高考物理一轮复习第十五部分 光

第十二章 光第 1 课时 光的折射、全反射基础知识归纳1.光的直线传播在 同一均匀介质 中光沿直线传播.当光从一种介质进入另一种介质时，传播方向改变.当障碍物或孔的尺寸和波长相等或者比波长小时，将发生明显的 衍射 现象，光线将偏离原来的方向.2.光的反射、平面镜成像(1)光的反射定律.光从一种介质射到另一种介质的分界面时发生反射，反射光线、入射光线和法线处在 同一 平面内，反射光线、入射光线分居法线的 两侧 ，反射角 等于 入射角.(2)平面镜成像的特点： 正立等大 的虚像，物与像关于镜面 对称 .(3)在反射现象中，光路是 可逆 的，常用到这一特点及边缘光线作图来确定视场的范围.3.光的折射(1)折射定律折射光线、入射光线、法线处于 同一 平面内，折射光线与入射光线分别位于法线 两侧 ，入射角的正弦与折射角的正弦的比值是 定值 (注意两角三线的含义).(2)折射率①折射率定义：光从 真空或空气 中射入介质中发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的 折射率 .折射率是反映介质折射光的本领大小的一个物理量.②折射率的定义表达式：n ＝ sin sin 21θθ (其中θ1为真空或空气中的角度). ③折射率的其他各种计算表达形s 式：n ＝ v c ＝ λλ'＝ sin 1 C (其中c 、λ为光在真空或空气中的光速、波长；v 、λ′为介质中的光速、波长；C 为光发生全反射时的临界角).④折射率大小的决定因素： 介质 、 光源 (主要是频率)，注意：介质的折射率n >1.(3)折射光路是 可逆 的.4.光的全反射(1)光疏介质和光密介质：两种介质比较，折射率小的介质叫 光疏 介质，折射率大的介质叫 光密 介质；“光疏”和“光密”具有 相对性 .(2)全反射现象：光从 光密 介质入射到 光疏 介质的分界面上时，当入射角增大到一定程度时，光全部反射回 光密 介质，这一现象叫 全反射 现象.(3)临界角：折射角等于 90° 时对应的入射角叫做 临界角 ，用C 表示，C ＝1arcsin n. (4)发生全反射的条件：①光从 光密 介质入射到 光疏 介质；②入射角 大于等于 临界角.(5)光导纤维：实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在 内芯 和 外套 的界面上发生全反射.其中 内芯 是光密介质， 外套 是光疏介质，它对光具有 传导作用 .5.光的色散(1)三棱镜：横截面为三角形的三棱柱透明体称三棱镜.三棱镜对光线的作用：①光密三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线两次均向 底面 偏折.物体经棱镜成像向 顶角 偏移.②光疏三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线两次均向 顶角 偏折. ③全反射棱镜(等腰直角棱镜)：当光线从一直角边垂直射入时，在 斜边 发生全反射，从另一直角边垂直射出.当光线垂直于斜边射入时，在 两直角边 都发生全反射后又垂直于斜边射出.三棱镜成像：当物体发出的光线从三棱镜的一侧面射入，从另一侧面射出时，逆着出射光线可以看到物体的 虚像 .(2)光的色散：①白光通过三棱镜后，出射光束变为 红 、橙、 黄 、绿、蓝、靛、 紫 七色光束.含有多种颜色的光被分解成单色光的现象叫做光的 色散 .各种色光按其波长的有序排列叫做 光谱 .②各种色光性质比较：可见光中 红光 的折射率n 最 小 ，频率υ最 小 ，在同种介质中(除真空外)传播速度v 最 大 ，波长λ最 大 ，从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C 最 大 ，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小(注意区分偏折角和折射角).重点难点突破一、对折射率的理解折射率的定义指明了光是从空气(真空)入射至介质中，n ＝vc =21 sin sin θθ，θ1是空气(真空)中的角度，θ2是介质中的角度.计算折射率时，应先根据题意画好光路图，找对两个角度.无论光是从空气(真空)入射至介质中，还是从介质入射至空气(真空)中，θ1均为空气(真空)中的角度.θ1>θ2，c >v ，所以n >1.二、与全反射有关的定性分析和定量计算全反射产生的条件是光从光密介质入射到光疏介质，且入射角大于或等于临界角.涉及的问题如：全反射是否发生、什么范围的入射光才能从介质中射出、折射光覆盖的范围分析、临界角的计算等，都需正确作出光路图，熟练应用几何知识进行分析和计算.三、不同颜色的光的频率不同颜色的光，其频率不同，因此在同一介质中光速及波长不同，同一介质对不同色光的折射率不同，红光的频率最低，紫光的频率最高.同一介质中，频率高的色光折射率大，因为C ＝sin n1，n 大则C 小，当入射角从0°逐渐增大时，频率高的色光先发生全反射，利用v ＝nc ，λ＝v /υ，可分析比较不同色光在同一介质中的光速、波长的大小. 四、折射率测定的几种方法1.成像法(1)原理：利用水面的反射成像和水的折射成像.(2)方法：紧挨烧杯口竖直插入一直尺，在直尺的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像.若从点P 看到直尺在水下最低点的刻度B 的像B ′(折射成像)恰好与直尺在水面上的刻度A 的像A ′(反射成像)重合，读出AC 、BC 的长，量出烧杯内径d ，如图所示，即可求出水的折射率为n ＝)/()(2222d AC d BC ++.2.视深法(1)原理：利用视深公式，h ′＝h /n .(2)方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆，在水面上方吊一根针，如图所示.调节针的位置，直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合，测出针尖距水面的距离即为杯中水的视深h ′，再测出水的实际深度h ，则水的折射率为n ＝h h '.3.全反射法(1)原理：全反射现象.(2)方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，如图所示，在水面上观察，看到一圆形的发光面，量出发光面的直径D 与水深h ，则水的折射率为n ＝Dh D 224+. 注意：对液体、透明固体均可用全反射法测其折射率.4.插针法(在第4课时重点讲明)典例精析1.与折射率有关的计算【例1】一个圆柱形筒，直径12 cm ，高16 cm.人眼在筒侧上方某处观察，所见筒侧的深度为9 cm ，当筒中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点.求：(1)此液体的折射率；(2)光在此液体中的传播速度.【解析】题中的“恰能看到”表明人眼看到的是筒侧最低点发出的光线经界面折射后进入人眼的边界光线.由此可作出符合题意的光路图，认为“由人眼发出的光线”折射后恰好到达筒侧最低点.根据题中的条件作出光路图如图所示：(1)由图可知：sin θ2＝22H d d +，sin θ1＝22hd d + 折射率：n ＝349121612 sin sin 2222222221=++=++=h d H d θθ (2)传播速度：v ＝34100.38⨯=nc m/s ＝2.25×108 m/s【思维提升】本题中知道人眼看到的边界光线，知道人眼顺着折射光线反向延长线看去，而认为筒深为9 cm ，是正确作出光路图的依据.总之，审清题意画出光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，这是分析折射问题的关键.【拓展1】空中有一只小鸟，距水面3 m ，其正下方距水面4 m 深处的水中有一条鱼.已知水的折射率为34，则鸟看水中的鱼离它 6 m ，鱼看天上的鸟离它 8 m.【解析】首先作出鸟看鱼的光路图，如图所示.由于是在竖直方向上看，所以入射角很小，即图中的θ1和θ2均很小，故有tan θ1＝sin θ1，tan θ2＝sin θ2.由图可得：h 1tan θ2＝h ′tan θ1，h ′＝h 1tan θ2/tan θ1＝h 1sin θ2/sin θ1＝4341⨯=n h m ＝3 m 则鸟看水中的鱼离它：H 1＝(3＋3) m ＝6 m同理可得鱼看鸟时：h ″＝nh 2＝3×34m ＝4 m 则H 2＝(4＋4) m ＝8 m 2.与全反射相关的判断、分析及计算【例2】如图所示，一束平行光从真空垂直射向一块半圆形玻璃砖的底面，下列说法正确的是( )A.只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖B.只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖C.通过圆心的光线将沿直线穿过，不发生偏折D.圆心两侧一定范围外的光线将在曲面处发生全反射【解析】垂直射向界面的光线不发生偏折，因而光束沿直线平行射到半圆面上，其中通过圆心的光线将沿直线穿过，不发生偏折；由中心向两侧，光从半圆面进入真空时的入射角逐渐增大并趋于90°，当入射角或大于临界角时，会发生全反射.【答案】BCD【思维提升】半圆形的玻璃砖，法线为圆心与该入射点连线，通过作图，可看出半圆面处的入射角由中心向两侧逐渐增大.【拓展2】有一折射率为n 的长方体玻璃砖ABCD .其周围是空气，如图所示，当入射光线从它的AB 面以入射角α射入时， (1)要使光线在BC 面发生全反射，证明入射角应满足的条件是sin α≤12-n .(BC 面足够长)(2)如果对于任意入射角(α≠0°且α<90°)的光线都能发生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值？【解析】(1)要使光线在BC 面发生全反射，(如图所示)，首先应满足sin β≥n1 ① 式中β为光线射到BC 面时的入射角，由折射定律有)(90sin sin βα-︒＝n ② 将①②两式联立解得sin α≤12-n (2)如果对于任意入射角的光线都能发生全反射，即0°<α<90°都能发生全反射，则只有当12-n >1才能满足上述条件，故n >23.不同色光在同一介质中的波长、波速、折射率的对比【例3】△OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面.a 、b 两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN ，在棱镜侧面OM 、ON 上反射和折射的情况如图所示.由此可知( )A.棱镜内a 光的传播速度比b 光的小B.棱镜内a 光的传播速度比b 光的大C.a 光的频率比b 光的高D.a 光的波长比b 光的长【解析】由光路图可以看出，a 光入射到界面OM 与b 光入射到界面ON 的入射角相等，a 光没有发生全反射，但b 光已经发生全反射，说明此时的入射角小于a 光的临界角，却等于或大于b 光的临界角，可见对于同一种介质，b 光的临界角较小,由sin C ＝n 1可知玻璃对b 光的折射率n b 较大，说明b 光的频率较高，C 错；根据v ＝nc 知棱镜内b 光的传播速度较小，B 对、A 错；根据v ＝λf 可知b 光的波长较短，D 对.【答案】BD【思维提升】折射率n 是讨论折射和全反射问题的重要物理量，是联系各物理量的桥梁，对跟折射率n 有关的所有关系式应熟练掌握.【拓展3】一束白光从顶角为θ的三棱镜的一边以较大的入射角i 射入并通过三棱镜后，在屏P 上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i 逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则( B )A.红光最先消失，紫光最后消失B.紫光最先消失，红光最后消失C.紫光最先消失，黄光最后消失D.红光最先消失，黄光最后消失【解析】作出白光的折射光路图，如图所示，可看出，白光从AB 射入玻璃后，由于紫光偏折大，从而到达另一侧面AC 时的入射角较大，且因紫光折射率最大，根据sin C ＝n1可知其全反射的临界角最小，故随着入射角i 的减小，进入玻璃后的各色光中紫光首先发生全反射不从AC 射出，以后依次是靛、蓝、绿、黄、橙、红，逐渐发生全反射而不从AC 面射出，所以只有选项B 正确.易错门诊【例4】一束白光从玻璃里射入稀薄空气中，已知玻璃的折射率为1.53，求入射角为下列两种情况时，光线的折射角各为多少？(1)入射角为50°；(2)入射角为30°.【错解】由折射定律n ＝γsin sin i 可知： (1)当入射角i ＝50°时，sin γ＝53.1 50 sin sin ︒=n i 所以γ＝30°(2)当i ＝30°时，sin γ＝53.1 30 sin sin ︒=n i 所以γ＝19° 【错因】此解法中没有先分析判断光线是从光疏介质进入光密介质，还是从光密介质进入光疏介质，会不会发生全反射，而是死套公式，引起错误.【正解】光线由玻璃射入空气中，是由光密媒质射入光疏介质，其临界角为C ，则有：sin C ＝53.1 11=n ＝0.653 6 所以C ＝40°50′由已知条件知，当i ＝50°时，i ＞C ，所以光线将发生全反射，不能进入空气中.当i ＝30°时，i ＜C ，光进入空气中发生折射现象.由折射定律sin sin 1γi n =有： sin γ＝n ·sin i ＝1.53×sin 30°＝0.765所以γ＝ 49°54′【思维提升】解光的折射现象的题目时，首先应作出判断：光线是从光疏介质进入光密介质，还是从光密介质进入光疏介质.如是前者则i ＞γ，如是后者则i ＜γ.其次，如果是从光密介质进入光疏介质中，还有可能发生全反射现象，应再判断入射角是否大于临界角，明确有无折射现象.第 2 课时 光的干涉、衍射 激光基础知识归纳1.光的干涉现象(1)光的干涉两列光波在空间相遇时发生 叠加 ，在某些区域总加强，在另一区域总 减弱 ，从而出现 明暗相间 的条纹的现象叫光的干涉.(2)干涉的条件相干光源： 频率 相同、 相差 恒定(步调差恒定)的两束光.相干光源采用将一束光一分为二的方法获得，或者采用人造激光.(3)杨氏双缝干涉①相干条件：如图若S 1、S 2光振动情况完全相同，则符合δ＝r 2－r 1＝d L x ＝n λ(n ＝0,1,2,3…)时，出现 亮条纹 ；若S 1、S 2光振动情况完全相同，则符合δ＝r 2－r 1＝d L x ＝(2n ＋1)2λ (n ＝0,1,2,3…)时，出现暗条纹.(注意：振动情况完全相反的加强减弱条件)其中 d 是两狭缝之间的距离， L 是两狭缝到屏的距离，λ是光波的波长.②相邻亮条纹(或相邻暗条纹)之间的中央间距：Δx ＝dL λ ③双缝干涉图样单色光：中央为 明条纹 ，两边为等间距对称分布 明暗相间条纹 ；复合光：中央为 明条纹 ，两边为等间距对称分布 彩色条纹 .白光：中央为白色明条纹.(4)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形成.②生活实例及应用：a .液膜干涉：劈形薄膜干涉可产生 平行明暗相间 的条纹.b .固膜干涉：增透膜. 膜的厚度： 4 介λ=d .增反膜： 2 介λ=d .c .气膜干涉：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.2.光的衍射现象(1)光的衍射光遇到障碍物时， 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)明显衍射的条件从理论上讲衍射是无条件的，但需发生明显的衍射现象的条件：当孔或障碍物的尺寸比光波的波长 小 ，或者跟光波的波长 相差不多 时，光才发生明显的衍射现象.(3)衍射图样①单缝衍射：单色光：中央是最宽的亮条纹，两侧为 不等 间隔的 明暗相间 的条纹；复合光：中央是最宽的亮条纹，两侧为 不等 间隔的 彩色 条纹，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光.注意：与双缝干涉的干涉条纹不同的是：干涉条纹 均匀分布 ，而衍射条纹的中央明纹 较宽 、 较亮 .②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环.(4)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 亮斑 ，这是光能发生 衍射 的有力证据之一.注意泊松亮斑与圆孔衍射条纹的区别：图甲是 泊松亮斑 ，图乙是 圆孔衍射 条纹.(5)光的衍射的应用用衍射光栅测定光波波长.3.光的偏振(1)自然光、偏振光自然光：从光源(如太阳、亮着的灯等)直接发出的光，包含着在垂直于传播方向的一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同.偏振光：①自然光通过偏振片后，在跟光传播方向垂直的平面内，光振动在某一方向较强而在另一些方向振动较弱，这样的光叫偏振光.②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° ，这时的 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.(2)光的偏振的物理意义光的偏振现象充分表明光波是 横波 .因为偏振现象是横波所特有的现象.(3)偏振光的应用全息照相、立体电影等.4.激光(1)激光的特点主要特点有： 相干性好 ； 平行度好 ； 亮度很高 .①激光是一种人工相干光，两束相同的激光在相遇区域叠加时，产生非常明显的 干涉现象 ；②激光具有非常好的 平行度 ，激光在传播很远的距离后仍然保持一定的强度； ③激光具有很强的亮度，激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量.(2)激光的重要应用应用： 通信 、 测距 、 光盘读取 、 切割 等.①由于激光是相干光，便于调制，常用来 传递信息 ， 光纤通信 就是激光和光导纤维相结合的产物；②激光测距雷达、激光刻录光盘等都是根据激光的 平行度 好的原理制成的；③利用激光在很短的时间内集中很大的 能量 的性质，用激光来切割各种物体、焊接金属及在硬质材料上打孔、医学上用激光做“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤、“焊接”剥落的视网膜等，利用激光产生的高温高压引起核聚变.重点难点突破一、正确识别生活中的干涉、衍射、折射、反射等光现象，掌握干涉、衍射条纹的特点 因白光是复色光，白光在干涉，衍射与折射时均可观察到彩色光带，生活中常见的干涉现象为薄膜干涉，如水面的油膜、照相机镜头前的增透膜、肥皂膜，相干光源是同一束光在薄膜前后两个表面的反射光.因可见光的波长很短，只有几百纳米，要观察到明显的衍射现象，障碍物或孔的尺寸必须很小.所以将眼眯成一条缝或透过纱巾观察到的彩色光带是白光经过缝隙产生的衍射现象.白光通过三棱镜形成的彩色光带是光的折射现象即色散，雨后天空中的彩虹产生也是光的色散现象.二、光的干涉条件的理解光的干涉条件是有两个频率相同、振动情况总是相同(或相差恒定)的波源，即相干波源由于不同光源发出的光的频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相位差，在一般情况下，很难找到两列相干光源.通常采用人造激光或将一束光一分为二，如图分别是利用双缝、楔形薄膜、空气膜、平面镜形成相干光源.三、双缝干涉中条纹间距和位置的分析及有关计算1.影响条纹间距的因素，Δx ＝dL λ，L 为双缝刻屏的距离，d 为两狭缝间的距离，λ为光的波长.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.若两光源振动完全一致，中央一定是亮纹，若两光源振动恰好相反，则中央为暗纹.分析时要结合两狭缝的具体位置及两光源的振动情况两个因素进行判断.3.单色光颜色、频率、波长的关系.光的颜色由光的频率决定，在可见光中，红光频率最低，紫光频率最高，真空中各色光光速相同，由c ＝λ·υ知，真空中红光波长最大，紫光波长最小.四、薄膜干涉条纹间距与弯曲方法的判断方法1.条纹出现在薄膜前表面的等厚线上，明纹产生的条件是厚度等于光波半波长的整数倍.2.等倾干涉条纹是均匀的，相邻明纹间的高度差是一个常数，是由厚度决定.如图若薄片变厚，θ增大，第一条明纹位置向左移动且相邻明纹的间距变密.3.若被检查平面平整则干涉图样是等间距明暗相同的平行直条纹.若某处凹下，则对应明(暗)条纹提前出现，如图(a)所示；若某处凸起，则对应明(暗)条纹延后出现，如图(b)所示.典例精析1.各种光现象的识别【例1】分析以下现象产生的原因：(1)通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光；(2)菜汤上的油花呈现彩色；(3)隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围辐射彩色的光芒；(4)光线照在花布上，可以看见花布上的图样.【解析】(1)白光通过盛水的玻璃杯发生折射，产生色散，在适当的角度，各色光分离较大，可看到彩色光.(2)光经过菜汤上油膜的上、下两表面发生反射，两列反射光波相互叠加，产生干涉条纹，因此菜汤上的油花呈现彩色.(3)远处发出的光经过帐幔的缝隙，产生衍射，因此远处的灯周围辐射彩色的光芒.(4)光线照在花布上看见花布的图样，是由于光的反射与吸收的结果.花布是由各种颜色的花纹组成的，当白光照在花布上时红色花纹反射红光，吸收其他颜色的光，这样我们在该位置只看到红色.同理可以看到各种花纹反射的颜色.这样可以看到花布的图样.【思维提升】题目中的四种现象都使观察者看到彩色光，但它们产生彩色光的原因不尽相同，解答这类说理题要求我们善于透过现象抓住事物的本质.【拓展1】如图所示为单色光源发出的光经一狭缝照射到光屏上，可观察到的图像是( A )【解析】单色光源经狭缝产生衍射，衍射图样是间距不等明暗相间，中央宽而亮，两边宽度和亮度逐渐降低的条纹，且两边明条纹的亮度迅速降低，只有A符合这些特点.故本题答案为A.2.对相干光源的理解及干涉规律的实际应用【例2】1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验).(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源.M为一平面镜.试用平面镜成像作图法在图上画出S 经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域.(2)设光源S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a 和L ，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹.写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx 的表达式.【解析】(1)根据平面镜成像特点(对称性)，先作出S 在镜中的像，画出边沿光线，范围如图所示.(2)要求记住杨氏双缝干涉实验中干涉条纹宽度与双缝间距、缝屏距离、光波波长之间的关系Δx ＝d L λ，因为d ＝2a ，所以Δx ＝aL 2λ 【思维提升】对于双缝干涉原理的理解是很重要的，关键是杨氏的“一分为二”的实验设计思想.光源S 在平面镜中所成的像与S 本身构成了相干光源.要获得稳定的干涉，就是要找到相干光源.如还可以利用两块成很小角度的平面镜的反射光进行干涉实验等.【拓展2】在杨氏双缝干涉实验中，如果( BD )A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D.用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹【解析】白光是由不同频率单色光组成的复色光，各种色光都能形成明暗相间的条纹，各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹，由于两侧条纹间距与各色光波长成正比，即红光的亮条纹间宽度最大，紫光亮条纹间宽度最小，除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹，所以A 错，B 正确；当两缝用不同光照射时，两光频率不同，不是相干光，不能呈现彩色条纹，C 错；遮住一缝，则为衍射实验，屏上将呈现间距不等的条纹，D 正确.3.双缝干涉中明暗条纹出现的条件及定量计算【例3】如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm 的橙色光源照射单缝S ，在光屏中央P 处观察到亮条纹，在位于P 点上方的P 1点出现第一条亮纹中心(即P 1到S 1、S 2的路程差为一个波长)，现换用波长为400 nm 的紫光源照射单缝，则( )A.P 和P 1仍为亮点B.P 为亮点，P 1为暗点C.P 为暗点，P 1为亮点D.P 、P 1均为暗点 【解析】从单缝S 射出的光波被S 1、S 2两缝分成的两束光为相干光，由题意，屏中央P 点到S 1、S 2距离相等，即由S 1、S 2分别射出的光到P 点的路程差为零，因此是亮纹中心.因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P 点都是中央亮纹中心.而P 1点到S 1、S 2路程相差刚好是橙光的一个波长，即|P 1S 1－P 1S 2|＝600 nm ＝λ橙，则两列光波到达P 1点振动情况完全一致，振动得到加强，因此出现亮纹.当换用波长为400 nm 的紫光时，|P 1S 1－P 1S 2|＝600 nm ＝23紫 ，则两列光波到达P 1点时振动情况完全相反，即由S 1、S 2射出的光波到达P 1点就相互消弱，因此，出现暗条纹.综上所述，选项B 正确.【答案】B【思维提升】判断屏上某点为亮纹还是暗纹，要看该点到两个光源(双缝)的路程差与波。