考点92光的干涉、衍射和偏振要求Ⅰ1)光的干涉现象是波动特有的
光的波动性干涉衍射和偏振的解析
光的波动性干涉衍射和偏振的解析1. 引言光是一种电磁波，具有波动性质。
在特定条件下，光波会发生干涉、衍射和偏振等现象。
本文将对光的波动性干涉衍射和偏振进行解析。
2. 光的干涉现象干涉是光波在相遇时产生的现象。
当两束或多束光波同时照射到同一位置时，光波的振幅会叠加，形成一个新的光强分布图案。
这种叠加导致光的干涉，可分为波动性干涉和光学衍射。
2.1 波动性干涉波动性干涉是两束或多束光波在相遇时相长或相消的结果。
相长时，两个波峰相重叠，叠加后的光强增强，形成明条纹；相消时，波峰和波谷相重叠，叠加后的光强减弱，形成暗条纹。
2.2 光学衍射光学衍射是光波经过一个或多个开口或物体边缘时形成的干涉现象。
当光波通过狭缝或物体边缘时，波前会发生弯曲，形成波的弯折现象。
这种弯折导致光的传播方向发生改变，从而产生衍射。
3. 光的衍射现象光的衍射是光波通过狭缝、物体边缘或光栅等时产生的现象。
光波传播到物体边缘时会发生衍射，衍射会使光波的传播方向发生改变，产生一系列的明暗条纹。
3.1 单缝衍射单缝衍射是指光波经过一个窄缝时产生的衍射现象。
当光波通过狭缝时，经过衍射后会形成中央亮条纹和两侧暗条纹的分布图案。
衍射的程度与缝宽、波长以及入射角度有关。
3.2 双缝干涉双缝干涉是指光波经过两个狭缝时产生的干涉现象。
当光波通过双缝时，两束光波形成干涉，使得在屏幕上出现一系列明暗条纹。
干涉的程度与缝宽、波长以及缝间距有关。
4. 光的偏振现象偏振是光波中振动方向的特性。
普通光是具有各个方向振动的光，而偏振光是指光波中只有一个特定方向振动的光。
4.1 偏振光的生成偏振光可以通过吸收、散射或者通过透明介质传播时产生。
当光波通过特定的介质或器件时，可以使光波中的某些方向的振动被吸收或散射，从而生成偏振光。
4.2 光的偏振态根据光波振动方向的不同，可以将偏振光分为线偏振光和圆偏振光。
线偏振光的振动方向是沿着一条直线的，而圆偏振光的振动方向则沿着一个圆的形状进行。
光的干涉与衍射光波的波动特性与变化
光的干涉与衍射光波的波动特性与变化光的干涉与衍射：光波的波动特性与变化光是一种电磁波，具有波动特性。
在传播过程中，光波会经历干涉和衍射的现象，这些现象揭示了光的波动本质以及其变化规律。
本文将以干涉和衍射为核心，探讨光的波动特性以及与之相关的变化。
一、干涉现象干涉是指两个或多个光波相遇产生的干涉效应。
干涉可以在空间中产生明暗相间的干涉条纹，这主要归功于光波具有波长和相位的特性。
1. 光波的波长：光的波长是指在光学中波峰与波峰之间或波谷与波谷之间的距离。
不同波长的光波会呈现出不同的颜色，例如红光具有较长的波长，而紫光则具有较短的波长。
2. 光波的相位：光波的相位是指同一波长内的振动状态，相位差则表示不同光波之间的相位偏移。
当两个或多个光波相遇时，其相位差决定了干涉效应的强弱。
干涉现象分为两类：构成干涉的光波可以是来自同一光源的相干光，也可以是来自不同光源的相干光。
1. 来自同一光源的干涉（自相干干涉）：自相干干涉是指光源发出的光波，经由不同路径传播后再次相遇产生干涉效应。
这种干涉现象的重要代表是杨氏双缝干涉实验。
杨氏双缝干涉实验中，光经由两个狭缝后形成的光波在屏幕上产生明暗相间的干涉条纹。
这是由于两个光波的波峰或波谷相遇形成增强效应，而波峰和波谷相遇则形成干涉的消减效应。
通过这种实验，我们可以看到干涉现象明显地表明光的波动特性。
2. 来自不同光源的干涉（外相干干涉）：外相干干涉是指来自不同光源的光波相遇时产生的干涉效应。
这种干涉现象的重要代表是薄膜干涉实验。
薄膜干涉是指当光波从一个介质进入另一个介质时，由于两介质之间的折射率不同而产生的干涉条纹。
这是由于入射光波的一部分被反射，一部分被折射，两者再次相遇产生干涉效应。
通过薄膜干涉实验，我们可以研究光在介质之间传播过程中折射率的性质及介质的厚度。
二、衍射现象衍射是指光波传播时遇到障碍物或通过开口时发生的弯曲现象。
光波的衍射效应进一步展示了光的波动特性以及光波的波长和波前的关系。
光的干涉与衍射光的波动性质和干涉现象
光的干涉与衍射光的波动性质和干涉现象光的干涉与衍射：光的波动性质和干涉现象光是一种电磁波，具有波动性质。
在经历干涉和衍射时，光波会显示出特殊的行为，展现出波动现象的独特性质。
光的干涉和衍射现象是光学研究中的重要课题，通过对光的波动特性的研究，可以深入理解光的行为，以及运用干涉和衍射现象进行实际应用。
一、光的波动性质光的波动性质是指光作为一种波动现象所表现出的特性。
根据光的波动性质，可以推测出光的传播速度、干涉和衍射现象等特征。
1. 光的传播速度光在真空中的传播速度为光速，约为每秒299,792,458米。
这个速度非常快，使得光在宏观世界中被认为是瞬间传播的。
2. 光的频率和波长光的频率指的是光波的振动次数，单位为赫兹（Hz）。
波长是指波峰到波峰或者波谷到波谷之间的距离，单位为米（m）。
光的频率和波长之间有以下关系式：c = λν（其中c为光速，λ为波长，ν为频率）。
3. 光的干涉和衍射现象光的波动性质使得它可以通过干涉和衍射现象来说明。
干涉指的是当两个或多个波动的光线相交时，根据波峰与波谷之间的叠加效应，产生明暗相间的干涉纹。
衍射是指当光通过一个小孔或者障碍物时，光波会沿着不同的方向传播出去，形成衍射条纹。
二、干涉现象干涉是指两个或多个光波相互叠加产生的现象。
光的干涉可以分为同一波源的干涉和不同波源的干涉。
1. 同一波源的干涉同一波源的干涉是指一束光通过不同路径传播，并相交时产生的干涉现象。
这种干涉称为自发干涉，也称为菲涅尔干涉。
例如，当一束平行光通过一块厚度不均匀的透明介质时，光线会发生折射和反射，不同路径的光波在相交处产生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
2. 不同波源的干涉不同波源的干涉是指两束或多束波长相同、频率相同、相位相差确定的光波相互叠加所产生的干涉现象。
常见的不同波源干涉现象包括杨氏双缝干涉和牛顿环等。
在杨氏双缝干涉实验中，一束光通过一个狭缝后形成的光波分成两束，并在屏幕上相交，形成一系列明暗相间的干涉条纹。
光的干涉、衍射、偏振-高考物理二轮复习专题讲义
光的干涉、衍射、偏振一、光的干涉干涉的条件：两列相干光源。
1、双缝干涉：由同一光源发出的光经过两个细缝后形成两列光波叠加时会产生干涉。
当这两列光波到达某点的路程差δ该处的光相加强，出现亮条纹；当这两列光波到达某点的路程差δ等于光的半波长的奇数倍时，该处的光相减弱，出现暗条纹； 相邻两条干涉条纹的间距λd Lx =∆2、薄膜干涉:由薄膜前后表面反射的的两列光波叠加而成。
例如肥皂泡及水面上的油膜呈现的彩色花纹。
劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹。
增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1/4。
3．杨氏双缝干涉的定量分析如图所示，缝屏间距L 远大于双缝间距d ，O 点与双缝S 1和S 2等间距，则当双缝中发出光同时射到O 点附近的P 点时，两束光波的路程差为δ=r 2－r 1. 由几何关系得22212)d x (L r -+=， 22222)d x (L r ++=. 考虑到L >>d 和 L >>x ，可得 Ldx =δ. 若光波长为λ，则当λδk ±= （k =0，1，2，…）时，两束光叠加干涉加强； 当 212λδ)k (-±= (k =1，2，3，…)时，两束光叠加干涉减弱，据此不难推算出（1）明纹坐标 λdLkx ±=（k =0，1，2，…） （2）暗纹坐标 212λ⋅-±=d L )k (x （k =1，2，…）（3）条纹间距 λdLx =∆.上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法。
P 1 P P 2 d S S P二、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后面的现象。
②产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸能和波长相比或比波长小。
光的干涉和光的衍射说明光是一种波。
三、光的偏振光的偏振说明光是横波。
12、（12分）（选修3–4）（1）光的干涉和衍射说明了光具有_ _ 性，露珠呈现彩色属于光的_ _现象，利用双缝干涉测光的波长原理表达式为_ _；全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的_ _性； 海豚定位利用了自身发射的_ _波，雷达定位利用了自身发射的_ _波．答：波动； 折射； x ld∆=λ ；相干； 超声； 无线电（电磁）；（每空1分） 13．下面是四种与光有关的事实①用光导纤维传播信号； ②用透明的标准样板和单色平行光检查平面的平整度； ③一束白光通过三棱镜形成彩色光带； ④水面上的油膜呈现彩色。
高考物理三轮复习光的干涉、衍射和偏振现象
3．偏振光的理论意义及应用 (1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是一种波， 但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明光波 是横波．
(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．
(1)自然光通过偏振片后，就变成了偏振光．
(2)平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外都是偏振光．
干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹
5．干涉与衍射的本质
光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上 讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原 理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率 相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．
(1)区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应
得
λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m 根据路程差Δx＝2.1×10－6m 所以N1＝ ＝3.5
由此可知，从S1和S2到P点的路程差Δx是波长λ1的 3.5倍，所以P点为暗条纹．
(2)根据临界角与折射率的关系sinC＝
n＝ 由此可知，B光在空气中波长λ3为：
得
λ3＝nλ介＝
×3.15×10－7m＝5.25×10－7m
3．获得相干光源的方法：将同一列光波分解为两列光波，
可以获得相干光源．双缝干涉和薄膜干涉都是用此种
方法获得相干光源．
4．杨氏双缝干涉 (1)原理如图13－2－1所示． (2)产生明、暗条纹的条件 ①单色光：若光的路程差
r2－r1＝kλ(k＝0,1,2„)，光
屏上出现明条纹；若光的路 程差r2－r1＝(2k＋1) 光屏上出现暗条纹． ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央为白色． (k＝0,1,2„)，
(2)应用：①增透膜；②利用光的干涉检查平整度．
光的干涉和衍射解释光的波动性质
光的干涉和衍射解释光的波动性质光是一种电磁波，它具有波动性质。
在特定条件下，光的波动性质会表现为干涉和衍射现象。
这些现象的观察和解释成为了理解光的波动性质的重要实验证据。
本文将介绍光的干涉和衍射现象，并解释它们对于光的波动性质的意义。
一、光的干涉光的干涉是指两个或多个光波相遇产生的干涉现象。
干涉可以是增强或减弱光波的幅度，使之形成明暗相间的干涉条纹。
其中，干涉的明纹和暗纹分别对应着光波的幅度增强和减弱。
光的干涉现象可以通过杨氏双缝实验来观察。
实验中，一个平行的光束通过一个屏幕上的两个小孔，光束通过小孔后形成二次波前，然后二次波前再次相遇。
在适当的条件下，形成干涉现象，出现一系列干涉条纹。
光的干涉现象表明，光波是波动在空间中传播的。
干涉条纹的出现可以解释为光波叠加时的相长和相消干涉效应。
相增干涉发生在波峰与波峰相重叠，而相消干涉发生在波峰与波谷相重叠。
二、光的衍射光的衍射是指光波遇到物体边缘或孔径时发生的波动现象。
在衍射的过程中，光波会沿着边缘或孔径弯折和扩散，形成交替的亮暗条纹。
衍射现象表明，光波会遵循赫尔曼-弗朗豪衍射定律。
光的衍射现象可以通过单缝衍射实验来观察。
实验中，一束平行光通过一个狭缝，光波通过狭缝后会发生衍射现象。
在屏幕上形成一系列衍射条纹。
这些条纹可以用赫尔曼-弗朗豪衍射定律来解释。
光的衍射现象再次证实了光的波动性质。
衍射条纹的出现可以看作是光波在边缘或孔径处弯折和扩散的结果。
三、光的波动性质解释光的干涉和衍射现象为我们提供了充分的证据，表明光具有波动性质。
从实验观察中我们可以得出以下结论：1. 光是一种波动，可以通过干涉和衍射来解释光的传播和现象。
2. 光波有振幅和相位，振幅决定了光的亮度，相位决定了干涉和衍射的现象。
3. 光波传播的方向和光波的频率有关。
光波传播的方向是波矢的方向，而波矢与光波的频率成正比。
4. 光的波动性质可以解释光的折射现象。
当光波从一个介质传播到另一个介质时，由于介质的不同，光的波长和波速会发生变化，形成折射。
光的干涉和衍射介绍光的干涉和衍射现象
光的干涉和衍射介绍光的干涉和衍射现象光的干涉和衍射是光学中的两个重要现象，它们揭示了光的波动性质和波粒二象性。
本文将对光的干涉和衍射进行简要介绍，并探讨它们的应用。
一、光的干涉光的干涉是指两束或多束相干光相遇时发生的波动干涉现象。
当光波相遇时，它们在空间中相互叠加、干涉，形成新的波形。
常见的干涉现象包括干涉条纹、彩色条纹等。
1. 干涉条纹干涉条纹是光的干涉现象中最常见的表现形式。
当两束相干光相遇时，在交叠区域内会出现明暗相间的条纹。
这是因为在某些位置，两束光叠加相长，形成增强波峰；而在其他位置，光叠加相消，形成减弱波谷。
从而形成一系列的明暗相间的条纹。
2. 干涉现象解释干涉现象可以用光的波动性质来解释。
当两束相干光相遇时，它们的电场和磁场会相互叠加，形成新的电场和磁场。
根据叠加原理，电场和磁场的叠加结果决定了干涉现象的形成。
如果两束光的相位差为整数倍的波长，它们的电场和磁场相长，增强干涉；如果相位差为半整数倍的波长，它们的电场和磁场相消，减弱干涉。
3. 干涉的应用干涉在实际应用中有许多重要的应用。
例如，干涉仪是研究光的干涉现象的重要实验工具；光栅衍射是基于干涉原理的一种衍射现象，被广泛应用于光谱学、光学测量等领域。
干涉还在光学元件的设计和制造中起到重要作用。
二、光的衍射光的衍射是指光波通过障碍物边缘或传播中的介质不均匀性时，发生的波动衍射现象。
衍射使光波从直线传播偏离，扩散到周围的空间。
1. 衍射现象解释衍射现象的解释同样基于光的波动性质。
当光波通过障碍物的边缘或通过不均匀的介质时，波前会被变形，从而使光波传播方向发生改变。
这种改变导致了光的扩散现象，即发散角度增大。
2. 衍射的应用衍射广泛应用于各个领域。
例如，衍射光栅是一种用于分光和波长选择的重要光学元件；衍射显微镜利用衍射原理来提高显微镜分辨率；实用光学中的许多仪器和设备，如光波导、光纤通信系统等，都基于衍射现象。
三、光的干涉与衍射的区别与联系光的干涉和衍射虽然是两个独立的现象，但它们之间存在着密切的联系。
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。
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考点92 光的干涉、衍射和偏振 要求：Ⅰ
1）光的干涉现象：是波动特有的现象，由托马斯•杨首次观察到。
（1）在双缝干涉实验中，条纹宽度或条纹间距：
λd
L x =∆ L ：屏到挡板间的距离，d ：双缝的间距，λ：光的波长，△x ：相邻亮纹（暗纹）间的距离
（2）图象特点：
中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。
红光（λ最大）明、暗条纹最宽，紫光明、暗条纹最窄。
白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。
2）光的颜色、色散
A 、薄膜干涉（等厚干涉）：
图象特点：同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚度完全相等。
不同λ的光做实验，条纹间距不同
单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平状明暗相间条纹
B 、薄膜干涉中的色散
⑴、各种看起来是彩色的膜，一般都是由于干涉引起的
⑵、原理：膜的前后两个面反射的光形成的
⑶、现象：同一厚度的膜，对应着同一亮纹（或暗纹）
⑷、厚度变化越快，条纹越密
白光入射形成彩色条纹。
C 、折射时的色散
⑴光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折。
折射率越大，偏折的程度越大
⑵不同颜色的光在同一介质中的折射率不同。
同一种介质中，由红光到紫光，波长越来越短、折射率越来越大、波速越来越慢
3）光的衍射：单缝衍射图象特点：中央最宽最亮；两侧条纹不等间隔且较暗；条纹数较少。
（白光入射为彩色条纹）。
光的衍射条纹：中间宽，两侧窄的明暗相间条纹（典例：泊松亮斑）
共同点：同等条件下，波长越长，条纹越宽
4）光的偏振：证明了光是横波；常见的光的偏振现象：摄影，太阳镜，动感投影片，晶体的检测，玻璃反光
⑴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。
⑵当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。
当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。
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。
⑶只有横波才有偏振现象。
⑷光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度E 所引起的，因此常将E 的振动称为光振动。
⑸除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光。
自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光与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的，并且偏振方向互相垂直。
⑹偏振现象的应用：拍摄、液晶显示、汽车车灯（偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45°）、立体电影（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）
考点93 激光的特性及应用要求：Ⅰ
激光是一种人工产生的相干光。
（1）电磁波频率越高，能量越大，可以比无线电波传递更多信息。
（2）特点：A、频率单一（频宽很小）。
B、相干性好：可传递信息，可以用于全息照相；
C、平行度好（方向性好），传播很长距离后仍能保持一定强度，可精确测距。
应用在VC
D、雷达测距、测速（多普勒原理）、追踪目标；
D、亮度高（能在很小空间、很短时间内集中很大的能量）。
应用在“激光刀”、引起核聚变等方面。