第十三章 第2单元 光的干涉、衍射和偏振现象
光的衍射干涉偏振知识点
光的衍射干涉偏振知识点
序号
知识点
描述
1
光的衍射
定义：光波遇到障碍物时，光波发生弯曲、扩展的现象，揭示了光波的波动性。条件：光的波长与障碍物或孔径的尺寸相差不多，或者光的波长远大于障碍物或孔径的尺寸；观察衍射现象的区域距离障碍物或孔径较远。类型：夫琅禾费衍射（衍射光束通过无限大的障碍物或孔径时，衍射光束呈圆形分布）；菲涅尔衍射（衍射光束通过有限大的障碍物或孔径时，衍射光束的分布与夫琅禾费衍射不同）。应用：光学显微镜（利用光的衍射原理观察微小物体的详细结构）、光纤通信（光在光纤中的传输过程涉及光波的衍射和干涉现象）、激光技术（激光的产生和光学元件的设计涉及光的衍射原理）
3
光的偏振
定义：在垂直于光的传播方向上，只沿某个特定方向振动的光。形成：自然光通过偏振片；自然光在两种介质的界面发生反射和折射。类型：线偏振光（光波只沿一个特定方向振动）、圆偏振光（光波的振动方向在传播过程中不断变化，形成圆形轨迹）、椭圆偏振光（光波的振动方向在传播过程中不断变化，形成椭圆形轨迹）。应用：照相机镜头前加偏振片（减少反射光，使照片更清晰）、液晶显示器（利用偏振光的特性控制光的透过和阻挡）、立体电影（利用偏振光制作左右眼不同的图像，产生立体感）
第章第单元光的干涉衍射和偏振现象
第十三章 第二单元
第26页
第二十六页，编辑于星期五：二十点 二十三分。
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解析：普通光源直接发出的光是自然光，自然光沿各方向 振动的强度相同，A错D对，自然光经偏振片后成为偏振光，而 不可能再还原为偏振光，偏振光定义即为B，故B对C错．
答案：BD
第十三章 第二单元
第17页
第十七页，编辑于星期五：二十点 二十三分。
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1．衍射与干涉的比较
两种现象 比较项目
单缝衍射
双缝干涉
条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等
不 同 条纹间距 各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
点
亮度情况
中央条纹最亮，两边变暗
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a．光的路程差 r2－r1＝ kλ (k＝0,1,2…)，光屏上出现 明条纹．
b．光的路程差 r2－r1＝(2k＋1)2λ(k＝0,1,2…)，光屏上出 现暗条纹．
(ⅱ)白光：光屏上出现 彩色 是 白色 (填写颜色)．
条纹，且中央亮条纹
③条纹间距公式：Δx＝dl λ.
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第21页
第二十一页，编辑于星期五：二十点 二十三分。
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A．a、c
B．b、c
C．a、d
D．b、d
解析：a图中是等间距的光的干涉图样，b图是单色光的单
缝衍射图样，c图是水波的衍射图样，d图是白光的衍射图样，
第讲光的干涉衍射和偏振(共31张PPT)
深化拓展
栏目索引
答案 D 金属丝圈的转动,改变不了肥皂液薄膜的上薄下厚的形状,由
干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关,仍然是 水平的干涉条纹,A、B、C错误,D正确。
深化拓展
2-2 (多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫 起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图所示,这时可以看到亮暗相
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第2讲 光的干涉、衍射 和偏振
知识梳理
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一、光的干涉
1.光的干涉:在两列光波的叠加区域,某些区域的光被加强,出现亮条纹, 某些区域的光被减弱,出现暗条纹,且加强区域和减弱区域互相间隔的
现象叫做光的干涉现象。
2.干涉的条件:两列① 频率相同 、振动步调差别恒定(即相位差恒 定)的光相遇。
2.用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时,以下推断正确的是
( A)
A.狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时,双缝就成了两个振动情况总
是相同的光源
B.若入射光是白光,则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹 C.像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时,该点处一定是
亮条纹 D.双缝干涉中亮条纹之间的距离相等,暗条纹之间的距离不相等
光的直线3.传下播面现象四、种反射光现现象 象,与光的干涉有关的是 (
3-1 如图所示,a、b、c、d四个图样是不同的单色光形成的双缝干涉
)
C
或单缝衍射图样。
用平行光照射不透光的小圆盘,在圆盘的影的中心形成泊松亮斑
(1)检查精密零件的表面是否平整
(2)水平状的明暗相间的条纹,同一条纹对应薄膜的厚度相等。
n 生全反射,选项A、B、D错误。条纹间距Δx= λ,λ红>λ紫L ,因此Δx红>Δx紫,C
人教版高中物理课件第十三章光13.2光的干涉
2. 调整实验装置，使光屏上的干涉条 纹清晰可见。可以使用显微镜或放大 镜进行观察。
3. 使用相机或手机拍摄干涉条纹的照 片，记录实验结果。
4. 对拍摄的照片进行分析，计算干涉 条纹的间距和对比度等参数。
03光的干涉理论源自的波动理论光的波动理论认为光是一种波动现象，具有振动和传播的特 性。光波在空间中传播时，会形成波峰和波谷的交替，这些 波峰和波谷会对周围的光波产生影响，从而形成干涉现象。
人教版高中物理课 件第十三章光13.2 光的干涉
目 录
• 光的干涉概述 • 光的干涉实验 • 光的干涉理论 • 光的干涉与生活
01
光的干涉概述
光的干涉现象
01
光的干涉是指两束或多束相干光 波在空间某些区域相遇时，相互 叠加产生加强或减弱的现象。
02
干涉现象通常表现为明暗相间的 条纹，这是由于光波在相遇时发 生相长或相消干涉的结果。
通过求解波动方程，我们可以得到干 涉现象的数学模型，从而更好地理解 和分析干涉现象。数学模型可以帮助 我们深入了解光的本质和传播规律， 为光学实验和光学工程提供重要的理 论支持。
04
光的干涉与生活
生活中的干涉现象
01
02
03
肥皂泡色彩
肥皂泡在阳光下呈现的多 彩条纹是由于光在肥皂泡 表面发生薄膜干涉。
光学传感器利用光的干涉原理检 测物理量，如压力、温度、位移
等，具有高灵敏度和高精度。
感谢观看
THANKS
干涉公式是光学实验中非常重要的工具，可以帮助我们预 测和控制干涉现象。通过调整实验参数，我们可以观察到 不同的干涉模式和光强分布。
干涉现象的数学解释
干涉现象的数学解释主要是通过波动 方程来描述光波的传播和叠加过程。 波动方程可以求解出光波在空间中的 振动和传播方向，从而预测干涉模式 和光强分布。
高考物理总复习光的干涉衍射和偏振
彩色
(2)条纹间距：Δx＝ λ，其中l是双缝到[9] 屏 的距离，d是[10]
离，λ是入射光的[11]
条纹.
双缝 间的距
波长 .
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第2讲
光的干涉、衍射和偏振
3. 薄膜干涉
(1)利用薄膜(如肥皂液薄膜)[12]
前后表面 反射的光叠加而形成的.图样中同一条
亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度[13]
条纹向左移动，A正确，BCD错误.
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第2讲
光的干涉、衍射和偏振
考点2
光的衍射和偏振现象
1. 光的衍射
(1)定义：光绕过障碍物偏离直线传播的现象称为光的衍射.
(2)产生明显衍射的条件：只有当障碍物或孔的尺寸[18]
接近
波长还要小时能产生明显的衍射.对同样的障碍物，波长越[19]
象越明显；相对某种波长的光，障碍物越[20]
第2讲
光的干涉、衍射和偏振
3. [波与光综合考查/2023辽宁/多选]“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装
置，当轮船以设计的标准速度航行时， 球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，
两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力.下列现象的物理原理与之相同的是
[15]
2 倍，光在薄膜中的波长为λ.
在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1，2，3，…)，薄膜上出现[16] 明 条纹.
在Q处，Δr＝(2n＋1) (n＝0，1，2，3，…)，薄膜上出现[17]
2
暗 条纹.
(4)应用：增透膜、检查平面的平整度.
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第2讲
光的干涉、衍射和偏振
1. 判断下列说法的正误.
物理光学：光的干涉、衍射和偏振以及光的颜色与色散
物理光学：光的干涉、衍射和偏振以及光的颜色与色散1、光的干涉1.定义在两列光波的叠加区域，某些区域的光被加强，出现亮纹，某些区域的光被减弱，出现暗纹，且加强区域和减弱区域互相间隔的现象叫做光的干涉现象。
2.发生干涉的条件两列光波的频率相同、相位差恒定和振动方向相同。
能发生干涉的两列波称为相干波。
如果两个光源发出的光能够发生干涉，这样的两个光源称为相干光源，相干光源可将同一束光分成两列光而获得。
3.明暗条纹糸件亮纹：暗纹：2 干涉条纹图样特征1.双缝千涉①中央为亮纹，两侧是明、暗相间的条纹，且亮纹与亮纹间、暗纹与暗纹间的距离相等，即条纹宽度相等。
②相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离，其中为两条狭缝间的距离，为双缝到屏的距离，为光的波长。
此式表明，相同装置，光的波长越长，相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离越大。
③若用白光做实验，则中央亮纹为白色，两侧出现彩色条纹。
彩色条纹显示了不同颜色光的干涉条纹间距是不同的。
2.薄膜干涉光照射到薄膜上，被膜的前、后表面反射的两列光形成相干光。
①劈形薄膜厚度均匀变化时，干涉条纹是与劈棱平行的明暗相间的直条纹，相邻条纹间距相等。
②某处两反射光相遇时的路程差为该处薄膜厚度的倍，即。
③观察薄膜干涉时观察者与光源应在薄膜的同侧。
④白光发生薄膜干涉时形成的是彩色条纹。
3 薄膜干涉的两种应用1.检代工件表面的平整度①装置示意图②原理某处有凸凹时该处两反射光相遇时的路程差减小或增大，使干涉条纹发生弯曲。
根据条纹弯曲的方向和程度，可判定该处的凸凹情况。
③判定2.增透膜与增反膜①增透膜厚度：为增大视觉最敏感的绿光的透射膜的厚度为绿光在膜中波长的。
原理：从膜前后表面发生反射的两列反射波干涉相消。
②增反膜厚度：为减少紫外线的透射，眼镜片上的增反膜厚度为紫外线在膜中波长的。
原理：膜前后表面引起的反射波相遇时干涉加强。
知识拓展拓1 制约劈尖千涉条纹间距的因素劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹人极薄的垫片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。
(完整word)大学物理教案 光的干涉、衍射与偏振
教学目标 掌握惠更斯-菲涅耳原理；波的干涉、衍射和偏振的特性,了解光弹性效应、电光效应和磁光效应。
掌握相位差、光程差的计算,会使用半波带法、矢量法等方法计算薄膜干涉、双缝干涉、圆孔干涉、光栅衍射。
掌握光的偏振特性、马吕斯定律和布儒斯特定律，知道起偏、检偏和各种偏振光。
教学难点 各种干涉和衍射的物理量的计算。
第十三章 光的干涉一、光线、光波、光子在历史上，光学先后被看成“光线"、“光波”和“光子”，它们各自满足一定的规律或方程，比如光线的传输满足费马原理，传统光学仪器都是根据光线光学的理论设计的。
当光学系统所包含的所有元件尺寸远大于光波长时(p k =)，光的波动性就难以显现，在这种情况下,光可以看成“光线”，称为光线光学,。
光线传输的定律可以用几何学的语言表述，故光线光学又称为几何光学。
光波的传输满足麦克斯韦方程组，光子则满足量子力学的有关原理。
让电磁波的波长趋于零,波动光学就转化为光线光学，把电磁波量子化，波动光学就转化为量子光学。
二、费马原理光线将沿着两点之间的光程为极值的路线传播，即(,,)0QPn x y z ds δ=⎰三、光的干涉光矢量（电场强度矢量E )满足干涉条件的，称为干涉光。
类似于机械波的干涉，光的干涉满足:222010*********cos()r r E E E E E ϕϕ=++-1020212cos()r r E E ϕϕ-称为干涉项,光强与光矢量振幅的平方成正比，所以上式可改写为:12I I I =++(1—1）与机械波一样，只有相干电磁波的叠加才有简单、稳定的结果，对非干涉光有：1221,cos()0r r I I I ϕϕ=+-=四、相干光的研究方法（一)、光程差法两列或多列相干波相遇，在干涉处叠加波的强度由在此相遇的各个相干波的相位和场强决定。
能够产生干涉现象的最大波程差称为相干长度(coherence length ）。
设光在真空中和在介质中的速度和波长分别为,c λ和,n v λ，则,n c v νλνλ==，两式相除得n vcλλ=，定义介质的折射率为： c n v=得 n nλλ=可见，一定频率的光在折射率为n 的介质中传播时波长变短，为真空中波长的1n倍.光程定义为光波在前进的几何路程d 与光在其中传播的介质折射率n 的乘积nd .则光程差为(1)nd d n d δ=-=-由光程差容易计算两列波的相位差为21212r r δϕϕϕϕϕπλ∆=-=-- （1—2)1ϕ和2ϕ是两个相干光源发出的光的初相。
光的干涉衍射与偏振
光的干涉衍射与偏振光是一种电磁波，具有波粒二象性。
在传播过程中，光可以发生干涉、衍射和偏振等现象。
本文将就光的干涉衍射与偏振进行探讨，并介绍相关实验和应用。
一、光的干涉1. 干涉现象光的干涉是指两束或多束光波相互叠加产生明暗条纹的现象。
当两束光波相遇时，根据相位差的不同，会出现增强或相消干涉。
光的干涉分为相干光的干涉和非相干光的干涉两种情况。
2. 干涉实验常见的干涉实验有杨氏双缝干涉实验、牛顿环实验等。
其中，杨氏双缝干涉实验通过用一块光栅，或者两条狭缝让光通过后形成干涉条纹，可以直观地观察到干涉的现象。
3. 透明薄膜的干涉透明薄膜的干涉是指光在两个介质交界处发生反射和透射时，由于反射光和透射光路径不同而发生干涉。
常见的例子是油膜的彩色条纹和肥皂泡的彩色环。
二、光的衍射1. 衍射现象光的衍射是指光通过一个孔或经过一个缝隙时，光波传播方向发生偏折的现象。
这是由于光的波动性质造成的。
2. 衍射实验常见的衍射实验有单缝衍射实验、双缝衍射实验等。
其中，双缝衍射实验可以通过两个狭缝让光通过后形成干涉条纹，观察到光的衍射现象。
3. 单缝衍射和多缝衍射单缝衍射和多缝衍射是光的衍射的两种基本情况。
单缝衍射下，光波经过一个狭缝后形成的衍射图样是一组等距的亮暗条纹。
多缝衍射下，光波经过多个狭缝后形成的衍射图样有更加复杂的亮暗条纹。
三、光的偏振1. 偏振现象光的偏振是指光波中的振动方向具有选择性的现象。
一束未偏振的光中的光波振动方向是各种方向都有的，而偏振后的光则只在特定方向上振动。
2. 偏振实验常见的偏振实验有偏振器实验、马吕斯定律实验等。
其中，偏振器实验可以通过使用偏振片来实现光的偏振，并通过观察光的传播方向和强度的变化来研究偏振现象。
3. 产生和应用偏振光偏振光可以通过偏振片、波片等光学元件产生。
偏振光在日常生活中有许多应用，比如3D电影中的立体效果、太阳眼镜中的消除光线反射等。
综上所述，光的干涉衍射与偏振是光的波动特性的重要表现。