2011年高考物理 第二十章 光的波动性复习教案 新人教版
第二十章 光的波动性 §20.5知识梳理二、知识结构⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⇒⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⇒⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⇒⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⇒⎭⎬⎫⎩⎨⎧激光光的偏振电磁波谱实验依据理论背景光的电磁说应用规律原因条件实验意义实验结论现象分析实验现象实验装置实验背景泊松亮斑圆孔衍射单缝衍射光的衍射应用规律原因条件实验意义实验结论现象分析实验现象实验装置实验背景薄膜干涉双缝干涉光的干涉光的波动说三、考点命题特点及趋势1．本章内容是按照人类对光的本性的认识过程展开的，光的干涉和衍射证明了光具有波动性，并推动了光的波动学说的发展，光的电磁说揭示了光现象的电磁本质，光的偏振进一步有力证明了光是横波。
2．在历届高考试题中，有关本章的内容多以选择题或填空题的形式出现。
高考热点是光的干涉，波长、波速和频率的关系，有时与几何光学结合考查，光的偏振和激光的应用属新增内容，易与生产、生活相联系考查，应引起重视。
四、课后练习 1．光的波动说：（1）代表人：荷兰物理学家 （2）内容：光是在空间传播的某种 。
（3）实验基础：光的 和 。
（4）解释现象：光的 、 、 及_________。
（5）困难：难以解释光的 ，真空中光的传播。
2．光的电磁说（1）代表人：英国物理学家（2）内容：光是 。
（3）实验基础：德国物理学家 的电磁波实验。
（4）解释现象：许多光现象。
（5）困难：无法解释 _________。
3．干涉的概念：两列 ，振动情况_____ 的光波相叠加，某些区域出现光被 。
某些地方出现光被 ，并且 ____和 __的区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象。
光的干涉证明了光具有 。
4．双缝干涉：在用单色光进行的双缝干涉实验中，若双缝处两列光的振动情况完全相同，则在光屏上距双缝的路程差为光波波长 倍的地方被加强，将出现明条纹；光屏上距双缝的路程差为光波半波长 ______倍的地方光被减弱，出现暗条纹。
（1）相干波源：能产生 现象的两个波源为相干波源。
杨氏双缝干涉实验采用“一分为二”的办法将同一光波分解成两列光波，作为相干光源。
（2）双缝干涉所得到的宽度相等的明暗相间的条纹，理论和实验都表明，相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离ldx λ∆=，其中l 表示 与 间的距离，d 表示 间的距离，λ表示光的波长。
若用白光进行双缝干涉实验，光屏上除了中央为 色明条纹外，两侧均为 色的干涉条纹。
5．薄膜干涉:光照射到薄膜上时，薄膜的 和 两个表面反射的两列光恰好构成相干光源。
由于膜的厚度不同，在有的地方出现明条纹，有的地方出现暗条纹，从而发生干涉现象。
若入射光为单色光，则形成 的条纹，若入射光为白光，则出现 干涉条纹，薄膜干涉常用于检查平面的平整和制作光学镜头的增透膜。
6．光发生明显衍射现象的条件：只有当障碍物的尺寸可以跟光的波长相比拟，甚至比光的波长还 时候，衍射现象才会明显。
7．光的电磁本性： 认为光是一种电磁波， 用实验证实了这一学说。
8．光是一种电磁波的实验依据： （1）光波和电磁波的传播都可以 需要介质；（2）光波和电磁波在 中传播的速度相同，都是3.00×108m/s ；（3）光波和和电磁波都是 波。
9．电磁波谱：电磁波按波长由 到 的顺序为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线。
电磁波谱是一个非常广阔的频率范围，其中最长的波长是最短的波长的2110倍以上。
不同的电磁波产生的机理不同，可见光只是电磁波谱中相当狭小的部分。
色光就是由可见光的 决定的。
无线电波是由 产生的，红外线、可见光、紫外线是 电子受到激发后产生的，X 射线是 电子受到激发后产生的，γ射线是 受到激发后产生的。
10．横波只沿某一特定的方向振动，称为波的 ；在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定方向振动的光，叫做 光。
11．原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等，都跟入射光子完全一样，如果这样的光子在介质中传播时，再引起其他原子发生受激辐射，就会产生越来越多的频率和发射方向都 光子，使光得到加强（也叫光放大），这就是激光。
§20.1 光的干涉和衍射第一课时一、考点理解 1．双缝干涉（1）两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象。
（2）产生干涉的条件两个振动情况总是相同的波源叫相干波源，只有相干波源发出的光互相叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。
（3）双缝干涉实验规律①双缝干涉实验中，光屏上某点到相干光源1S 、2S 的路程之差为光程差，记为δ。
若光程差δ是波长λ的整倍数，即λδn =（n=0，1，2，3…）P 点将出现亮条纹；若光程差δ是半波长的奇数倍2)12(λδ+=n （n=0，1，2，3…）,P 点将出现暗条纹。
②屏上和双缝1S 、2S 距离相等的点0P ，若用单色光实验该点是亮条纹（中央条纹），若用白光实验该点是白色的亮条纹。
③若用单色光实验，在屏上得到明暗相间的条纹；若用白光实验，中央是白色条纹，两侧是彩色条纹。
④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的，其距离大小x ∆与双缝之间距离d 、双缝到屏的距离l 及光的波长λ有关，即ld x λ∆=。
在l 和d 不变的情况下，x ∆和波长λ成正比，应用该式可测光波的波长λ。
⑤用同一实验装置做干涉实验，红光干涉条纹的间距红x ∆最大，紫光干涉条纹间距紫x ∆最小，故可知红λ大于红紫νλ,小于紫ν。
2．薄膜干涉（1）薄膜干涉的成因：由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成，劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹。
（2）薄膜干涉的应用①增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的41。
②检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹，待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹是平行的；反之，干涉条纹有弯曲现象。
3．光的衍射（1）光的衍射现象光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射。
（2）光发生明显衍射现象的条件 当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟波长差不多时，光才能发生明显的衍射现象（3）衍射图样①单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同。
白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光。
②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环。
③泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一。
二、方法讲解1．双缝干涉中条纹间距和位置的判断方法（1）影响条纹间距的因素:相邻亮纹或相邻暗纹的间距∆x 与双缝到屏的距离l 成正比，与两狭缝之间距离d 成反比，与光的波长λ成正比，即ldx λ∆=。
（2）中央位置是亮纹还是暗纹的条件：双缝到光屏中央距离相等，光程差为零，如果两光源振动完全一致，中央一定是亮纹，假如两光源振动正好相反，则中央为暗纹。
（3）单色光颜色、频率、波长的关系：光的颜色由频率决定，光的频率由光源决定，在可见光中红光频率最低，紫光最高，真空中各色光速相同，由c =λ·ν知，真空中红光波长最大，紫光最小。
综合以上各点可知：（1）为了观察到清晰的干涉图样，必须使双缝距离d 小到与波长相当，且使l >>d 。
（2）同样条件下，红光的干涉条纹间距最大，紫光最小。
这就是白光干涉条纹中央为白色，两边出现彩色光带的原因。
2．双缝干涉和棱镜使白光色散的比较（1）形成原因不同：双缝干涉是光的干涉现象，棱镜色散是光的折射现象。
（2）发生条件比较：由λν=v 和vcn =可知，在同一种介质中，红光的频率最低，折射率最小，速度最大，波长最大，依次为红橙黄绿蓝靛紫，所以双缝干涉中红光相邻亮纹间距最大，紫光最小；棱镜色散中红光偏折角最小，紫光最大。
3．光的干涉和光的衍射的比较（1）双缝干涉和单缝衍射都是波叠加的结果，只是干涉条纹是有限的几束光的叠加，而衍射条纹是极多且复杂的相干光的叠加。
在双缝干涉实验中，光在通过其中的三个狭缝时，都发生了衍射而形成三个线光源，所以，一般现象中既有干涉又有衍射。
（2）单缝衍射，照射光的波长越长，中央亮纹越宽，所以衍射和干涉都能使白光发生色散现象，且中央白光的边缘均呈红色。
（3）干涉和衍射的图样有相似之处，都是明暗相间的条纹。
只是干涉条纹中条纹宽度和亮纹亮度基本相同，衍射条纹中条纹宽度和亮纹亮度均不等，中央亮纹最宽最亮。
第二课时三、考点应用例1：如图所示，在暗室中从单色点光源S 直接射到屏'PP 上的一束光在Sb 和Sd 之间，从S 射到平面镜MN 再反射到屏PP'上的另一束光在Ma 和Nc 之间（S '是S 在平面镜MN 的像）。
关于这时屏'PP 上是否可能出现明暗相间的条纹，下列说法正确的是（ ）A 、不可能B 、可能，出现在a 、b 之间C 、可能，出现在b 、c 之间D 、可能，出现在c 、d 之间分析：由于S '是S 的像，可当成两个相干光源，从S 发出的光射到bd 区域，（似乎）从S '射出的光（其实是反射光）射到ac 区域，故bc 区为共同传播的区域，即干涉区，必出现明暗相间的条纹，故选C 。
答案：C点评：本题主要考查光的干涉条件，并利用平面镜成像作图找到相干光源和相干区域。
要明白发生干涉时必须是两束光相遇，即光束叠加。
例2：频率为Hz 10614⨯的单色光从1S 和2S 投射到屏上，并且1S 与2S 振动相同。
若屏上的点P 到1S 与P 到2S 的路程差为m 1036-⨯，问P 点是亮条纹还是暗条纹？设O 为到1S 和2S 路程相等的点，则PO 间有几条暗纹？几条亮纹？分析：先算出光的波长，由产生亮暗条纹的条件判断P 点应出现亮条纹；又由λδk =解得k 的值，再判断PO 间亮纹和暗条纹数。
解答：由公式得m 1057-⨯==νλc，满足产生亮纹的条件λδk =，则P 点将出现亮纹；又由λδk =解得k =6，可判断PO 间有6条暗纹，有5条亮纹（不包含P 、O 两点）点评：尽管机械波和光波的产生本质不同，但都是波，具有共同的特性，它们的运动变化规律很相似，研究方法和探索技巧同样适用，这样就可用研究机械波的方法、技巧、规律应用到光波中去，实现知识的迁移，能力的提高。
例3：a 、b 两束平行的单色光，当它们从空气射入水中时，发现b 的折射线更靠近法线，由此可判定（ ）Ａ、a 比b 容易发生衍射现象. Ｂ、在水中a 的波长较短 C 、在水中b 的速度较大 D 、单色光b 的频率较低分析：由折射程度判断折射率的大小。
高三物理第二轮复习全套教案光的波动性和粒子性
光的波动性和粒子性教学目标1．让学生了解电磁波谱和光谱的种类及其应用．2．让学生知道光电效应的产生条件和规律；了解电子说：渗透辩证唯物主义的观点和方法．教学重点、难点分析对光电效应四条基本规律的理解及对光电效应现象的解释．教学过程设计教师活动前面我们已经复习了光的干涉现象和衍射现象．光可以产生干涉现象和衍射现象说明了什么呢？学生活动说明光具有波动性．我们在学习机械波时，知道机械波也能发生干涉现象和衍射现象．结合上述两种情况我们能得出什么样的结论呢？干涉现象和衍射现象是波特有的现象．如果我们使用某种方法使电子也能产生衍射图样，那么我们对电子的行为如何认识呢？电子一定具有波动性．很好！请同学们看一看阅读教材．既然光是一种波，那么光波是属于机械波还是属于电磁波？还是独立于机械波、电磁波的另一种波？你们要是科学家对这个问题如何分析？光肯定不是机械波，因为机械波的产生不但要有波源而且还需要介质，光可以在真空中传播不需要介质，因此光不是机械波，所以光不是电磁波，就是一种另外形式的波．现在人们对光波是怎样认识的呢？光是一种电磁波．这个观点是谁提出来的？麦克斯韦．由谁用实验证实的？赫兹．我们知道，电磁波是一个大的家庭，它都有哪些成员呢？无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线．这些成员合起来就构成了电磁波谱．投影（电磁波谱如图4-4-1．）我们这个世界五彩缤纷，都是由于有可见光，但是，可见光在电磁波谱中只是一个很窄的波段．我们观察电磁波谱，能得到什么结论？由左至右，频率越来越大，波长越来越短．在电磁波谱中，各种电磁波的性质不同，因而它们就具有不同的用途，在前面的学习中我们已经学习了关于无线电波、微波的有关知识．下面我们从红外线开始复习．红外线的主要特点是什么？红外线主要特点是热效应，一切物体都在不停地辐射红外线，并且不同的物体辐射红外线的波长和强度不同．红外线的主要用途是什么？（1）利用红外线的热效应对物体进行烘干．（2）利用红外线波长较长，容易发生衍射的特点进行远距离和高空摄影．（3）利用不同物体辐射红外线的波长和强度的不同可以对物体进行远距离探测，这种技术叫红外线遥感．同学们回答的很好，人们对红外线特性的利用远没达到成熟，有待我们进一步开发和利用．现在国外有一种飞机叫做隐形飞机，这种飞机采用多种措施进行隐形，不易被对方的雷达发现，请同学们猜想，它是怎样隐形的呢？多种措施我们还不能完全说出来，但有一条可以肯定，这种飞机必须要减少自身的红外辐射．下面我们来复习有关紫外线的问题．紫外线主要特点和主要用途是什么？紫外线的主要作用是化学作用．一切高温物体发出的光都含有紫外线，紫外线的波长比紫光还短，紫外线有很强的荧光效应，紫外线有杀菌消毒的作用等．下面提一个关于物理学史的问题．世界上第一个获诺贝尔物理学奖的人是谁？伦琴：他为何获奖？发现了X射线，又称伦琴射线．X射线的主要特点和用途是什么？X射线是比紫外线波长还短的电磁波，它的穿透本领很大．X射线穿透物质的本领跟物质的密度有关系，在工业上可以用它来检查金属部件有没有砂眼、裂纹等缺陷，在医学上可以用它来透视人体，检查体内的病变和骨折的情况．比X射线波长更短的电磁波叫做γ射线，它对物体的穿透本领比X射线更强，利用γ射线的穿透作用制成γ射线探伤仪，用来检测金属材料内部伤痕、裂缝、气孔等．利用γ射线穿透金属板的强度变化，可制成金属测厚计来检测金属板的厚度以及镀层的厚度等．不同的电磁波产生的机理不同，它们是如何产生的呢？（1）无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的，这种电路的原理我们学过，就是LC振荡电路．（2）红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的．（3）X射线是原子的内层电子受到激发后产生的．（4）γ射线是原子核受到激发后产生的．既然它们都是电磁波，它们的行为应服从共同的规律，我们知道的它们服从的共同规律都有哪些呢？它们都能发生干涉和衍射现象，它们在真空中的传播速度都是3.0×108m/s．它们的波长或频率不同，导致它们有哪些不同的特性呢？电磁波谱从左至右频率越来越大，波长越来越短，因此就越不容易发生干涉和衍射现象，但穿透本领却越来越强．从电磁波谱中我们看到，可见光是一种电磁波，它是由原子外层电子受激后产生的．由于不同元素的原子及其电子的运动情况不同，受激后产生的电磁波的频率和波长也是不相同的，这就为我们研究物体的化学成分提供了有力的依据．现在这方面的研究已形成了一个专门的学科——光谱学．下面我们复习关于光谱方面的知识．光谱怎样分类？光谱可分为发射光谱和吸收光谱．其实光谱可分为三类：发射光谱、吸收光谱和散射光谱．在高中阶段只介绍了发射光谱和吸收光谱．什么叫发射光谱？由发光物体直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱怎样分类？发射光谱包括连续谱和线状谱．教师展示挂图，使学生感受连续谱和线状谱．线状谱又叫做原子谱这是为什么？各种元素都有一定的线状谱，元素不同，线状谱不同．所以，线状谱又叫原子光谱．什么是特征谱线？每种元素的原子只能发出某些具有特定波长的光谱线，这种谱线叫做那种元素的特征谱线．如果我们对发光物质的光谱进行分析时，发现了某种元素的特征谱线，我们就可以断定发光物质中一定具有这种元素．什么是吸收光谱？吸收光谱是一束具有连续波长的光通过物质时，某些波长的光被吸收后产生的光谱．这种光谱是以连续光谱为背景，其中有暗线、暗带或暗区．不同物质产生的吸收光谱不同．吸收光谱中的暗线是否可以叫做特征谱线？可以．两条明线和两条暗线相对应．教师展示挂图，让学生观察钠的发射光谱和吸收光谱．教师展示钠的吸收光谱和太阳光谱．教师说明：太阳光谱是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的吸收光谱．太阳大气层中有钠吗？有．教师布置让学生将这部分书认真阅读．前面我们复习了光的电磁说，它很好地解释了光的干涉、衍射现象，但是，光的电磁说并不能成功地说明光的所有现象．例如光电效应现象．实验装置（图4-4-2）叙述实验现象：用弧光灯照射锌板，验电器就张开一个角度，说明锌板带了电，进一步检查知道锌板带的是正电．这说明在弧光灯的照射下，锌板中有一部分电子从表面飞了出去，锌板缺少了电子，于是带正电．这种在光的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应，发出来的电子叫做光电子．光电效应现象的四点结论是什么？（1）任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应．（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率的增大而增大．（3）入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9S．（4）当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比．光的电磁说不能解释前三条实验结论．第一：按照光的电磁说，光是电磁波，是变化的电场与变化的磁场的传播．入射光照射到金属上时，金属中的自由电子受变化电场的驱动力作用而做受迫振动，增大入射光的强度，光波的振幅增大，当电子做受迫振动的振幅足够大时，总可挣脱金属束缚而逸出，成为光电子，不应存在极限频率．第二：按照光的电磁说，光的强度应由光波的振幅决定，因此光电子的最大初动能应与入射光的强度有关．第三：按照光的电磁说，光电子的产生需要较长的时间而不是瞬间．光电磁说与光电效应现象产生了尖锐的矛盾．是谁最终成功地解释了光电效应现象？爱因斯坦．爱因斯坦是怎样解释的？爱因斯坦在普朗克关于电磁波的发射和吸收是不连续的而是一份一份地进行的学说启发下提出了光子说．光子说认为：在空间传播的光也是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量跟它的频率成正比，即E=hv，h是普朗克常数．光子的能量只与光的频率有关，金属中的电子吸收的光子的频率越大，电子获得的能量也就越多，当能量足以使电子摆脱金属束缚时就能从金属表面逸出，成为光电子．因而存在一个能使电子获得足够能量的频率，即极限频率．上述解释同样能解释光电效应第二条结论．电子吸收了光子后，动能立刻就增加了，不需要能量的积累过程，因此光电子的发射几乎是瞬时的．解释得很好，至于第四条结论怎样解释请同学们课后思考，可阅读教材．我们在复习电磁波谱时知道，光的频率越大，其对物体的穿透本领就越强，这是为什么？按照爱因斯坦的光子说，光的频率越大，组成这种光的光子能量也就越大，当然对物体的穿透本领也就越强了．通过上边的复习我们知道，光既有波动性，又有粒子性，人们无法只用其中一种来说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性，请同学们阅读光的波粒二象性一节．请同学们自己复习光电管并阅读爱因斯坦光电效应方程部分．。
2011年高考物理 第二十章 光的波动性复习教案 新人教版
第二十章 光的波动性 §20.5知识梳理二、知识结构⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⇒⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⇒⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⇒⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⇒⎭⎬⎫⎩⎨⎧激光光的偏振电磁波谱实验依据理论背景光的电磁说应用规律原因条件实验意义实验结论现象分析实验现象实验装置实验背景泊松亮斑圆孔衍射单缝衍射光的衍射应用规律原因条件实验意义实验结论现象分析实验现象实验装置实验背景薄膜干涉双缝干涉光的干涉光的波动说三、考点命题特点及趋势1．本章内容是按照人类对光的本性的认识过程展开的，光的干涉和衍射证明了光具有波动性，并推动了光的波动学说的发展，光的电磁说揭示了光现象的电磁本质，光的偏振进一步有力证明了光是横波。
2．在历届高考试题中，有关本章的内容多以选择题或填空题的形式出现。
高考热点是光的干涉，波长、波速和频率的关系，有时与几何光学结合考查，光的偏振和激光的应用属新增内容，易与生产、生活相联系考查，应引起重视。
四、课后练习 1．光的波动说：（1）代表人：荷兰物理学家 （2）内容：光是在空间传播的某种 。
（3）实验基础：光的 和 。
（4）解释现象：光的 、 、 及_________。
（5）困难：难以解释光的 ，真空中光的传播。
2．光的电磁说（1）代表人：英国物理学家 （2）内容：光是 。
（3）实验基础：德国物理学家 的电磁波实验。
（4）解释现象：许多光现象。
（5）困难：无法解释 _________。
3．干涉的概念：两列 ，振动情况_____ 的光波相叠加，某些区域出现光被 。
某些地方出现光被 ，并且 ____和 __的区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象。
光的干涉证明了光具有 。
4．双缝干涉：在用单色光进行的双缝干涉实验中，若双缝处两列光的振动情况完全相同，则在光屏上距双缝的路程差为光波波长 倍的地方被加强，将出现明条纹；光屏上距双缝的路程差为光波半波长 ______倍的地方光被减弱，出现暗条纹。
(新人教版)高考物理第一轮专题复习教案 光的波动性
第十五章 光的波动性本章是高中物理的一般了解的内容，介绍了人类对光的本性的认识过程，了解光的波动性对人们认识物理规律的发展过程起着非常重要的作用。
本章知识网络：专题一 光的干涉和衍射[考点分析]一、本专题考点 光的本性学说的发展简史、光的干涉现象及其常见的应用，光的衍射，双缝干涉的条纹间距与波长的关系是Ⅰ类要求。
二、理解和掌握内容1、光的干涉(1)光的干涉条件：光波并不是一列连续波，而只能视为一段儿一段儿的，不连续的有限长度的波列组合，两列波列间的间歇也是不规则的，两个独立光源发出的光，既使是“频率相同的单色光”也不能保证频率总相同(实际上严格的单色光也并不存在)，如果把同一光源发出的一束光“分”成两束，就可以得到能产生干涉现象的相干光源了，在双缝干涉实验中，在光源和双缝间放一个狭缝，目的就是保证射到双缝上的光波只来自于光源的同一个很小的区域，使得双缝得到的两束光能产生干涉现象。
(2)双缝干涉：由同一光源发出的光，经单缝再经双缝后形成两束振动情况总相同的相干光波，这两束光波到达光屏上某点的路程差是光波波长的整数倍时出现亮条纹；当到达光屏上某点的路程差是光波半波长的奇数倍时，出现暗条纹，条纹间距与单色光波长成正比。
相邻两条亮纹（或暗条纹）间的距离λdL X =∆ 若照射光是白光，双缝干涉时，中央呈白色亮条纹，两边形成彩色条纹，紧靠中央亮条纹的是紫光，边缘为红光；若照射光是单色光，则光屏上出现间距相等，明暗相间的条纹。
(3)薄膜干涉：光照射到薄膜上，在薄膜前后两表面分别反射回来.形成了路程差，也会产生干涉，劈形薄膜可产生平形相间条纹，应用于“用干涉法检查平面”；透镜.棱镜表面增透膜的厚度就是入射光在薄膜中波长的1/4。
(4)光的波长、波速和频率的关系v=λγ，在真空中各种色光的速度均为c =3.0x108m/s ，不同颜色的光具有不同的频率，光的频率决定于光源，与介质无关，光在不同介质中传播的速度不同，但其频率(颜色)不变，波长要改变。
高中物理波动光学教案
高中物理波动光学教案一、教学目标通过本节课的学习，学生应能够：1. 理解波动光学的基本概念和原理；2. 掌握光的传播特性和衍射、干涉现象的产生原理；3. 运用所学知识解决与波动光学相关的问题；4. 培养学生的观察、实验和分析问题的能力。
二、教学重点1. 波动光学的基本概念和原理；2. 光的传播特性和衍射、干涉现象的产生原理。
三、教学难点1. 光的衍射和干涉的解释和应用；2. 渐开线和圆环条纹的形成原理。
四、教学准备1. 教师准备：a. 准备投影仪、幻灯片或者PPT等教学辅助工具；b. 备置实验装置和实验材料；c. 准备足够数量的教学习题和练习题。
2. 学生准备：a. 预习相关知识，了解波动光学的基本概念；b. 准备实验用具，如光狭缝、光源、光屏等。
五、教学过程本节课分为以下几个部分：1. 导入（5分钟）引导学生回顾前几节课所学的知识，复习光的基本概念和光的传播特性。
2. 教学（30分钟）2.1 波动光学的基本概念和原理（10分钟）a. 通过示意图和实验现象引入波动光学的概念；b. 介绍光的波动性和粒子性。
2.2 光的传播特性（10分钟）a. 解释光的直线传播，介绍菲涅尔原理；b. 通过实验展示光的直线传播，让学生观察光束的传播特性。
2.3 衍射现象的产生原理（10分钟）a. 解释光的衍射现象，介绍衍射的条件；b. 通过实验演示光的衍射现象，观察衍射的效果。
3. 实验（30分钟）3.1 实验目的和原理（5分钟）解释本次实验的目的和衍射原理。
3.2 实验步骤（20分钟）a. 学生小组合作进行实验，确保实验条件的准确性；b. 学生观察光的衍射现象，记录实验现象和结果。
3.3 思考和讨论（5分钟）学生小组讨论实验结果，思考和解释观察到的衍射现象。
4. 拓展和应用（25分钟）4.1 干涉现象的产生原理（10分钟）a. 介绍光的干涉现象和双缝干涉实验；b. 通过示意图和实验展示光的干涉现象。
4.2 练习题和解析（15分钟）a. 布置若干典型的练习题，涵盖波动光学的各个方面；b. 分析和解答练习题，巩固学生的理解和应用能力。
光的波动性-高考物理复习
整合构建
1.单缝衍射与双缝干涉的比较
比较项
单缝衍射
条纹宽度 条纹宽度不等,中央最宽
不同点 条纹间距 各相邻条纹间距不等
亮度情况 中央条纹最亮,两边变暗
相同点
双缝干涉
条纹宽度相等
各相邻条纹等间距
条纹清晰,亮度基本相等
干涉、衍射都是波特有的现象,属于波的叠加;干涉、衍
射都有明暗相间的条纹
2.光的偏振
(1)自然光与偏振光的比较。
(2)根据临界角与折射率的关系 sin
1
n=sin37°
5
3
1
C=,得
=
由此可知,B 光在空气中的波长 λ2 为
λ2=nλ 介=5.25×10
-7
m,N2= =4
2
可见用B光作光源,P点为亮条纹。
(3)光屏上仍出现明、暗相间的条纹,但中央条纹最宽、最亮,两边条纹变
窄、变暗。
答案:(1)暗条纹 (2)亮条纹
(1)光的颜色取决于折射率。( × )
(2)只有频率相同的两列光波才能产生干涉。( × )
(3)在双缝干涉实验中,双缝的作用是使白光变成单色光。( × )
(4)阳光下茂密的树林下地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。( × )
(5)自然光是偏振光。( × )
2.如图所示,甲、乙、丙、丁四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或
射到薄膜上时,在膜的前表面AA'和后表面BB'分别反射回来,形成两列频率
相同的光波,并且叠加。
2.明暗条纹的判断方法
两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr,等于薄膜厚度的2倍。
在P1、P2处,Δr=nλ(n=1,2,3,…),薄膜上出现明条纹。
物理光学与光的波动性教学教案
实验演示：进行双缝干 涉实验，观察干涉条纹
原理讲解：解释干涉现 象的形成原理，包括光
的波动性、相干性等
实验结果分析：分析双 缝干涉实验结果，解释 条纹间距、亮度等现象
讲解光的衍射现象及原理：通过实验演示，讲解衍射现象及 形成原理，分析单缝衍射和多缝衍射实验结果
实验准备： 准备激光笔、 透明胶片、 白纸等实验 材料
介绍物理光学与光的 波动性概念：详细解 释物理光学与光的波 动性概念，帮助学生 理解
举例说明：通过实例 ，帮助学生理解物理 光学与光的波动性概 念在实际生活中的应 用
讲解光的干涉现象及原理：通过实验演示，讲解干涉现象及 形成原理，分析双缝干涉实验结果
实验准备：准备激光光 源、双缝板、光屏等实
验器材
4
教学方法
理论讲解与实验演示相结合
理论讲解：介 绍光的波动性 原理，包括光 的干涉、衍射
等现象
实验演示：通过 实验让学生直观 地观察到光的波 动性，例如杨氏 双缝实验、薄膜
干涉实验等
互动讨论：鼓 励学生提出问 题，参与讨论， 加深对光的波 动性原理的理
解
实践操作：让 学生自己动手 操作实验，提 高动手能力和
布置思考题：要求学生分析光的波动性在实际生活中的应用，例如光的衍射、干涉 等现象。
布置实验题：要求学生动手操作，验证光的波动性原理，例如杨氏双缝实验、薄膜 干涉实验等。
布置创新题：要求学生发挥想象力，提出新的实验方案，验证光的波动性原理。
THANK YOU
汇报人：XX
强调重点和难点：强调光的波动性、干涉、衍射等概念，以及相关的实验和计算方法。
布置作业和思考题：布置一些与本节课内容相关的作业，如计算题、实验报告等，同时提出一些思考题，引导学生深入思 考。
高中物理 第二十一章 光的波动性
汽车车灯
汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大 灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有 偏振片，而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，司机从 前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时， 即不要熄灯，也不要减速，可以保证安全行车。
4、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么， 偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透 振方向垂直，偏振光不能通过第二个偏 振片，透射光的强度为零．
所以，光是一种横波．
4、光的偏振 的应用
电磁波是横波，电磁波中电场强度E和 磁感应强度B的振动方向都与电磁波的
传播方向垂直．
实验指出，光波的感光作用和生理作用
当只有一块偏振片时， 以光的传播方向为轴 旋转偏振片，透射光 的 当两强块偏度振片不的透变振．方向平行时，透
射光的强度最大．
当两块偏振片的透振方向垂直时，透 射光的强度最弱，几乎为零.
3、产生上述现象的原因
1、太阳、电灯等普通光源发出的光，包 含着在垂直于传播方向上沿一切方向振 动的光，而且沿着各个方向振动的光波 的强度都相同．这种光叫做自然光 .
受上面实验的启发，我们可以利用类似的实验来 判断光波是横波还是纵波．
偏振片由特定的材料制成，它上面有一 个特殊的方向（叫做透振方向），只有 振动方向与透振方向平行的光波才能通 过偏振片．偏振片对光波的作用就像上 图中的狭缝对于机械波的作用一样．
现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的 木板，来做光学实验．
偏光镜头 立体电影
观看立体电影 在拍摄立体电影时，用两个摄影机，两个摄影机的镜头相 当于人的两只眼睛，它们同时分别拍下同一物体的两个画 像，放映时把两个画像同时映在银幕上。如果设法使观众 的一只眼睛只能看到其中一个画面，就可以使观众得到立 体感。为此，放映时，在两个放像机的每个镜头上放一个 偏振片，两个偏振片的偏振化方向相互垂直，观众戴上用 偏振片做成的眼镜，左眼偏振片的偏振化方向与左面放像 机上的偏振化方向相同，右眼偏振片的偏振化方向与右面 放像机上的偏振化方向相同，这样，银幕上的两个画面分 别通过两只眼睛观察，在人的脑海中就形成立体化的影像 了。
高三物理光的波动性电磁波教案
光的波动性电磁波知识点光的干涉Ⅰ1．如果两列光的01频率相同、相位差恒定、振动方向相同，就会发生干涉现象。
2．光的双缝干涉(1)原理如图2所示。
(2)出现亮、暗条纹的条件①光的路程差r2－r102±kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹。
②光的路程差r2－r103±(2k＋1)λ2(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹。
(3)04Δx＝ldλ。
(4)干涉条纹的特点05亮条纹，如图3所示。
06彩色条纹且中央亮条纹是07白色(填写颜色)，即发生色散，如图4所示。
3．薄膜干涉(1)原理：如图5所示，不同位置的薄膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的反射光的08路程差不同，叠加后出现明暗相间的条纹。
(2)应用①增透膜和增反膜。
②利用薄膜干涉的原理对镜面或其他精密的光学平面的平滑度进行检测。
(3)图样特点：同一条亮(或暗)条纹对应薄膜的09厚度相等。
单色光照射薄膜形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时，形成彩色条纹，即薄膜干涉中的色散。
知识点光的衍射Ⅰ1．几种典型衍射条纹的特点(1)单缝衍射：01宽且亮(填特点)的单色条纹，两02明暗相间的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；单色光的波长越长，单缝越窄，中央亮纹越宽。
如图7所示。
②白光的衍射图样中间为宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹。
其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光，如图8所示，这是光在衍射时的色散。
(2)圆孔衍射：如图9所示，中央是大且亮的03圆形光斑，周围分布着明暗相间的04不等距圆环，且越靠外，亮圆环越窄越暗。
(3)圆盘衍射(泊松亮斑)：如图10所示，当光照到不透明的半径很小的小圆盘05亮斑，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。
2．发生明显衍射的条件06相当，07还小的时候，衍射现象才会十分明显。
在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别。
知识点光的偏振Ⅰ1．偏振在横波中，各点的振动方向总与波的传播方向01垂直。
高二物理家教教案_光的波动性
高二年级物理---- 光的波动性一、考点热点回顾．薄膜干涉（1）透镜增透膜：透镜增透膜的厚度应是透射光在薄膜中波长的1／4倍。
使薄膜前后两面的反射光的光程差为波长的一半，(ΔT =2d =½λ，得d =¼λ)，故反射光叠加后减弱，从能量的角度分析E 入=E 反+E 透+E 吸。
在介质膜吸收能量不变的前提下，若E 反=0，则E 透最大。
增强透射光的强度。
（2）“用干涉法检查平面”：如图所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的。
如果某处凸起来，则对应明纹(或暗纹)提前出现，如图甲所示；如果某处凹下，则对应条纹延后出现，如图乙所示。
(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的顺序位置上。
) 光的衍射（1） 光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象．（2）泊松亮斑：当光照到不透光的极小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑。
当形成泊松亮斑时，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。
（3）各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。
（4）产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比或比光的波长小． 光的偏振（1）自然光。
太阳、电灯等普通光源直接发出的光，包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫自然光。
（2）偏振光。
自然光通过偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定的方向振动，叫偏振光。
自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射和折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直。
我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。
（3）只有横波才有偏振现象。
光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。
各种电磁波中电场E 的方向、磁场B 的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直。
高三物理一轮复习课件：12.2光的波动性(人教版)
(2)应用.
①增透膜
利用光的薄膜干涉，在镜面涂上一层厚度适当的透明薄膜，该膜的厚度等于 入射光在薄膜中波长的1/4．这样，从膜的前后两个表面反射的光，光程差恰
好等于半个波长，叠加后互相抵消，减弱了反射光的强度，使透射光的强度
得以增大，这种膜叫增透膜．
②检查平整程度 如图所示，待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射， 入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹，待检平面若 是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹是平行的，反 之，干涉条纹有弯曲现象.
程之差为光程差，记为δ.如图所示.
①若光程差δ是波长λ的整倍数，即δ=nλ(n=0，1，2，
3…)，P点将出现亮条纹.
②若光程差δ是半波长的奇数倍，即δ=(2n+1) (n=0，1，2， 3…)，P点将出现暗条纹.
2
③屏上到双缝S1、S2距离相等的点即为加强点，故双缝干涉中 央条纹为亮条纹.
(3)干涉的条纹特征. ①若用单色光实验，在屏上得到明暗相间的条纹；若用白光实 验，中央是白色条纹，两侧是彩色条纹. ②屏上明暗条纹之间的距离总是相等的，其距离大小Δy与双缝 之间距离d、双缝到屏的距离l及光的波长λ有关，即Δy＝ 在l和d不变的情况下，Δy和波长λ成正比，应用该式可测光波 的波长λ. ③用同一实验装置做干涉实验，红光干涉条纹的间距Δy红最 大，紫光干涉条纹间距Δy紫最小，故可知λ红大于λ紫.这就是 白光干涉条纹中央为白色，两边出现彩色光带的原因.
1.光的衍射的理解 (1)在发生明显衍射的条件下，当缝变窄(或孔变小)时，亮斑的范围变大，条纹 间距离变大，而亮度变暗.
(2)衍射图样.
①单缝衍射：中央亮纹宽且亮，两侧条纹明暗相间，窄且暗.白光衍射时，中 央仍为白光，两侧为彩色，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光.