,直至能同时清晰地看到分划线和直至能同时清晰地看到分划线和干涉条纹干涉条纹, ,然后绕光轴转动测量头然后绕光轴转动测量头, ,使分划线与干涉条纹平行后使分划线与干涉条纹平行后固定好测量头固定好测量头. .先移动测量头上的手轮先移动测量头上的手轮. .把分划线对准最左边的一条干涉亮把分划线对准最左边的一条干涉亮条纹或者暗条纹条纹或者暗条纹, ,并记下它所对应的读数并记下它所对应的读数x x1 1, ,然后转动手轮然后转动手轮, ,把分把分划线移向右边划线移向右边, ,并对准第并对准第n n条条( (一般一般n n可取可取7 7左右左右) )干涉亮条纹或暗干涉亮条纹或暗条纹条纹, ,这时的读数为这时的读数为x xn n, ,则相邻两条亮条纹或暗条纹之间的距离则相邻两条亮条纹或暗条纹之间的距离为为 待测的光波波长为待测的光波波长为改变双缝中心距离改变双缝中心距离d.d.重复上面的步骤，再测一次重复上面的步骤，再测一次. .实验注意事项实验注意事项(1)(1)实验时应使光源、单缝、双缝和毛玻璃屏、测量头共轴，单实验时应使光源、单缝、双缝和毛玻璃屏、测量头共轴，单缝和双缝安装时应竖直且相互平行，遮光筒的轴线要与光具座缝和双缝安装时应竖直且相互平行，遮光筒的轴线要与光具座导轨平行导轨平行. .若不共轴或单缝与双缝不平行则会引起干涉条纹亮度若不共轴或单缝与双缝不平行则会引起干涉条纹亮度小、不清晰、不便于观察和测量小、不清晰、不便于观察和测量. .(2)(2)分划板上的刻线应与干涉条纹的亮分划板上的刻线应与干涉条纹的亮( (暗暗) )线平行，否则会增大线平行，否则会增大测量的误差测量的误差. .(3)(3)双缝、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件的定位双缝、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件的定位面紧密吻合，否则会影响测量结果面紧密吻合，否则会影响测量结果. .(4)(4)双缝干涉演示仪的测量头有两种，一种相当于螺旋测微器，双缝干涉演示仪的测量头有两种，一种相当于螺旋测微器，一种相当于游标卡尺，具体应用时要加以区分一种相当于游标卡尺，具体应用时要加以区分. .(5)(5)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近. .(6)(6)光波的波长很小，光波的波长很小，x x、l的测量对波长的测量对波长的影响很大，的影响很大，l用用毫米刻度尺测量，并且要多次测量取平均值毫米刻度尺测量，并且要多次测量取平均值. .x x利用测量头测利用测量头测量，可利用量，可利用“累积法累积法”测测n n条亮纹间距，再求出条亮纹间距，再求出x= x= ，并，并且采用多次测量求且采用多次测量求的平均值的方法来进一步减小误差的平均值的方法来进一步减小误差. . 双缝干涉中明暗条纹的分析双缝干涉中明暗条纹的分析【例证【例证1 1】(14(14分分) )如图所示，在双缝干如图所示，在双缝干涉实验中，涉实验中，S S1 1和和S S2 2为双缝，为双缝，P P是光屏上是光屏上的一点，已知的一点，已知P P点与点与S S1 1、S S2 2的距离之差的距离之差为为2.12.11010-6-6 m m，分别用，分别用A A、B B两种单色两种单色光在空气中做双缝干涉实验光在空气中做双缝干涉实验. .(1)(1)已知已知A A光在空气中的波长为光在空气中的波长为6 61010-7-7 m m，问，问P P点是亮条纹还是暗点是亮条纹还是暗条纹？条纹？(2)(2)已知已知B B光在某种介质中波长为光在某种介质中波长为3.153.151010-7-7 m m，当，当B B光从这种介光从这种介质射向空气时，临界角为质射向空气时，临界角为3737，问，问P P点是亮条纹还是暗条纹？点是亮条纹还是暗条纹？(3)(3)若让若让A A光照射光照射S S1 1，B B光照射光照射S S2 2，试分析光屏上能观察到的现象，试分析光屏上能观察到的现象. .(4)(4)设光屏上设光屏上O O为到为到S S1 1和和S S2 2路程相等的点，则路程相等的点，则B B光在光在POPO间有几条暗间有几条暗纹？纹？【解题指南】【解题指南】解答本题应把握以下四点：解答本题应把握以下四点：(1)(1)计算计算B B光在空气中的波长光在空气中的波长. .(2)(2)由出现明暗条纹的条件判断条纹的亮暗由出现明暗条纹的条件判断条纹的亮暗. .(3)(3)由双缝干涉条件判断光屏上出现的现象由双缝干涉条件判断光屏上出现的现象. .(4)(4)由亮条纹公式判断暗条纹数由亮条纹公式判断暗条纹数. . 【规范解答】【规范解答】(1)(1)路程差路程差x=2.1x=2.11010-6-6 m m，A A=6=61010-7-7 m m，路程差路程差xx与与A A光波长的倍数关系为光波长的倍数关系为(3(3分分) )所以所以P P点为暗条纹点为暗条纹(1(1分分) )(2)(2)根据临界角与折射率的关系根据临界角与折射率的关系(1(1分分) )由此可知，由此可知，B B光在空气中的波长光在空气中的波长B B为：为：B B=n=n介介=5.25=5.251010-7-7 m m，(1(1分分) )路程差路程差xx与波长与波长B B的倍数关系为的倍数关系为 (3(3分分) )可见，用可见，用B B光作光源，光作光源，P P点为亮条纹点为亮条纹 (1(1分分) )(3)(3)若让若让A A光和光和B B光分别照射光分别照射S S1 1和和S S2 2，通过，通过S S1 1、S S2 2的光不满足相干的光不满足相干条件，故不能发生干涉，此时光屏上只能观察到亮光条件，故不能发生干涉，此时光屏上只能观察到亮光. (2. (2分分) )(4)(4)由于由于N NB B=4=4，故，故B B光在光在POPO间有间有4 4条暗纹条暗纹. (2. (2分分) )答案：答案：(1)(1)暗条纹暗条纹 (2)(2)亮条纹亮条纹 (3)(3)见规范解答见规范解答(4)4(4)4条条【总结提升】【总结提升】分析双缝干涉中明暗条纹问题的技巧分析双缝干涉中明暗条纹问题的技巧1.1.一般解题步骤一般解题步骤(1)(1)由题设情况依由题设情况依真真=n=n介介, ,求得光在真空求得光在真空( (或空气或空气) )中的波长中的波长. .(2)(2)由屏上出现明暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还由屏上出现明暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还是暗条纹是暗条纹. .(3)(3)根据明条纹的判断式根据明条纹的判断式r=k(k=0r=k(k=0，1 1，2 2) )或暗条纹的判或暗条纹的判断式断式r=(2k+1) (k=0r=(2k+1) (k=0，1 1，2 2),),判断出判断出k k的取值，从而判的取值，从而判断条纹数断条纹数. .2.2.应注意的问题应注意的问题(1)(1)真真=n=n介介可以根据可以根据c=c=真真f f、v=v=介介f f、n= n= 三个式子推导三个式子推导得到得到. .(2)(2)两列光发生干涉的条件是两列光的频率相同，振动方向相同，两列光发生干涉的条件是两列光的频率相同，振动方向相同，相位差恒定相位差恒定. .(3)(3)相干光的获得方法：相干光的获得方法：将一束光分成两束而获得，此法称为将一束光分成两束而获得，此法称为分光法分光法.利用激光利用激光. . 薄膜干涉问题薄膜干涉问题【例证【例证2 2】(1)(1)劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示. .将将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，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，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定. .求：求：若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将如何变化？气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将如何变化？如果照射光的频率增大，则从上往下观察到的干涉条纹将如如果照射光的频率增大，则从上往下观察到的干涉条纹将如何变化？何变化？(2)(2)如图甲所示，用单色光照射透明标准板来检查平面如图甲所示，用单色光照射透明标准板来检查平面N N的上表的上表面的平滑情况，观察到现象如图乙所示的条纹中的面的平滑情况，观察到现象如图乙所示的条纹中的P P和和Q Q的情况，的情况，这说明这说明( )( )A.NA.N的上表面的上表面A A处向上凸起处向上凸起B.NB.N的上表面的上表面B B处向上凸起处向上凸起C.NC.N的上表面的上表面A A处向下凹陷处向下凹陷D.ND.N的上表面的上表面B B处向下凹陷处向下凹陷【解题指南】【解题指南】求解此题应注意以下三点：求解此题应注意以下三点：(1)(1)求两列光波到达某点的光程差求两列光波到达某点的光程差x.x.(2)(2)出现明暗条纹的条件与几何关系相结合出现明暗条纹的条件与几何关系相结合. .(3)(3)利用明暗条纹产生的原理分析被检面的凸凹情况利用明暗条纹产生的原理分析被检面的凸凹情况. .【自主解答】【自主解答】(1)(1)光线在空气膜的光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹从而形成干涉条纹. .设空气膜顶角为设空气膜顶角为，d d1 1、d d2 2处为两相邻明条纹，如图处为两相邻明条纹，如图所示，则两处光的路程差分别为所示，则两处光的路程差分别为xx1 1=2d=2d1 1，xx2 2=2d=2d2 2. .因为因为xx2 2-x-x1 1=，所以所以d d2 2-d-d1 1= .= .设条纹间距为设条纹间距为l，则由几何关系得，则由几何关系得即即当抽去一张纸片当抽去一张纸片减小时，减小时，l增大，即条纹变疏增大，即条纹变疏. .如果照射光的频率增大，则照射光的波长变短，由条纹间如果照射光的频率增大，则照射光的波长变短，由条纹间距与波长的关系距与波长的关系 知知减小，减小，l减小，即条纹变减小，即条纹变密密. .(2)(2)选选B B、C.C.利用光的薄膜干涉来检查平面的质量，就是由标准利用光的薄膜干涉来检查平面的质量，就是由标准样板平面和被检查平面间形成一个楔形的空气薄层，用单色光样板平面和被检查平面间形成一个楔形的空气薄层，用单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射形成两列相干从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射形成两列相干光束，如果被检测的平面是平的，那么空气层的厚度相同的各光束，如果被检测的平面是平的，那么空气层的厚度相同的各点的干涉条纹在一条直线上，若是被测平面的某处凹下去了，点的干涉条纹在一条直线上，若是被测平面的某处凹下去了，这时干涉条纹就不是直线，在凹处的干涉条纹将向楔形膜中薄这时干涉条纹就不是直线，在凹处的干涉条纹将向楔形膜中薄的一侧弯曲的一侧弯曲. .这是因为凹处的两束反射光的光程差变大，它只能这是因为凹处的两束反射光的光程差变大，它只能与膜厚一些位置的两反射光的光程差相同而形成同一级的条纹与膜厚一些位置的两反射光的光程差相同而形成同一级的条纹( (光程差相同的干涉条纹为同一级，一般光程差大的干涉条纹级光程差相同的干涉条纹为同一级，一般光程差大的干涉条纹级别高，光程差小级别低别高，光程差小级别低) )，显然凹处的级别增大，将与膜厚一些，显然凹处的级别增大，将与膜厚一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹位置的干涉条纹形成同一级别的条纹. .同理，若是被测平面某处同理，若是被测平面某处凸起，则该处的干涉条纹将向楔形膜中厚的一侧弯曲凸起，则该处的干涉条纹将向楔形膜中厚的一侧弯曲. .答案：答案：(1)(1)变疏变疏 变密变密 (2)B(2)B、C C 【总结提升】【总结提升】三法巧解三法巧解“被测平面的凹凸被测平面的凹凸”问题问题(1)(1)理论分析法理论分析法. .首先对照薄膜干涉装置甲弄清楚干涉条首先对照薄膜干涉装置甲弄清楚干涉条纹乙所对应的空气膜厚度的变化，从左纹乙所对应的空气膜厚度的变化，从左至右，厚度增加至右，厚度增加. .然后找到条纹弯曲处，然后找到条纹弯曲处，看出现的条纹前移还是后移从而确定是看出现的条纹前移还是后移从而确定是凹陷还是凸起，如凹陷还是凸起，如C C处若不凹或凸时应和处若不凹或凸时应和ABAB出现在同一级条纹上，现在出现在出现在同一级条纹上，现在出现在ABAB的的后一级条纹上，表示后一级条纹上，表示C C点凹下，同样办法可判定点凹下，同样办法可判定E E点应是凸起点应是凸起. .(2)(2)结论法结论法. .若干涉条纹向劈尖干涉的尖端若干涉条纹向劈尖干涉的尖端( (即空气膜厚度小的那一端即空气膜厚度小的那一端) )弯曲，弯曲，则表示弯曲处凹陷，若干涉条纹向劈尖干涉的尾端则表示弯曲处凹陷，若干涉条纹向劈尖干涉的尾端( (即空气膜厚即空气膜厚度大的那一端度大的那一端) )弯曲，则表示弯曲处凸起弯曲，则表示弯曲处凸起. .(3)(3)形象法形象法. .被测平面凹下被测平面凹下( (或凸起或凸起) )的形象判断法的形象判断法矮人行走法，即把干矮人行走法，即把干涉条纹看成涉条纹看成“矮人矮人”的行走轨迹的行走轨迹. .让一个小矮人在两板间沿着一让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板，在行走过条条纹直立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板，在行走过程中：程中：若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去绕，方可按上述要求过去，若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去绕，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜尖端，该处为一凹下即条纹某处弯向薄膜尖端，该处为一凹下. .若某处有一凸起，他要想过去，必向薄膜的底部去绕，即条若某处有一凸起，他要想过去，必向薄膜的底部去绕，即条纹某处弯向薄膜底部方向时，该处必为一凸起纹某处弯向薄膜底部方向时，该处必为一凸起. . 用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长【例证【例证3 3】(2012(2012太原模拟太原模拟)(1)(1)如图所示，在如图所示，在“用双缝干涉测用双缝干涉测光的波长光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、光源、_、_、_、遮光筒、遮光筒、光屏光屏. .对于对于某种单色光，为增加相邻亮纹某种单色光，为增加相邻亮纹( (暗纹暗纹) )间的距离，可采取间的距离，可采取_或或_的方法的方法. .(2)(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是去掉的部件是_(_(填数字代号填数字代号).).(3)(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1 1条亮纹，读条亮纹，读下手轮的读数如图甲所示下手轮的读数如图甲所示. .继续转动手轮，使分划板中心刻线对继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第准第1010条亮纹，读下手轮的读数如图乙所示条亮纹，读下手轮的读数如图乙所示. .则相邻两亮条纹的则相邻两亮条纹的间距是间距是_mm._mm.(4)(4)如果已经量得双缝的间距是如果已经量得双缝的间距是0.30 mm0.30 mm、双缝和光屏之间的距、双缝和光屏之间的距离是离是900 mm900 mm，则待测光的波长是，则待测光的波长是_m.(m.(取三位有效数字取三位有效数字) ) 【解题指南】【解题指南】解答此题应注意以下四点：解答此题应注意以下四点：(1)(1)根据根据x= x= 确定增加相邻亮纹确定增加相邻亮纹( (暗纹暗纹) )间的距离的方法间的距离的方法. .(2)(2)螺旋测微器的读数方法螺旋测微器的读数方法. .(3)(3)由由x= x= 计算条纹间距计算条纹间距. .(4)(4)由波长的计算公式由波长的计算公式= = 计算波长计算波长. .【自主解答】【自主解答】(1)(1)由实验原理可知由实验原理可知分别是滤光片、单缝、分别是滤光片、单缝、双缝双缝. .由由x= x= 可知，要增加相邻亮纹可知，要增加相邻亮纹( (暗纹暗纹) )间的距离，可采取的间的距离，可采取的办法有：办法有：增大双缝到光屏间的距离增大双缝到光屏间的距离( (或选用较长的遮光筒或选用较长的遮光筒) )；减小双缝之间的距离减小双缝之间的距离. .(2)(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是、.(3)(3)甲图读数是甲图读数是0.045 mm0.045 mm，乙图读数是，乙图读数是14.535 mm14.535 mm，它们的差，它们的差值是值是14.490 mm14.490 mm，中间跨越了，中间跨越了10-1=910-1=9个条纹间距，所以相邻两个条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是亮条纹间距是x= mm=1.610 mm.x= mm=1.610 mm.(4)(4)光的波长光的波长= =5.37= =5.371010-7-7 m. m.答案：答案：(1)(1)滤光片滤光片 单缝单缝 双缝双缝增加双缝到光屏间的距离增加双缝到光屏间的距离( (或选用较长的遮光筒或选用较长的遮光筒) )减小双缝之间的距离减小双缝之间的距离(2) (3)1.610 (4)5.37(2) (3)1.610 (4)5.371010-7-7【总结提升】【总结提升】解答该题关键是掌握解答该题关键是掌握“用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长”的实验原理、实验步骤和注意事项，熟练掌握螺旋测微器的读的实验原理、实验步骤和注意事项，熟练掌握螺旋测微器的读数方法数方法. .对易错角度及错误原因具体分析如下：对易错角度及错误原因具体分析如下：易错角度易错角度错误原因错误原因将光学元件将光学元件的名称张冠的名称张冠李戴李戴弄不清本实验的实验原理及实弄不清本实验的实验原理及实验操作验操作. .实际上，从光源发出的实际上，从光源发出的光应先经滤光片变为单色光，光应先经滤光片变为单色光，再经单缝变为线光源，最后经再经单缝变为线光源，最后经双缝变为频率和振动情况相同双缝变为频率和振动情况相同的相干光源的相干光源易错角度易错角度错误原因错误原因不知道将灯泡换成激光光源后，不知道将灯泡换成激光光源后，应该去掉什么部件应该去掉什么部件不知道激光的性质，实际上，不知道激光的性质，实际上，激光具有频率相同、相位差恒激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点，是定、偏振方向一致的特点，是人工产生的相干光，具有高度人工产生的相干光，具有高度的相干性的相干性条纹间距计算错误条纹间距计算错误螺旋测微器的两个读数弄错或螺旋测微器的两个读数弄错或不会用条纹间距公式不会用条纹间距公式x=x=求条纹间距，应熟练掌握螺旋求条纹间距，应熟练掌握螺旋测微器的读数方法，弄清测微器的读数方法，弄清x=x= 各符号的意义各符号的意义易错角度易错角度错误原因错误原因计算光的波长错误计算光的波长错误利用公式利用公式= = 计算波长时计算波长时没有统一单位或没有根据题目没有统一单位或没有根据题目要求取三位有效数字要求取三位有效数字. .解题时应解题时应将将= = 中的各量统一成国中的各量统一成国际单位，再代入公式计算，并际单位，再代入公式计算，并且看清题目要求的有效数字位且看清题目要求的有效数字位数数1.(20111.(2011北京高考北京高考) )如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝缝S S时，在光屏时，在光屏P P上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以的干涉图样，可以( )( )A.A.增大增大S S1 1与与S S2 2的间距的间距B.B.减小双缝屏到光屏的距离减小双缝屏到光屏的距离C.C.将绿光换为红光将绿光换为红光D.D.将绿光换为紫光将绿光换为紫光【解析】【解析】选选C.C.双缝干涉的条纹间距公式：双缝干涉的条纹间距公式：x= x= ，增大，增大S S1 1与与S S2 2的间距就是增大的间距就是增大d d，所以条纹间距变小，所以条纹间距变小，A A错误；减小双缝屏错误；减小双缝屏到光屏的距离就是减小到光屏的距离就是减小l，条纹间距变小，条纹间距变小，B B错误；红光波长比错误；红光波长比绿光波长长，紫光波长比绿光波长短，所以将绿光换为红光可绿光波长长，紫光波长比绿光波长短，所以将绿光换为红光可使条纹间距增大，使条纹间距增大，C C正确，正确，D D错误错误. .2.(20112.(2011浙江高考浙江高考) )关于波动，下列说法正确的是关于波动，下列说法正确的是( )( )A.A.各种波均会发生偏振现象各种波均会发生偏振现象B.B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C.C.声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度度D.D.已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警预警【解析】【解析】选选B B、D.D.只有横波才有偏振现象，只有横波才有偏振现象，A A错误；白光的单缝错误；白光的单缝衍射和双缝干涉的图样都是彩色条纹，衍射和双缝干涉的图样都是彩色条纹，B B正确；机械波传播时，正确；机械波传播时，质点的运动速度与波的传播速度无关质点的运动速度与波的传播速度无关,C,C错误；因为地震波的纵错误；因为地震波的纵波波速大于横波波速，所以对于同一地点纵波总是先到达，从波波速大于横波波速，所以对于同一地点纵波总是先到达，从而起到对横波的预警，而起到对横波的预警，D D正确正确. .3.(20123.(2012长宁区模拟长宁区模拟) )关于光的衍射，下列说法中错误的是关于光的衍射，下列说法中错误的是( )( )A.A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象B.B.只有两列频率相同的光波叠加后才能发生衍射只有两列频率相同的光波叠加后才能发生衍射C.C.光的衍射没有否定光沿直线传播的结论光的衍射没有否定光沿直线传播的结论D.D.光的衍射现象为波动说提供了有利的证据光的衍射现象为波动说提供了有利的证据【解析】【解析】选选B.B.由光的衍射的定义知由光的衍射的定义知A A正确；光波的衍射无条件，正确；光波的衍射无条件，B B错误；当满足光发生明显衍射现象的条件时，光的衍射现象明错误；当满足光发生明显衍射现象的条件时，光的衍射现象明显，否则光沿直线传播，可见光的衍射没有否定光沿直线传播显，否则光沿直线传播，可见光的衍射没有否定光沿直线传播的结论，的结论，C C正确；衍射是波动所特有的性质，所以光的衍射现象正确；衍射是波动所特有的性质，所以光的衍射现象为波动说提供了有利的证据为波动说提供了有利的证据. .4.(20124.(2012南通模拟）对光现象的认识，下列说法中正确的是南通模拟）对光现象的认识，下列说法中正确的是( )( )A.A.光的色散现象都是由光的干涉引起的光的色散现象都是由光的干涉引起的B.B.光导纤维导光主要应用了光的干涉原理光导纤维导光主要应用了光的干涉原理C.C.光的衍射现象表明光沿直线传播光的衍射现象表明光沿直线传播D.D.光的偏振现象说明了光是一种横波光的偏振现象说明了光是一种横波【解析】【解析】选选D.D.光的色散是由光的折射引起的光的色散是由光的折射引起的,A,A错错. .光导纤维导光光导纤维导光应用了光的全反射应用了光的全反射,B,B错错. .光的衍射现象表明光的波动性光的衍射现象表明光的波动性,C,C错错. .光光的偏振说明了光是一种横波的偏振说明了光是一种横波,D,D对对. .5.(1)5.(1)肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是_现象；露珠现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是在太阳光照射下呈现的彩色是_现象；通过狭缝看太阳光现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是时呈现的彩色是_现象现象. .(2)(2)当狭缝的宽度很小并保持一定时，用红光和紫光照射狭缝，当狭缝的宽度很小并保持一定时，用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是看到的衍射条纹的主要区别是_._.(3)(3)抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化的变化( )( )A.A.这主要是光的干涉现象这主要是光的干涉现象B.B.这主要是光的偏振现象这主要是光的偏振现象C.C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了D.D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了【解析】【解析】(1)(1)肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象；露珠呈现的彩肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象；露珠呈现的彩色是光的色散现象；通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射色是光的色散现象；通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象现象. .(2)(2)红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远. .(3)(3)选选D.D.由于是激光光束通过障碍物，所以为光的衍射现象，由于是激光光束通过障碍物，所以为光的衍射现象，A A、B B错误；观察其衍射现象，根据衍射的情况判断其粗细程度，屏错误；观察其衍射现象，根据衍射的情况判断其粗细程度，屏上的条纹变宽，表明衍射现象更明显了，抽制的丝细了，上的条纹变宽，表明衍射现象更明显了，抽制的丝细了，C C错误，错误，D D正确正确. .答案答案: :(1)(1)光的干涉光的干涉 光的色散光的色散 光的衍射光的衍射 (2)(2)红光的中央红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远 (3)D (3)D 6.6.奶粉的碳水化合物奶粉的碳水化合物( (糖糖) )的含量是一个重要指标，可以用的含量是一个重要指标，可以用“旋旋光法光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量. .偏振光通过糖的偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度度，这一角度，这一角度称为称为“旋光度旋光度”，的值只与糖溶液的浓度的值只与糖溶液的浓度有关，将有关，将的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了糖量了. .如图所示，如图所示，S S是自然光源，是自然光源，A A、B B是偏振片，转动是偏振片，转动B B，使到，使到达达O O处的光最强，然后将被测样品处的光最强，然后将被测样品P P置于置于A A、B B之间之间. .(1)(1)偏振片偏振片A A的作用是什么？的作用是什么？_._.(2)(2)偏振现象证明了光是一种偏振现象证明了光是一种_._.(3)(3)以下说法中正确的是以下说法中正确的是( )( )A.A.到达到达O O处光的强度会明显减弱处光的强度会明显减弱B.B.到达到达O O处光的强度不会明显减弱处光的强度不会明显减弱C.C.将偏振片将偏振片B B转动一个角度，使得转动一个角度，使得O O处光强度最强，偏振片处光强度最强，偏振片B B转过转过的角度等于的角度等于D.D.将偏振片将偏振片A A转动一个角度，使得转动一个角度，使得O O处光强度最强，偏振片处光强度最强，偏振片A A转过转过的角度等于的角度等于 【解题指南】【解题指南】此装置中此装置中A A为起偏器，为起偏器，B B为检偏器，自然光通过为检偏器，自然光通过A A后后会变为偏振光会变为偏振光. .当转动当转动B B时，到达时，到达O O处的光强度会变化处的光强度会变化. .【解析】【解析】(1)(1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片振片后就变成了偏振光，因此偏振片A A的作用是把自然光变成偏的作用是把自然光变成偏振光振光. .(2)(2)偏振现象证明了光是一种横波偏振现象证明了光是一种横波. .(3)(3)因为因为A A、B B的透振方向一致，故的透振方向一致，故A A、B B间不放糖溶液时，自然光间不放糖溶液时，自然光通过偏振片通过偏振片A A后变成偏振光，通过后变成偏振光，通过B B后到后到O.O.当在当在A A、B B间加上糖溶间加上糖溶液时，由于糖溶液的旋光作用，使通过液时，由于糖溶液的旋光作用，使通过A A的偏振光的振动方向转的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过动了一定角度，使通过B B到达到达O O的光的强度不是最大，但当的光的强度不是最大，但当B B转过转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，向一致时，O O处光强又为最强，故处光强又为最强，故B B的旋转角度即为糖溶液的旋的旋转角度即为糖溶液的旋光度光度. .若偏振片若偏振片B B不动而将不动而将A A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与的振动方向恰与B B的透振方向一致，则的透振方向一致，则A A转过的角度也为转过的角度也为，故，故选项选项A A、C C、D D正确正确. .答案：答案：(1)(1)把自然光变成偏振光把自然光变成偏振光 (2)(2)横波横波(3)A(3)A、C C、D D 7.7.在在“用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪器实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上按要求安装在光具座上( (如图如图) )，并选用缝间距，并选用缝间距d=0.2 mmd=0.2 mm的双缝的双缝屏屏. .从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l=700 mm.=700 mm.然后，接通电源使光源正常工作然后，接通电源使光源正常工作. .(1)(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有5050分度分度. .某同某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图甲条纹如图甲(a)(a)所示，图中数字是该同学给各暗纹的编号，此时所示，图中数字是该同学给各暗纹的编号，此时图甲图甲(b)(b)中游标尺上的读数中游标尺上的读数x x1 1=1.16 mm=1.16 mm；接着再转动手轮，映入；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图乙眼帘的干涉条纹如图乙(a)(a)所示，此时图乙所示，此时图乙(b)(b)中游标尺上的读中游标尺上的读数数x x2 2=_mm.=_mm. (2)(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹( (或暗纹或暗纹) )间的间的距离距离x=_mm;x=_mm;这种色光的波长这种色光的波长=_nm.=_nm.【解题指南】【解题指南】解答本题应注意以下三点：解答本题应注意以下三点：(1)(1)游标尺的读数方法游标尺的读数方法. .(2)(2)计算计算xx时光标移动的亮条纹数时光标移动的亮条纹数. .(3)(3)波长的计算公式波长的计算公式= .= .【解析】【解析】(1)(1)主尺读数为主尺读数为15 mm,15 mm,游标尺读数为游标尺读数为1 10.02 mm=0.02 mm=0.02 mm0.02 mm，二者相加即可，二者相加即可. .(2)(2)由于图中数字标记的是暗条纹，首先应根据暗条纹所标数由于图中数字标记的是暗条纹，首先应根据暗条纹所标数字给亮条纹也标明条数，若图甲字给亮条纹也标明条数，若图甲(a)(a)所示的中央刻线所对亮条所示的中央刻线所对亮条纹记为第纹记为第1 1条，则图乙条，则图乙(a)(a)所示的中央刻线所对亮条纹为所示的中央刻线所对亮条纹为n=7n=7，则则x= =2.31 mmx= =2.31 mm，光的波长，光的波长= =6.6= =6.610102 2 nm. nm.答案：答案：(1)15.02 (2)2.31 6.6(1)15.02 (2)2.31 6.610102 28.8.用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：下元件：A A白炽灯白炽灯B B单缝屏单缝屏C.C.光屏光屏 D D双缝屏双缝屏E E遮光筒遮光筒F.F.滤光片滤光片( (其中双缝屏和光屏连在遮光筒上其中双缝屏和光屏连在遮光筒上) )(1)(1)把以上元件安装在光具座上时，自光源起合理的排列顺序是把以上元件安装在光具座上时，自光源起合理的排列顺序是_.(_.(只需填前面的字母只需填前面的字母) )(2)(2)正确调节后，在屏上观察到红光的干涉条纹，用测量头测出正确调节后，在屏上观察到红光的干涉条纹，用测量头测出1010条红亮纹间的距离为条红亮纹间的距离为a a，改用绿色滤光片，其他条件不变，用，改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出测量头测出1010条绿亮纹间的距离为条绿亮纹间的距离为b b，则一定有，则一定有a_b.(a_b.(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”) )(3)(3)在双缝干涉实验中，滤光片的作用是在双缝干涉实验中，滤光片的作用是_，单缝的作，单缝的作用是用是_，双缝的作用是，双缝的作用是_._.【解析】【解析】各元件的作用及排列顺序为各元件的作用及排列顺序为: :白炽灯作为光源白炽灯作为光源, ,滤光片滤光片的作用是获得单色光，单缝的作用是形成线光源，双缝的作用的作用是获得单色光，单缝的作用是形成线光源，双缝的作用是形成相干光源，遮光筒的作用是形成暗室，光屏承接干涉图是形成相干光源，遮光筒的作用是形成暗室，光屏承接干涉图样，测量头是测量条纹间距样，测量头是测量条纹间距. .由于红光的波长大于绿光的波长由于红光的波长大于绿光的波长, ,根据根据x= x= 可知可知, ,红色光的干涉条纹宽度大于绿色光的干涉红色光的干涉条纹宽度大于绿色光的干涉条纹宽度条纹宽度, ,因此因此ab.ab.答案：答案：(1)AFBDEC (2)(1)AFBDEC (2)大于大于(3)(3)获得单色光获得单色光 形成线光源形成线光源 形成相干光源形成相干光源9.(1)9.(1)如图所示，甲、乙、丙、丁四个图是不同的单色光形成的如图所示，甲、乙、丙、丁四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是结论是( )( )A.A.甲、乙是光的干涉图样甲、乙是光的干涉图样B.B.丙、丁是光的干涉图样丙、丁是光的干涉图样C.C.形成甲图样的光的波长比形成乙图样的光的波长短形成甲图样的光的波长比形成乙图样的光的波长短D.D.形成丙图样的光的波长比形成丁图样的光的波长短形成丙图样的光的波长比形成丁图样的光的波长短(2)(2)如图所示，电灯如图所示，电灯S S发出的光先后经发出的光先后经过偏振片过偏振片A A和和B B，人眼在，人眼在P P处迎着入射处迎着入射光方向，看不到光亮，则图中光方向，看不到光亮，则图中a a光为光为_光光. .图中图中b b光为光为_光光. .以以SPSP为轴将为轴将B B转过转过180180后，在后，在P P处处_( (选填选填“能能”或或“不能不能”) )看到光亮，以看到光亮，以SPSP为轴将为轴将B B转过转过9090后，后，在在P P处处_( (选填选填“能能”或或“不能不能”) )看到光亮看到光亮. . 【解析】【解析】(1)(1)选选A.A.干涉条纹是等间距的条纹，衍射条纹是不等干涉条纹是等间距的条纹，衍射条纹是不等间距的条纹间距的条纹. .因此甲、乙图是干涉图样，丙、丁图是衍射图样，因此甲、乙图是干涉图样，丙、丁图是衍射图样，A A正确，正确，B B错误；由公式错误；由公式x= x= 可知，条纹宽度与可知，条纹宽度与l、d d、均均有关，故无法判断甲图样与乙图样光的波长的大小关系，有关，故无法判断甲图样与乙图样光的波长的大小关系，C C错；错；丙、丁两图中由于缝的大小关系没有限定，故无法比较丙、丁丙、丁两图中由于缝的大小关系没有限定，故无法比较丙、丁图样光的波长的大小关系，图样光的波长的大小关系，D D错错. .(2)(2)自然光沿各个方向发散，是典型的非偏振光，通过偏振片后，自然光沿各个方向发散，是典型的非偏振光，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光，即偏振光，从电灯直透射光是只沿着某一特定方向振动的光，即偏振光，从电灯直接发出的光为自然光，故接发出的光为自然光，故a a光为自然光，它通过偏振片光为自然光，它通过偏振片A A后，即后，即变为偏振光，故变为偏振光，故b b光为偏振光；设通过光为偏振光；设通过A A的光沿竖直方向振动，的光沿竖直方向振动，而人眼在而人眼在P P处逆着入射光方向看不到光亮，说明处逆着入射光方向看不到光亮，说明B B偏振片的透振偏振片的透振方向为水平方向方向为水平方向. .将将B B转过转过180180后，后，P P处仍无光亮，若将处仍无光亮，若将B B转过转过9090，则该偏振片的透振方向变为竖直方向，则偏振光能通过，则该偏振片的透振方向变为竖直方向，则偏振光能通过B B，即在，即在P P处有光亮处有光亮. .答案：答案：(1)A (2)(1)A (2)自然自然 偏振偏振 不能不能 能能 10.10.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其登山运动员在登雪山时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伤害的眼镜. .他选用的薄膜材料的折射率为他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,n=1.5,所要消除的紫所要消除的紫外线的频率为外线的频率为=8.1=8.110101414 Hz, Hz,(1)(1)他设计的这种他设计的这种“增反膜增反膜”所依据的原理是所依据的原理是_._.(2)(2)这种这种“增反膜增反膜”的厚度是多少？的厚度是多少？(3)(3)请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是( )( )A.A.薄膜干涉说明光具有波动性薄膜干涉说明光具有波动性B.B.如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行C.C.干涉条纹一定是彩色的干涉条纹一定是彩色的D.D.利用薄膜干涉也可以利用薄膜干涉也可以“增透增透”【解析】【解析】(1)(1)为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强，从而使透膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强，从而使透射的紫外线减弱射的紫外线减弱. .(2)(2)光程差光程差( (大小等于薄膜厚度大小等于薄膜厚度d d的的2 2倍倍) )应等于光在薄膜中的波应等于光在薄膜中的波长长的整数倍，即的整数倍，即2d=N(N=1,2,2d=N(N=1,2,),),因此，膜的厚度至因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的少是紫外线在膜中波长的 . .紫外线在真空中的波长是紫外线在真空中的波长是=c/=c/3.703.701010-7-7 m. m.在膜中的波长是在膜中的波长是=/n2.47=/n2.471010-7-7 m, m,故故膜的厚度至少是膜的厚度至少是1.241.241010-7-7 m. m.(3)(3)干涉和衍射都证明光具有波动性，如果薄膜厚度均匀变化，则干涉和衍射都证明光具有波动性，如果薄膜厚度均匀变化，则干涉条纹一定平行，白光的干涉条纹为彩色条纹，单色光的干涉条纹一定平行，白光的干涉条纹为彩色条纹，单色光的干涉条纹则为该色光颜色，当膜的厚度为四分之一波长时，两干涉条纹则为该色光颜色，当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后减弱则会反射光叠加后减弱则会“增透增透”. .答案：答案：(1)(1)两反射光叠加后加强两反射光叠加后加强(2)(2)至少为至少为1.241.241010-7-7 m (3)A m (3)A、D D 11.11.用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d=d=0.25 mm0.25 mm，双缝到毛玻璃屏间距离，双缝到毛玻璃屏间距离l的大小由图中毫米刻度的大小由图中毫米刻度尺读出尺读出( (如戊图所示如戊图所示) )，实验时先移动测量头，实验时先移动测量头( (如图甲所示如图甲所示) )上的手轮，把分划线的中央刻线对准靠近最左边的一条明上的手轮，把分划线的中央刻线对准靠近最左边的一条明条纹条纹( (如图乙所示如图乙所示) )，并记下螺旋测微器的读数，并记下螺旋测微器的读数x x1 1( (如图丙如图丙所示所示) )，然后转动手轮，把分划线的中央刻线向右边移动，然后转动手轮，把分划线的中央刻线向右边移动，直到对准第直到对准第7 7条明条纹并记下螺旋测微器读数条明条纹并记下螺旋测微器读数x x7 7( (如图丁所如图丁所示示) )，由以上测量数据可求得该单色光的波长，由以上测量数据可求得该单色光的波长. .图中双缝的位置图中双缝的位置l1 1=_mm=_mm，毛玻璃屏的位置，毛玻璃屏的位置l2 2=_mm=_mm，螺，螺旋测微器的读数旋测微器的读数x x1 1=_mm=_mm，螺旋测微器的读数，螺旋测微器的读数x x7 7=_mm.=_mm.请用以上测量量的符号表示出该单色光波长的表达式请用以上测量量的符号表示出该单色光波长的表达式_._.【解析】【解析】由戊图知：双缝位置由戊图知：双缝位置l1 1=100.0 mm=100.0 mm，毛玻璃屏位置，毛玻璃屏位置l2 2=938.0 mm=938.0 mm由丙图知：由丙图知：x x1 1=0.300 mm=0.300 mm，由丁图知：，由丁图知：x x7 7=14.700 mm=14.700 mm由条纹间距公式由条纹间距公式x= x= 得波长得波长又由装置图知又由装置图知l= =l2 2- -l1 1，所以所以答案：答案：100.0 938.0 0.300 14.700100.0 938.0 0.300 14.70012.12.在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5 mm0.5 mm，测得双缝到光屏的距离为测得双缝到光屏的距离为1.0 m1.0 m，在光屏上第一条暗条纹到第六，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为条暗条纹间的距离为7.5 mm.7.5 mm.则：则：(1)(1)它在真空中的波长为多少？它在真空中的波长为多少？(2)(2)此红光的频率为多少？此红光的频率为多少？(3)(3)假如把整个装置放入折射率为假如把整个装置放入折射率为 的水中，这时屏上相邻明的水中，这时屏上相邻明条纹的间距为多少？条纹的间距为多少？【解析】【解析】(1)(1)相邻两条暗条纹间的距离相邻两条暗条纹间的距离根据根据= x= x得得(2)(2)由由f= f= 得此光的频率得此光的频率(3)(3)在水中红光的波长在水中红光的波长=此时相邻两条明条纹间的距离为此时相邻两条明条纹间的距离为=1.125=1.1251010-3-3 m. m.答案：答案：(1)7.5(1)7.51010-7-7 m (2)4.0 m (2)4.010101414 Hz Hz(3)1.125(3)1.1251010-3-3 m m【总结提升】【总结提升】“用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长”问题的解决方法问题的解决方法(1)(1)明确双缝干涉条纹间距公式明确双缝干涉条纹间距公式x= x= 中各物理量的意义，中各物理量的意义，其中其中xx是相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距，是相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距，d d是双缝之是双缝之间的距离，间的距离，l是双缝到屏的距离，是双缝到屏的距离，为光在真空中的波长为光在真空中的波长. .(2)(2)熟记求解相邻两条亮条纹或暗条纹间的距离的公式熟记求解相邻两条亮条纹或暗条纹间的距离的公式x=x= 中各物理量的意义中各物理量的意义. .a a1 1是使分划板的中心刻线对齐某条亮纹的中央时记下的手轮上是使分划板的中心刻线对齐某条亮纹的中央时记下的手轮上的读数，将该条纹记为第的读数，将该条纹记为第1 1条亮纹，条亮纹，a a2 2是转动手轮，使分划板中是转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央时记下的手轮上的读数，并将心刻线移动至另一亮条纹的中央时记下的手轮上的读数，并将该条纹记为第该条纹记为第n n条亮纹条亮纹. .(3)(3)若将装置放入水中，必须根据介质中的波长若将装置放入水中，必须根据介质中的波长介介、真空中的、真空中的波长波长真真与介质的折射率与介质的折射率n n间的关系间的关系介介= = ，求出水中的波，求出水中的波长，并用水中的波长代替长，并用水中的波长代替x= x= 中的中的.(4)(4)将各物理量统一为国际单位制代入求解将各物理量统一为国际单位制代入求解. .