2022-2023版高中物理 第五章 光的波動性章末總結(jié)學(xué)案 教科版選修3-4

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1、2022-2023版高中物理 第五章 光的波動性章末總結(jié)學(xué)案 教科版選修3-4 一、光的干涉 1.產(chǎn)生干涉的條件 兩列頻率相同、相位差恒定、振動情況相同的光. 2.產(chǎn)生亮、暗條紋的條件 當(dāng)Δr＝kλ(k＝0,1,2,3，…)時出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)Δr＝(2k－1)(k＝1,2,3，…)時出現(xiàn)暗條紋. 相鄰亮(或暗)條紋間距：Δx＝λ. 3.雙縫干涉圖樣的特點(diǎn) 單色光照射時為間距相同的明暗相間的條紋，白光照射時為彩色條紋. 4.用雙縫干涉測量光的波長 相鄰亮(或暗)條紋間距Δx＝λ，得：λ＝Δx. 5.薄膜干涉及特點(diǎn) (1)薄膜干涉中的條紋是從薄膜前、后兩個表面反射的光

2、在光源這一側(cè)干涉形成的. (2)同一條紋上的點(diǎn)厚度相同，所以若用肥皂薄膜做實(shí)驗(yàn)，條紋為水平條紋. 例1　如圖1所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，甲圖為用綠光照射時的結(jié)果，a為中央亮條紋，a′為相鄰亮條紋；乙圖為換用另一種單色光照射的結(jié)果，a為中央亮條紋，a′為相鄰亮條紋，兩次實(shí)驗(yàn)中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等，以下說法正確的是(　　) 圖1 A.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較長 B.乙圖可能是用紫光照射，表明紫光波長較長 C.乙圖可能是用紫光照射，表明紫光波長較短 D.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較短 答案　C 解析　題圖甲中條紋間距大，由Δx＝λ可知，在l和d相同的情況下

3、，Δx大，則λ大；Δx小，則λ??；所以題圖乙中所用單色光波長較短，因紫光比綠光波長短，故選項(xiàng)C正確. 例2　劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖2甲所示.將一塊平板玻璃放置在另一塊平板玻璃上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜.當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到干涉條紋如圖乙所示.干涉條紋有如下特點(diǎn)：(1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰亮條紋或暗條紋所對應(yīng)的薄膜厚度差恒定.現(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下看到的干涉條紋(　　) 圖2 A.變疏B.變密C.不變D.消失 答案　A 解析　由薄

4、膜干涉的原理和特點(diǎn)可知，干涉條紋是由膜的上、下表面反射的光疊加干涉而形成的，某一亮條紋或暗條紋的位置就由上、下表面反射光的路程差決定，且相鄰亮條紋或暗條紋對應(yīng)的路程差是恒定的，而該路程差又決定于條紋下對應(yīng)膜的厚度，即相鄰亮條紋或暗條紋下面對應(yīng)的膜的厚度也是恒定的.當(dāng)抽去一紙片后，劈形空氣膜的劈尖角(上、下表面所夾的角)變小，相同的厚度差對應(yīng)的水平距離變大，所以相鄰的亮條紋或暗條紋間距變大，即條紋變疏.A正確. 二、單縫衍射與雙縫干涉的比較 區(qū)分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法 (1)根據(jù)條紋的寬度區(qū)分：雙縫干涉的條紋是等寬的，條紋間的距離也是相等的；而單縫衍射的條紋，中央亮條紋最寬，兩側(cè)

5、的條紋變窄. (2)根據(jù)亮條紋的亮度區(qū)分：雙縫干涉條紋，從中央亮條紋往兩側(cè)亮度變化很??；而單縫衍射條紋中央亮條紋最亮，兩側(cè)的亮條紋逐漸變暗. 例3　a、b兩種單色光通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣分別如圖3中的甲、乙所示，下列說法正確的是(　　) 圖3 A.讓a、b兩種單色光通過相同的單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置，衍射圖樣中，中央亮條紋a光比b光寬 B.讓a、b兩種單色光通過相同的單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置，衍射圖樣中，中央亮條紋b光比a光寬 C.由于a光的波長比b光長，所以它們在真空中的傳播速度a光較大 D.雖然b光的頻率比a光高，但它們在同種介質(zhì)中的傳播速度一樣大 答案　A 解析　根據(jù)雙縫干涉相鄰條紋間距公式Δx＝λ可得在其他條件不變的情況下，相干光的波長越長，條紋間距越大，由題圖可知a光的波長大于b光的波長；讓a、b兩種單色光通過相同的單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置，衍射圖樣中，波長越長的條紋間距越寬，因此中央亮條紋a光比b光寬，故A正確，B錯誤；因a光的波長大于b光的波長，則a光的頻率小于b光的頻率，它們在同種介質(zhì)中的傳播速度不一樣大，但在真空中a光的速度等于b光的速度，故C、D錯誤.