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(共21張PPT)
第四章　光
光的干涉、衍射、偏振
學習目標
*
1、能區(qū)分光的干涉圖樣和衍射圖樣
2、會分析和判斷明暗條紋
3、理解薄膜干涉
4、能區(qū)分自然光和偏振光
單縫衍射圖樣
(2)對光的衍射的理解
①衍射是波的特征，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯。任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只有明顯與不明顯的差別。
②衍射現(xiàn)象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長比障礙物小得多時，光才可以看作是沿直線傳播的。
③ 干涉與衍射的本質(zhì)
光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果，從本質(zhì)上講，衍射條紋的形成與干涉條紋的形成具有相似的原理．在衍射現(xiàn)象中，可以認為從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，它們在屏上疊加形成單縫衍射條紋．
(3)光的干涉和衍射比較
內(nèi)容 干涉 衍射
現(xiàn)象
產(chǎn)生條件
典型實驗
圖樣特點 不同點 條紋寬度
條紋間距
亮度情況
相同點
在光重疊區(qū)域出現(xiàn)加強或減弱的現(xiàn)象
光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象
兩束光頻率相同、相位差恒定
障礙物或孔的尺寸與波長差不多或小得多
楊氏雙縫干涉實驗
單縫衍射、圓孔衍射、不透明圓盤衍射
條紋寬度相等
條紋寬度不等，中央最寬
各相鄰條紋間距相等
各相鄰條紋間距不等
清晰條紋，亮度基本相等
中央條紋最亮，兩邊變暗
干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；
干涉、衍射都有明暗相間的條紋
(1)如圖1所示，光源S1、S2發(fā)出的光到屏上某點的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2…)時，光屏上出現(xiàn)亮條紋。
(1)相干光來自于薄膜的前、后表面(或上、下表面)反射回來的兩列反射光.
(2)薄膜干涉的應用：增透膜；檢查工件的平整度(如圖所示)．
(3)觀察薄膜干涉條紋時，應該與光源處在薄膜的同一側(cè)觀察
振動情況相同
振動情況相反
自然光(非偏振光) 偏振光
光的來源 直接從光源發(fā)出的光 自然光通過偏振片后的光
光的振動方向 在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿任意方向，且沿各個方向光振動的強度相同 在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿特定方向
用偏振片濾除偏振的反射光后的效果
【例2】 (多選)光在科學技術(shù)，生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應用，下列說法正確的是( )
A．光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象
B．用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象
C．在光導纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象
D．用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象
E．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紅光改為綠光，則干涉條紋間距變窄
3．(多選)ABCDE為單反照相機取景器中五棱鏡的一個截面示意圖，AB⊥BC，由a、b兩種單色光組成的細光束從空氣垂直于AB射入棱鏡，經(jīng)兩次反射后光線垂直于BC射出，且在CD、AE邊只有a光射出，光路圖如圖所示，則a、b兩束光(　　)
A．a(chǎn)光的頻率比b光的頻率小
B．b光比a光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象
C．在棱鏡內(nèi)，a光的傳播速度比b光的大
D．以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角較小
E．分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距較小
4．如圖所示，把酒精燈放在肥皂液膜前，從薄膜上可看到明暗相間的條紋，能解釋這一現(xiàn)象產(chǎn)生原因的示意圖是(圖中實線、虛線為光照射到液膜上時，從膜的前后表面分別反射形成的兩列波)(　　)
解析　肥皂液膜上薄下厚，波峰與波峰、波谷與波谷疊加處，出現(xiàn)明條紋，波峰與波谷疊加處，出現(xiàn)暗條紋，故C正確。
答案　C
5．(多選)下列說法中正確的是(　　)
A．如圖甲所示，小球在傾角很小的光滑斜面上來回運動，小球做簡諧運動
B．如圖乙所示，a是一束白光，射向半圓玻璃磚的圓心O，經(jīng)折射后發(fā)生色散，最左側(cè)為紫光，最右側(cè)為紅光
C．如圖丙所示為雙縫干涉示意圖，雙縫間距d越大，相鄰亮條紋的中心間距越大
D．如圖丁所示為光導纖維示意圖，內(nèi)芯的折射率比外套的折射率大
E．如圖戊所示為單色光單縫衍射示意圖，如果換成白光，屏上得到的條紋是彩色的
解析　
圖A屬于單縫衍射，
圖B屬于薄膜干涉，
圖C屬于薄膜干涉，
圖D屬于白光的色散，故屬于光的干涉現(xiàn)象的是B、C。
答案　BC
6．(多選)下列屬于光的干涉現(xiàn)象的是(　　)
7. 下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射的是(　)．
A．雨后天空出現(xiàn)彩虹
B．通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋
C．海市蜃樓現(xiàn)象
D．日光照射在肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋
解析　彩虹是光的色散現(xiàn)象,海市蜃樓是光的折射、全反射現(xiàn)象,肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是薄膜干涉現(xiàn)象，A、C、D錯誤.通過狹縫觀察日光燈看到彩色條紋是單縫衍射現(xiàn)象，B正確．答案　B
彩虹
肥皂膜上的彩紋
海市蜃樓
狹縫觀察日光燈
8. 如圖所示，白熾燈的右側(cè)依次平行放置偏振片P和Q，A點位于P、Q之間，B點位于Q右側(cè)．旋轉(zhuǎn)偏振片P，A、B兩點光的強度變化情況是(　　)．
A．A、B均不變　　　 　B．A、B均有變化
C．A不變，B有變化 D．A有變化，B不變
解析　白熾燈光包含各方向的光，且各個方向的光強度相等，所以旋轉(zhuǎn)偏振片P時各方向透射光強度相同，故A點光的強度不變；白熾燈光經(jīng)偏振片P后為偏振光，當Q旋轉(zhuǎn)時，只有與P的偏振方向一致時才有光透過Q，因此B點的光強有變化，選項C正確．答案　C
提示：光的振動方向與偏振片的透振方向一致時，光才能順利通過偏振片.

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