專題15一、目標(biāo)要求重、難點(diǎn)光的雙縫干涉重難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)：光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)光的薄膜干涉重點(diǎn)光的衍射重點(diǎn)光的偏振激光二、(1)光的波動說：(2)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)：①研究歷程：如圖1所示，若光是一種波，則會在S1和S2兩個相隔很近的狹縫上形成兩個頻率、②亮條紋和暗條紋位置關(guān)系：亮條紋位置：，n=0、1、2……暗條紋位置：，n=0、1、2……(3)干涉條紋間距與波長的關(guān)系：如圖3所示，兩狹縫間距為d（非狹縫寬度），狹縫至光屏距離為L，相鄰亮條紋中心或暗條紋中心間距為Δx（見圖4）。則條紋間距與光波長的關(guān)系為：(4)應(yīng)用—薄膜干涉：④其他：(1)光的衍射：(2)應(yīng)用：①單縫衍射和單孔衍射：②泊松亮斑：(1)偏振現(xiàn)象：(2)偏振片：(3)偏振光與自然光：(4)應(yīng)用：①照相機(jī)偏振鏡頭：②液晶顯示屏：激光的特點(diǎn)激光的應(yīng)用相干性好傳導(dǎo)信息、全息照相等平行度高激光測距、刻錄光盤、讀取光盤信息等能量高激光加工硬質(zhì)材料、激光手術(shù)等三、題型1：典例一：題型2：典例二：題型3：實(shí)驗(yàn)：典例三：用雙縫干涉測光的波長，已知雙縫與屏的距離L=0.700m，雙縫間距d=0.200mm．用測量頭來測量亮紋中心的距離．測量頭由分劃板、目鏡、(1)分劃板的中心刻線分別對準(zhǔn)第1條和第6條亮紋的中心時，手輪上的讀數(shù)如圖乙所示，則對準(zhǔn)第1條時讀數(shù)x1=__________mm、(3)在屏上觀察到了干涉條紋．如果將雙縫到屏距離增大，則屏上的干涉條紋的間距將_______(變大、題型4：典例四：劈尖干涉是一種薄膜干涉現(xiàn)象，如圖甲所示。將一塊平板玻璃置于另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，形成一個劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入射時，從上往下觀察到的干涉條紋如圖乙所示。若在圖甲裝置中再增加一張紙片，則新的劈形空氣薄膜導(dǎo)致從上往下觀察到的干涉條紋會發(fā)生變化。題型5：典例五：單縫衍射實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生圖樣的中央亮條紋寬度的一半與單縫寬度、光的波長、縫屏距離的關(guān)系，和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生圖樣的相鄰兩亮條紋間距與雙縫間距、光的波長、縫屏距離相等。通過單縫衍射實(shí)驗(yàn)可以測定金屬的線膨脹系數(shù)，該系數(shù)反映物體受熱時長度增加的程度。下圖展示了實(shí)驗(yàn)示意圖，其中擋光片A固定，擋光片B置于待測金屬棒上端，A、B間形成平直的狹縫，激光通過狹縫在光屏上產(chǎn)生衍射圖樣。溫度升高導(dǎo)致金屬棒膨脹，從而改變狹縫寬度，進(jìn)而影響衍射圖樣的形狀。已知激光波長時，通過測量縫屏距離和中央亮條紋寬度，可以計(jì)算出狹縫寬度及其變化，進(jìn)而確定金屬的線膨脹系數(shù)。正確說法是：四、一、1.下列屬于光的干涉現(xiàn)象的是(A．2.（多選）如圖所示明暗相間的條紋是紅色、藍(lán)色單色光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣，下列說法正確的是(3.如圖所示的現(xiàn)象中，屬于光的干涉現(xiàn)象的是(5.把一個上為平面、下為球面的凸透鏡平放在平行玻璃板上，如圖，現(xiàn)用單色光垂直于平面照射，在裝置的上方向下觀察，可以看到一系列的同心圓，下列說法正確的是(6.如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用綠光照射單縫時，在光屏上觀察到干涉條紋。7.在圖示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光源到縫、距離相等，為、連線中垂線與光屏的交點(diǎn)。用波長為的光實(shí)驗(yàn)時，光屏中央處呈現(xiàn)中央亮條紋（記為第0條亮條紋），處呈現(xiàn)第3條亮條紋。8.如圖所示是雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置，使用波長為600nm的橙色光照射單縫S，在光屏中央P處觀察到亮條紋，在位于P的上方的P1處出現(xiàn)第一條亮紋中心，現(xiàn)換用波長為4009.如圖給出4個明暗相間的圖樣，已知它們分別是紅光、藍(lán)光(紅光波長比藍(lán)光波長大)在相同干涉儀器中的雙縫干涉圖樣以及黃光、紫光(黃光波長比紫光波長大)在相同的衍射儀器中的單縫衍射圖樣（黑色部分表示亮紋），則在下面的四個圖中從左往右排列的亮條紋的顏色依次是(10.下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射現(xiàn)象的是(11.下列說法中正確的是(12.(多選)光在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的有((1)若測得雙縫與屏之間的距離為0.70m，利用與螺旋測微器原理相似的測量頭（手輪轉(zhuǎn)動一周使板前進(jìn)或后退0.5mm），觀察第一條亮紋的位置如圖甲所示，圖甲中測量頭讀數(shù)x1=0.020。二、1.（2019?北京）利用圖1所示的裝置（示意圖），觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。3.（2017·全國II卷·多選）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。A．改用紅色激光C．減小雙縫間距4.（2016高考天津理綜物理）右圖是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則（A、B、C、D、5.（2016高考上海物理）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏上出現(xiàn)了明暗相間的條紋，則（A.B.C.D.6.(2016江蘇高考物理)在上述楊氏干涉試驗(yàn)中，若單色光的波長λ=5.89×10-7m，雙縫間的距離d=1mm，雙縫到屏的距離=2m.求第1個亮光條到第11個亮條紋的中心距離?！窘馕觥坑筛缮鎴D樣條紋間距公式知條紋是等間距的，錯誤；紅光的波長長，條紋間距大，所以甲為紅光的，乙為紫光的，錯誤正確。故選：?！窘馕觥?、用白光做光源，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△、、、本題選現(xiàn)象不屬于干涉的，故選：。【解析】(1)圖甲中螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為1mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×19.0mm=0.190mm，所以最終讀數(shù)為1+0.190=1.190圖乙中螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為9.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×36.9mm=0.369故選：【解析】單縫衍射的條紋間距可以用雙縫干涉條紋寬度的公式定性討論，其中L為屏與縫的距離、d為縫寬、A、B、C、D、故選：五、一、【解析】海市蜃樓、故選：故選：【解析】A、B、C、D、故選：【解析】上下表面反射的兩列光相干涉，形成條紋，此條紋源于上方玻璃板下表面與下方玻璃板上表面反射光的疊加。、、、、故選：。【解析】平面玻璃與凸透鏡間形成厚度隨直徑變化的空氣薄膜，光在薄膜前后表面反射后疊加，產(chǎn)生干涉條紋。當(dāng)路程差為半波長偶數(shù)倍時出現(xiàn)明條紋，奇數(shù)倍時出現(xiàn)暗條紋?？諝獗∧さ牡群窀缮鏃l紋表現(xiàn)為明暗相間的同心環(huán)。由于薄膜厚度向外逐漸增加，導(dǎo)致干涉條紋疏密不均，中間稀疏，邊緣密集。因此，選項(xiàng)C正確，A、B、故選：【解析】在波的干涉中，干涉條紋的間距△，由公式可得，條紋間距與波長、屏之間的距離成正比，與雙縫間的距離成反比，故要增大間距應(yīng)減小，增大雙縫屏到光屏的距離或增大光的波長，故只有正確；故選：。故選：?！窘馕觥靠pS1、S2到光屏中央P點(diǎn)的距離相等，無論什么色光，其相干光的路程差均為0，故P處都是亮條紋．對于波長為600nm的橙色光，S1、S2到P1點(diǎn)的路程差恰好為橙色光的1個波長，則換用波長為400nm的紫色光時，S1、S2到P1點(diǎn)的路程差恰好為橙色光的1.5個波長，因此紫色光照射時在P1處是暗條紋．故C正確，A、B、故選：【解析】雙縫干涉條紋為明暗相間的等間距、寬度相同的條紋，表明左邊兩個是典型的雙縫干涉現(xiàn)象。根據(jù)公式Δx=λf/d，波長λ越大，Δx也越大，因此左邊第一個條紋對應(yīng)藍(lán)光，第三個對應(yīng)紅光。單縫衍射條紋中間明亮且寬大，兩側(cè)逐漸變暗、變窄，波長越大，中央亮條紋越粗，故最右端為黃光的單縫衍射圖樣。綜上所述，從左至右依次為：是藍(lán)光(雙縫干涉)、紫光(單縫衍射)、故選：【解析】A、B、C、D、故選：【解析】A、B、C、D、故選：【解析】A、B、C、D、故選：(2)相鄰條紋間距：二、因此甲對應(yīng)單縫，乙對應(yīng)雙縫，故正確，錯誤。故選：?！窘馕觥?、、、、在光源與單縫之間放置紅色濾光片后，由于紅光頻率一致，雙縫中的紅光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，形成明暗相間的紅色條紋，因此結(jié)論正確。故選：?！窘馕觥恳罁?jù)雙縫干涉條紋間隔公式，增大兩相鄰亮條紋間距△x可通過使用波長大于綠色激光的紅色激光實(shí)現(xiàn)，選項(xiàng)A正確B錯誤；同時，減小雙縫間距d或增大l（即屏幕遠(yuǎn)離雙縫移動），選項(xiàng)CD正確E錯誤。4.【答案】D【解析】根據(jù)題圖給出的經(jīng)過同一雙縫干涉裝置得到光的雙縫干涉條紋可知，b光的干涉條紋間隔大于a光的干涉條紋間隔。由雙縫干涉條紋間隔公式△x=Lλ/d可知，b光的波長大于a光。由波長與頻率、波速關(guān)系式λ=c/f可知，b光的頻率小于a光。遷移光的色散相關(guān)知識可知，在同種介質(zhì)中，b光的折射率小于a光，根據(jù)n=c/v可知，a光的傳播速度比b光小，選項(xiàng)A錯誤。由全反射臨界角公式，sinC=1/n，可知a光折射率較大，從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角小，選項(xiàng)B錯誤。由于b光的頻率小于a光，照射同一金屬板發(fā)生光電效應(yīng)時，a光產(chǎn)生的光電子的最大初動能較大。根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，飽和光電流與光的強(qiáng)度有關(guān)，與照射光的頻率無關(guān)，因此選項(xiàng)C錯誤。若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，根據(jù)波爾能級躍遷理論，產(chǎn)生a光的能級能力差較大，選項(xiàng)D