2021高中人教版物理(选修3-4)复习(讲义+课后练习)：光的本性之光的波动性-讲义.docx

专题：光的本性之光的波动性
主讲老师：徐建烽 首师大附中物理高级老师

关于光的波动性的几点说明：
1关于波动性的试验；
2.波的干涉和衍射现象的对比都有哪些异同?
3.双缝干涉及薄膜干涉的对比。

问题：（1）为什么杨氏双缝干涉试验在双缝前还要加一个单缝?
答：相干光源的获得。两列波叠加发生明显干涉现象的条件是二者频率相等，相差恒定。两个一般光源很难达到这一要求。通常是把一束光想方法分成两部分，让这两部分再叠加以达到干涉效果。杨氏双缝试验装置正是这样奇异地获得了两列相干的波源。
问题：（2）双缝干涉试验的这个结论中的各个物理量都是什么?如何应用?
答：条纹宽度与波长λ及双缝到光屏的距离成正比而与双缝间距d成反比。在、d确定的状况下，红光产生的干涉条纹间距最大，紫光产生的干涉条纹间距最小。
问题：（3）什么是光的衍射?圆盘衍射与圆孔衍射的区分?
答：光偏离直线传播方向而绕到障碍物阴影里去的现象叫光的衍射。要产生明显的衍射现象，障碍物或小孔的尺寸要足够小。用小圆屏进行衍射试验，衍射图样是在圆盘的阴影中心毁灭泊松亮斑。而用小圆孔进行衍射试验，衍射图样是一系列同心圆环，圆环中心明暗不定。

题一
题面：用单色光照射双缝，在屏上观看到明暗交替的条纹，若要使条纹间距变大，应( )
A.改用频率较大的单色光
B.改用波长较长的单色光
C.减小双缝至屏的距离
D.增大双缝之间的距离

题二
题面：在双缝干涉试验中，以白光为光源，在屏幕上观看到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片另一缝前放一绿色滤光片，这时（ ）
A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消逝
B.红色和绿色的双缝干涉条纹消逝，其它颜色的双缝干涉条纹照旧存在
C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮
D.屏上无任何光亮

题三
题面： 如图是双缝干涉试验装置，使用波长为600nm的橙色光照射，在光屏中心P点呈现亮条纹，在P点上方的P1点到S1、S2的路程差恰好为2λ，现将整个装置置入折射率为n=1.5的透亮     液体中，其它条件不变，则（ ）
A．P和P1都毁灭亮条纹
B．P为亮条纹，P1为暗条纹
C．P为暗条纹，P1为亮条纹
D．P和P1都毁灭暗条纹

题四
图甲（侧视图）

图乙

题面：劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示。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，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，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示。干涉条纹有如下特点：⑴任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图甲乙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，从上往下观看到的干涉条纹 ( ) 
A.变疏        B.变密        C.不变        D.消逝

题五
题面：照相机镜头上涂有一层增透膜，增加了绿光的透射力气，看上去呈淡紫色。 则所镀薄膜的厚度最小应为（ ）
A. 绿光在真空中波长的1/2
B. 绿光在增透膜中波长的1/2
C. 绿光在真空中波长的1/4
D. 绿光在增透膜中波长的1/4

题六
题面：激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉试验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔Δt的乘积等于双缝间距。试验中可测得二次曝光时间间隔Δt、双缝到屏之距离l以及相邻两条亮纹间距Δx。若所用激光波长为λ，则该试验确定物体运动速度的表达式是（ ）
A B C D

课后拓展练习
注：此部分为老师依据本讲课程内容为大家精选的课下拓展题目，故不在课堂中讲解，请同学们课下自己练习并对比详解进行自测.
题一
题面：两盏一般白炽灯发出的光相遇时，我们观看不到干涉条纹，这是由于(　　)
A．两盏灯亮度不同 B．灯光的波长太短
C．两灯光的振动状况不同 D．电灯发出的光不稳定

题二
题面：一束白光通过双缝后在屏上观看到干涉条纹，除中心白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其缘由是(　　)
A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同
B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同
C．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同
D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同

题三
题面：薄膜干涉在科学技术上有很大应用。
（1）如甲图是干涉法检查平面示意图，乙图是得到的干涉图样，则干涉图样中条纹弯曲处的凹凸状况是________。(选填“上凸”或“下凹”)

（2）透镜表面涂有一层氟化镁薄膜，其折射率n＝1.38，介于空气和透镜折射率之间。入射光正入射，为使真空中波长为550 nm的光增透，所涂薄膜的最小厚度为________。
讲义参考答案
题一
答案：B

题二
答案：C

题三
答案：A

题四
答案：A

题五
答案：D

题六
答案：B

课后拓展练习
题一
答案：C
详解：一般状况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动状况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动状况是相同的。

题二
答案：A
详解：各色光的频率不同，波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹。

题三
答案：（1）上凸　（2）1.0×10-7 m
详解：（1）干涉条纹应有以下特点：①任意一条明纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度相等；②任意相邻明纹或暗纹所对应的薄膜厚度差恒定。图乙中的条纹向楔型膜中厚的一侧弯曲，说明被测样品的对应位置是上凸起。
（2）由λ′＝，，最小厚度d＝λ′，得d＝，
代入数据解得d＝ m＝1.0×10-7 m。