2018_2019学年高中物理第5章光的干涉衍射偏振章末整合提升学案鲁科版
高中物理第5章光的干涉衍射和偏振第1节光的干涉提升训练鲁科版选择性必修第一册
第1节光的干涉基础过关练题组一对双缝干涉的理解1.(多选)关于光的干涉,下列说法中正确的是 ()A.在双缝干涉现象中,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B.在双缝干涉现象中,入射光波长变长,相邻两个明条纹间距将变大C.只有频率及振动方向相同的两列光波才能产生干涉D.频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定2.在双缝干涉实验中,双缝的作用是 ()A.遮住过于强烈的光B.形成两个振动情况相同的光源C.使白光变成单色光D.使光发生折射3.(多选)杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(n为自然数,λ为光波波长) ()A.在到双缝的距离差相等的点形成暗条纹B.在到双缝的距离差为nλ的点形成明条纹的点形成明条纹C.在到双缝的距离差为nλ2λ的点形成暗条纹D.在到双缝的距离差为n+124.某同学自己动手利用如图所示器材观察光的干涉现象,其中,A为单缝屏,B为双缝屏,C为像屏。
当他使一束阳光照射到A上时,屏C上并没有出现干涉条纹,他移走B后,C上出现一窄亮斑。
实验失败的原因最可能是()A.单缝S太窄B.单缝S太宽C.S到S1与到S2的距离不相等D.阳光不能作为光源5.在双缝干涉实验中,光屏上某点P到双缝S1和S2的路程差为7.5×10-7 m,如果用频率为6.0×1014 Hz的黄光照射双缝,(光速c=3×108 m/s)试问:(1)该黄光的波长是多少?(2)P点出现亮条纹还是暗条纹?深度解析题组二双缝干涉图样6.用一束单色光做杨氏双缝干涉实验,经双缝后光照射到光屏上,可观察到的图像是图中的()7.(2020北京高二期末)用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹,在光源与单缝之间加上红色滤光片后()A.干涉条纹消失B.彩色条纹中的红色条纹消失C.中央条纹变成暗条纹D.中央条纹变成红色8.(多选)双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝S后,投射到有双缝的挡板上,双缝S1和S2到单缝S的距离相等,光通过双缝后在光屏上形成干涉条纹。
2019年高中物理选修3-4第5章 光的干涉 衍射 偏振第1节 光的干涉鲁科版练习题三十七
2019年高中物理选修3-4第5章光的干涉衍射偏振第1节光的干涉鲁科版练习题三十七➢第1题【单选题】登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率n=1.5，所要消除的紫外线的频率ν=8.1×10^14 Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是( )A、9.25×10^﹣8 mB、1.85×10^﹣7 mC、1.23×10^﹣7 mD、6.18×10^﹣8 m【答案】：【解析】：➢第2题【单选题】如图给出4个明暗相间的图样，已知它们分别是红光、蓝光（红光波长比蓝光波长大）在相同干涉仪器中的双缝干涉图样以及黄光、紫光（黄光波长比紫光波长大）在相同的衍射仪器中的单缝衍射图样（黑色部分表示亮纹），则在下面的四个图中从左往右排列的亮条纹的颜色依次是( )A、红黄蓝紫B、红紫蓝黄C、蓝紫红黄D、蓝黄红紫【答案】：【解析】：➢第3题【单选题】用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。
图（a）是点燃酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。
将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A、当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B、当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C、当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D、干涉条纹保持原来状态不变【答案】：【解析】：➢第4题【单选题】明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是( )A、若增大入射角i，则b光最先消失B、在该三棱镜中a光波速小于b光C、若a、b光通过同一双缝干涉装置，则屏上a光的条纹间距比b光宽D、若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压高【答案】：【解析】：➢第5题【单选题】下面有关光的干涉现象的描述中，正确的是( )A、在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变宽B、白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发生干涉形成彩色条纹C、在光的双缝干涉实验中，若缝S1射入的是绿光，S2射入的是紫光，则干涉条纹是彩色D、光的干涉现象不能说明光是一种波【答案】：【解析】：➢第6题【单选题】下列说法中正确的是( )A、光的衍射现象说明了光具有粒子性B、用标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象C、光从光疏介质射入光密介质时也可能发生全反射D、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象【答案】：【解析】：➢第7题【单选题】在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样．若要减小干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是( )A、改用红色激光B、改用蓝色激光C、减小双缝间距D、将屏幕向远离双缝的位置移动【答案】：【解析】：➢第8题【单选题】一束平行光，通过双缝后，在屏上得到明暗相间的条纹，则下列说法中正确的是( )A、相邻明条纹和暗条纹的间距不等B、将双缝中某一缝挡住，屏上条纹将消失而出现一条亮线C、将双缝中某一缝挡住，屏上出现间距不等的明暗条纹D、将双缝中某一缝挡住，则屏上的条纹与原来一样，只是亮度减半【答案】：【解析】：➢第9题【单选题】利用激光很容易实现光的干涉现象，这是因为( )A、激光的亮度高B、激光的方向性好C、激光的频率、偏振方向几乎相同D、激光的能量集中【答案】：【解析】：➢第10题【单选题】表面有油膜的透明玻璃片，当有阳光照射时，可在玻璃片表面和边缘分别看到彩色图样，这两种现象( )A、都是色散现象B、前者是干涉现象，后者是色散现象C、都是干涉现象D、前者是色散现象，后者是干涉现象【答案】：【解析】：➢第11题【单选题】用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．点燃酒精灯并在灯芯上洒些盐，竖立着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．下面说法正确的是( )A、当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B、当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C、当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D、干涉条纹保持原来状态不变【答案】：【解析】：➢第12题【单选题】对于双缝干涉实验现象，除给定因素外其它不变，下列说法正确的是( )A、两缝间距越小条纹间距越小B、光屏离双缝越远条纹间距越小C、七色光中，用红光做实验时条纹间距最大D、用白光做双缝干涉实验得到的是黑白相间的条纹【答案】：【解析】：➢第13题【单选题】原子结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验现象提出的( )A、光电效应实验B、α粒子散射实验C、氢原子光谱实验D、杨氏双缝干涉实验【答案】：【解析】：➢第14题【单选题】光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列选项符合实际应用的是( )A、在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象B、用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的干涉现象C、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象D、用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象．【答案】：【解析】：➢第15题【单选题】如图所示是用光学的方法来检查一物体表面光滑程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其表面光滑程度的物体，C为单色入射光，如果要说明能检查平面光滑程度的道理，则需要用到的下列光学概念是( )A、反射和干涉B、全反射和干涉C、反射和衍射D、全反射和衍射【答案】：【解析】：➢第16题【单选题】先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大的那种单色光，比另一种单色光( )A、在真空中的波长较短B、在玻璃中传播的速度较大C、在玻璃中传播时，玻璃对其折射率较大D、在真空中传播速度大【答案】：【解析】：➢第17题【单选题】世界很大，我们都想去看看，人们能够用眼睛去看世界，这与光密不可分．下列对光的描述中正确的是( )A、分别用红光和紫光照射同一双缝干涉实验装置，在光屏上得到紫光的条纹间距比红光的大B、当单缝的宽度大于光的波长时，不能发生衍射现象C、光的偏振现象说明光是横波D、光不能发生多普勒效应【答案】：【解析】：➢第18题【多选题】下列说法中正确的是( )A、全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性B、在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为紫光，则条纹间距变宽C、如果测量到来自遥远星系上的元素发出的光波长变长，这说明星系正在远离我们而去D、拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以增加透射光的强度【答案】：【解析】：➢第19题【多选题】下列说法不正确的是( )A、由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光B、光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹C、均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波D、只有横波才能产生干涉现象【答案】：【解析】：➢第20题【多选题】下列说法正确的是( )A、从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光的大B、由空气中看到水中鱼的像是虚像，且像的位置比鱼的实际位置高，由水中看到空气中物体的像也是虚像，像位置仍比物体的实际位置高C、在杨氏双缝干涉实验中，将入射光由绿光换成紫光，条纹间距变窄D、在光的薄膜干涉实验中，当薄膜干涉条纹是等距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等E、只要发射电磁波电路的电磁振荡一停止，产生的电磁波立即消失【答案】：【解析】：➢第21题【多选题】关于下面四幅图所对应的光学现象，下列说法正确的是( )A、甲图可能是单色光形成的双缝干涉图样B、在乙漫画中，由于光的折射，鱼的实际位置比人看到的要深一些C、若丙图是光从玻璃射入空气中时的光路图，则其入射角是30°D、丁图为一束由红光、紫光组成的复色光c射入半球形玻璃体后分成光束a、b的光路图，可知其中a为红光【答案】：【解析】：➢第22题【多选题】抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同．观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是( )A、这里应用的是光的衍射现象B、这里应用的是光的干涉现象C、如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D、如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细【答案】：【解析】：➢第23题【多选题】下列说法正确的是( )A、太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用光的衍射原理B、医院里用于检测的“彩超”的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速．这一技术应用了多普勒效应C、拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度D、大量光子的行为波动性越显著，个别光子的行为粒子性越显著【答案】：【解析】：➢第24题【多选题】下列属于光的干涉现象的是( )A、牛顿环B、泊松亮斑C、阳光下五彩的肥皂泡D、海市蜃楼【答案】：【解析】：➢第25题【多选题】下列说法中正确的是( )A、水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C、狭义相对论认为：光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变D、波长越短的电磁波，反射性能越强E、在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球速度为零的最高处开始计时，以减小实验误差【答案】：【解析】：➢第26题【多选题】一复色光中只含有a、b两种单色光，用该复色光照射一竖直理想透明薄膜（膜层厚度从零开始，上薄下厚）时，得到如图甲所示的干涉图样．若用此复色光通过玻璃半球射向空气时，下列四个光路图中可能符合实际情况的是( )A、B、C、D、【答案】：【解析】：➢第27题【多选题】下列说法正确的是( )A、阳光下水面上的油膜的彩色条纹属于薄膜干涉现象B、因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光密介质C、白光通过玻璃棱镜发生色散现象时，红光的偏折最大，紫光的偏折最小D、做双缝干涉实验时，增大光的波长可以增大屏上相邻亮条纹之间的距离．E、激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点【答案】：【解析】：➢第28题【多选题】光的干涉现象在技术中有重要应用。
高中物理第5章光的干涉衍射和偏振1光的干涉练习含解析鲁科版选择性1
光的干涉(25分钟·70分）一、选择题（本题共6小题，每题6分，共36分)1。
小朋友吹出的肥皂泡、热菜汤表面的油花、马路上积水表面的油膜,都有彩色花纹.这是下列哪种原因形成的（）A。
光的色散B。
光的干涉C.光的直线传播D。
光的衍射【解析】选B。
光照射在水面上的油膜上,光在油膜的上下两个表面分别发生反射,两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹。
所以选B。
2.双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。
屏上O点距双缝S1和S2的距离相等,P点是距O点最近的第一条亮条纹.如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是（）A.O点是红光的暗条纹B。
O点不是蓝光的亮条纹C.红光的第一条亮条纹在P点的上方D。
蓝光的第一条亮条纹在P点的上方【解析】选C.O点处波程差为零，对于任何光都是振动加强点,均为亮条纹，故A、B错误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δy=λ，因为红光的波长大于绿光,蓝光的波长小于绿光,则红光的条纹间距大于绿光，蓝光的条纹间距小于绿光,所用红光的第一条亮纹在P点的上方,蓝光的第一条亮纹在P点的下方,故C正确，D 错误。
3。
某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B,容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。
如果屏的正中央O点变为暗纹,说明B中气体（）A.一定含瓦斯B.一定不含瓦斯C。
不一定含瓦斯D。
无法判断【解析】选A。
如果屏的正中央O点变为暗纹,说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯。
4.(多选）如图所示是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏,用绿光从左边照射单缝S时,可在光屏P上观察到干涉条纹。
2017_2018学年高中物理第5章光的干涉衍射偏振第1节光的干涉教学案鲁科版选修3_4201802
第1节光的干涉1．杨氏双缝干涉实验证明光是一种波。
2．要使两列光波相遇时产生干涉现象，两光源必须具有相同的频率和振动方向。
3．在双缝干涉实验中，相邻两条亮纹或暗纹间的距离Δyl d＝λ，可利用λ＝Δy测定光的波长。
d l4．由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象叫薄膜干涉。
对应学生用书P47光的干涉及其产生条件[自读教材·抓基础]1．实验现象l在屏上出现明暗相间的条纹。
相邻两条亮纹或暗纹间的距离Δy＝λ，式中的d表示两d缝间距，l表示两缝到光屏的距离，λ为光波的波长。
2．实验结论证明光是一种波。
3．光的相干条件相同的频率和振动方向。
[跟随名师·解疑难]1．杨氏双缝干涉实验原理透析(1)双缝干涉的装置示意图：实验装置如图511所示，有光源、单缝、双缝和光屏。
图511(2)单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝，杨氏那时没有激光，因此他用强光照亮一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝发生干涉。
1(3)双缝的作用：平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。
2．光屏上某处出现亮、暗条纹的条件频率相同的两列波在同一点引起的振动发生叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致，即振动方向总是相同，总是同时过最高点、最低点、平衡位置；暗条纹处振动步调总相反，具体产生亮、暗条纹的条件为：(1)亮条纹的条件：光屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。
λ即|PS1－PS2|＝kλ＝2k·(k＝0,1,2,3，…)2(2)暗条纹的条件：光屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍。
λ即|PS1－PS2|＝(2k＋1) (k＝0,1,2,3，…)23．双缝干涉图样的特点(1)单色光的干涉图样：若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等。
18学年高中物理章末通关演练(五)光的干涉衍射偏振鲁科版选修3_4
章末通关演练(五) 光的干涉衍射偏振(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分，每小题只有一个选项正确。
)1．有两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象。
这是因为( ) A．两个光源发出的光的频率不同B．两个光源发出的光的强度不同C．两个光源的光速不同D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源2．如图1所示，一束自然光通过起偏器照射到光屏上，则图中光屏上不发亮的是(起偏器上用箭头表示其透射方向)( )图13．(大纲全国卷)在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm的光，在距双缝1.00 m的屏上形成干涉图样。
图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm，则双缝的间距为( ) A．2.06×10－7 m B．2.06×10－4 mC．1.68×10－4 m D．1.68×10－3 m4．下列应用激光的事例中错误的是( )A．利用激光进行长距离精确测量B．利用激光进行通信C．利用激光进行室内照明D．利用激光加工坚硬材料5．如图2所示的四个图形中，著名的泊松亮斑的衍射图样是( )图26.某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图3所示的衍射图样。
据此可以判断出( )图3A．甲是光线射到圆孔后的衍射图样，乙是光线射到圆板后的衍射图样B．乙是光线射到圆孔后的衍射图样，甲是光线射到圆板后的衍射图样C．甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样，甲孔的直径较大D．甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样，乙板的直径较大7．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送信号是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象8．如图4所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。
鲁科版高中物理选修3-4课件高二：第5章光的干涉衍射偏振本章整合
8
专题一 专题二
知识网络
专题归纳
【例题 2】 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,某同学安装实验装 置如图甲所示,调试好后能观察到清晰的干涉条纹。
甲
9
知识网络
专题归纳
专题一 专题二
(1)根据实验装置知,②③④依次是
、
、
。
(2)某次实验时,该同学调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐某亮
纹的中心,如图乙所示,此时螺旋测微器的读数为
3
知识网络
专题归纳
专题一 专题二
专题一 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 Δy 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 Δy=dl 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,如 课本中的实验,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。真空中各色光光速相同,由 c=λν 知,真空中红光波长最大,紫光最 小。
鲁科版高中物理选择性必修第一册 第5章 光的干涉、衍射和偏振 第2节 科学测量：用双缝干涉测光的波长
(2)1.970
探究二
实验数据处理和误差分析
例题2 在用双缝干涉测光的波长实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装
在光具座上(如图甲所示),并选用缝间距d=0.20 mm的双缝屏。从仪器注
明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离l=700 mm。然后,接通电源使光源
正常工作。
甲
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。某同学调整手轮
与双缝不平行。
5.测量头在使用时,应使中心刻度线对应着亮(暗)条纹的中心。
6.光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行靠近。
易错辨析 判一判
1.在用双缝干涉测光的波长实验中,单缝的作用是获得频率保持不变的相
干光源。( × )
2.在用双缝干涉测光的波长实验中,双缝的作用是获得两个振动情况相同
的相干光源。( √
数如图丙所示,则对准第1条时读数y1=
mm,对准第4条时读数y2=
mm。
(2)写出计算波长λ的表达式,λ=
(用符号表示),λ=
m。
解析 (1)读数y1=2 mm+0.01×19.0 mm=2.190 mm,
y2=7.5 mm+0.01×37.0 mm=7.870 mm。
(2)相邻两亮条纹中心间距
(2 -1 )
测量亮条纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,
使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮条纹的中心(如图乙所示),
记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮条纹
的中心,记下此时手轮上的读数。
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时,手轮上的读
轴线
轴线
高中物理 第5章 光的干涉 衍射 偏振 第4节 激光与全息照相知识导航素材 鲁科版
第4节激光与全息照相思维激活在许多不同的领域和场合,你一定接触或听说过“激光”这一神奇之光,那么,激光到底是什么样的光,它为什么有这么大的用途?提示:激光技术的出现到现在不过五十年的时间,它的出现不仅使光学焕发新的青春和活力,而且对整个科学技术的发展起到了重大的促进作用.为什么激光有这么大的影响力?这和它的特殊性能是分不开的:异常高的亮度——这是激光与普通光源的最根本区别,其单色性好、方向性强而且便于控制.激光技术已经广泛地应用到通讯、军事、工农业生产、医疗卫生、生活娱乐等各方面.激光的用途很广,各国科学家正致力于这方面的研究,相信不远的将来,激光会有更大的用武之地.自主整理一、激光及其特性1.激光是___________________产生的光,是20世纪最重大的科学发现之一.2.激光的三大特点分别是:____________、____________、____________.二、激光的应用激光诞生后的最重大应用是____________,它是应用激光的____________来实现的,这是因为激光具有____________的特点,是很好的相干光源.高手笔记激光的特性及用途:(1)激光是原子受激辐射产生的光,频率相同,单色性好,是一种人工产生的相干光,具有高度的相干性.它能像无线电波那样进行调制,用来传递信息;记录和再现全息照相是通过激光来实现的.(2)激光的方向性强,也就是平行度非常好,可以用来精确地测距、用来刻制光盘及读出光盘上记录的信息.(3)激光的亮度高,可以用来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔.名师解惑1.激光为什么是相干光?而普通灯泡发出的光不是相干光?剖析:激光是从物质的原子中发出来的,原子获得能量后,处于不稳定状态,它会以光子的形式把能量辐射出去.但是,普通光源——灯泡,灯丝中的每个原子在什么时刻发光,朝哪个方向发光,都是不确定的,发光的频率也不一样.这样的光在叠加时,一会儿在空间的某点加强,一会儿又在这点削弱,不能形成稳定的亮区和暗区,所以不能发生干涉,因而是非相干光.激光的光源原子发生受激辐射时,发出的光子的频率、发射方向,都跟入射光子完全一样.能产生稳定的干涉图样,是相干光.2.激光有哪些方面的应用?剖析:(1)利用单色性、相干性:拍频技术(可精密测定各种移动、转动和振动速度)、激光地震仪、精密导航、光纤通信、全息照片、工业探伤、激光全息摄影等.(2)利用方向性强、亮度高:测距、激光雷达、读取VCD机、CD唱机和计算机的光盘、切割金属、打孔、医学上切除肿瘤等.(3)利用亮度高:军事上的激光炮弹、医疗上的激光手术等.讲练互动【例题1】下列说法正确的是（）A.两支铅笔靠在一起,自然光从笔缝中通过后就成了偏振光B.偏振光可以是横波,也可以是纵波C.因为激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象D.激光可以像刀子一样切除肿瘤解析：两支普通铅笔靠在一起,中间的缝远远地大于光的波长,因此,光从中通过时不会成为偏振光;光是横波,偏振光也是横波;激光也是光,因此激光就具有光波的特性,能够发生衍射现象;激光有很多用途,其中可用来做手术,切除肿瘤.答案：D绿色通道激光是一种特殊的光,光的一切规律都可以直接应用于激光.变式训练1.下列应用激光的事例中错误的是（ ）A.利用激光进行长距离精确测量B.利用激光进行通信C.利用激光进行室内照明D.利用激光加工坚硬材料解析:激光的单向性好,不利于室内照明,并且大功率的激光要靠专门的激光器产生,成本太高,且由于激光的能量集中,会对人体产生伤害,因此选项C 所述应用是错误的.其他三个选项的应用都很好地应用了激光的方向性强、单色性好、亮度高的特性.答案:C【例题2】一台激光器,它的功率为P,如果它发射出的单色光在空气中的波长为λ,则这束单色光的频率是__________,它在时间t 内辐射的光能为____________,如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v,那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为_________.解析：根据v=λf 可得这束单色光的频率f=c/v;激光器的时间t 内所做的功W=Pt 转化为光能;这束单色光对该介质的折射率n=c/v,设它从该介质射向真空发生全反射的临界角为C,则sinC=1/n=v/c,所以C=arcsin(v/c). 答案： cPt arcsin(v/c)绿色通道这道题虽以激光为命题背景,但解题的根据仍然是前面所学过的光学规律.变式训练2.一束激光从空气射入玻璃中,则其（ ）A.频率不变,波长变长B.频率变大,波长不变C.频率不变,波长变短D.频率变小,波长不变解析:激光的单色性好,其频率由光源决定,与介质无关,从空气射入玻璃后,波速减小,根据λ=v/f,知波长应变短,故选C.答案:C教材链接【讨论与交流】(课本第110页)请根据自己平时对激光的了解,说说你身边熟悉的激光应用,并试着说说什么是激光,激光有哪些特性.答:激光(laser)是一种特殊的光,自然界中的发光体不能发出激光.1960年,人类在实验室里首次发射出了激光.激光具有以下几个特点:(1)激光是人工产生的相干光,其单色性好,相干性好.激光的频率比较单一,相干性非常好,颜色特别纯.用激光做衍射、干涉实验,效果很好.(2)激光束的方向性强.从激光器发出的激光具有极好的平行性,几乎是一束方向不变、发散角很小的平行光.传播几千米后,激光斑扩展范围不过几厘米,而探照灯的光束将扩展到几十米范围.(3)亮度高.激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量.激光的应用,主要有以下几类:(1)光纤通信激光可以像无线电波那样进行调制,可用来传播信息,而且因为它的频率比无线电波高,所以激光携带的信息量比无线电波大.光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物.(2)激光测距因为激光的平行度好,所以传播很远的距离仍能保持一定的强度,利用这一特点,对准目标发射一个激光脉冲,测量脉冲发射和接收到反射回的脉冲的时间间隔Δt,可精确测量出距离s=21c·Δt.激光雷达就是根据这一原理制成的. (3)激光写、读由于激光的平行度好,激光可以会聚到一个很小的点上,利用激光可以在光盘上刻录密度很高的信息,也可以利用激光从VCD 机、CD 唱机或计算机的光盘上读出记录的信息,经过处理后还原成声音或图像.(4)激光加工将激光器发出的激光经光学系统聚焦后,在待加工的工件上形成密度很高、能量很大、直径很小的光斑,使受照部位迅速熔化或汽化,以完成特定要求的加工,包括切割、焊接、打孔、划片、整形、热处理和表面处理等.(5)激光手术(亦称光刀手术)利用激光器发射的激光作为手术刀进行切割、汽化等外科手术.激光手术有以下优点:①对凝固血管很有效,使不流血手术得以实现;②手术切缘锐利、平整;③由于激光手术是非接触手术,对于一些操作困难的部位实施手术尤为方便;④切割恶性肿瘤时,因激光能随时封闭毛细血管和淋巴液通道,有助于防止肿瘤细胞的扩散和转移.除激光手术外,在医疗上还可以进行激光治疗.(6)激光武器利用大能量激光器发射的激光束来攻击敌方,使被照射处形成能量、密度很高的光斑,被照射物体表面迅速熔化或汽化.激光武器具有很强的攻击力,常被称作“死光”.激光以3×108 m/s 的高速出击,只要对准目标,即可命中.在射击快速运动目标时无需考虑提前量,因此特别适合用来防御快速侵袭的低空飞机、导弹以及拦截军事卫星等.而且激光发射器发射激光时反作用力很小,即使在高速飞行的飞机上使用,也几乎不影响命中率.(7)可控聚变反应中的应用科学家设想把核燃料制成小颗粒,用激光从四面八方对它进行照射,利用强激光产生的高压引起聚变,从而实现可控聚变反应.(8)全息照相全息照片的拍摄利用了光的干涉原理,要求参考光和物光具有很高的相干性,激光恰好具备这一特点.。
高中物理第5章光的干涉衍射和偏振第3节光的衍射提升训练鲁科版选择性必修第一册
第3节光的衍射基础过关练题组一光的衍射的理解1.(多选)以下对光的衍射现象的定性分析中,正确的是 ()A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象B.衍射图样是光波相互叠加的结果C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论2.观察单缝衍射现象时,把缝宽由0.2 mm逐渐增大到0.8 mm,看到的现象是()A.衍射条纹的间距逐渐变小,衍射现象逐渐不明显B.衍射条纹的间距逐渐变大,衍射现象越来越明显C.衍射条纹的间距不变,只是亮度增强D.以上现象都不会发生3.(2020浙江高二期末)在观察光衍射的实验中,分别观察到如图甲、乙所示清晰的明暗相间图样,图中黑线为暗纹。
那么障碍物应是 ()A.乙图对应的是很小的不透明圆板B.甲图对应的是很大的不透明圆板C.乙图对应的是中间有大圆孔的不透明挡板D.甲图对应的是中间有小三角形孔的不透明挡板4.在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处的线状白炽灯丝(灯丝平行于狭缝),可以看到 ()A.黑白相间的直条纹B.黑白相间的弧形条纹C.彩色的直条纹D.彩色弧形条纹5.(多选)沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的天气现象,发生沙尘暴时能见度只有十几米,天气变黄变暗,这是由于这种情况下()A.只有波长较短的一部分光才能到达地面B.只有波长较长的一部分光才能到达地面C.只有频率较大的一部分光才能到达地面D.只有频率较小的一部分光才能到达地面题组二单缝衍射与双缝干涉6.关于光的干涉和衍射现象,下列说法正确的是()A.光的干涉现象遵循波的叠加原理,衍射现象不遵循波的叠加原理B.白光的干涉条纹是彩色的,衍射条纹是黑白相间的C.光的干涉现象说明光具有波动性,光的衍射现象不能说明这一点D.光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果7.在光的单缝衍射实验中,可观察到清晰的明暗相间的图样,以下四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()A.a、cB.b、cC.a、dD.b、d8.(多选)如图所示为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样,则(深度解析)A.甲为红光的衍射图样B.乙为紫光的干涉图样C.丙为红光的衍射图样D.丁为紫光的干涉图样9.(多选)如图(a)所示是做双缝干涉实验的示意图。
新教材高中物理第5章光的干涉衍射和偏振第3节光的衍射学案鲁科版选择性必修第一册
第3节光的衍射[核心素养·明目标]核心素养学习目标物理观念知道光的衍射现象，明确产生明显衍射现象的条件．科学思维掌握干预与衍射的区别，会区分衍射条纹和干预条纹．科学探究会用实验探究光的衍射规律，提高实验能力．科学态度与责任了解衍射对分辨本领的影响和衍射光栅，体会生活中光的衍射现象的应用．知识点一衍射现象1．光的衍射定义光绕过障碍物偏离直线传播的现象称为光的衍射．2．衍射现象分类(1)圆孔衍射(2)单缝衍射(3)边缘衍射(4)泊松亮斑3．光的明显衍射的条件只有当障碍物或孔的尺寸接近光的波长时，衍射才是明显的．光的衍射现象证明光是一种波．1：思考辨析(正确的打“√〞，错误的打“×〞)(1)衍射和干预条纹都是明暗相间的，所以二者是一样的．(×)(2)所有光都能发生衍射现象．(√)(3)红光比紫光更容易发生明显衍射现象．(√)知识点二衍射对分辨本领的影响及衍射光栅1．一个光学仪器的分辨本领是指将彼此靠近的物体的像别离开来的能力．2．光学显微镜和望远镜等光学仪器，其透镜就相当于小圆孔，透镜直径越小，产生的衍射现象越明显，分辨本领就越低．3．衍射光栅(1)定义在两个螺杆上绷上许多平行的细金属线，或者在玻璃片上刻上许多均匀的细槽．因为它有类似栅栏的形状，所以被称为衍射光栅．衍射光栅可分为透射光栅和反射光栅．(2)光栅衍射的图样①在接收屏上得到的光栅衍射图样是单缝衍射和多缝干预的共同结果．②多缝干预的结果使光栅衍射的亮条纹的宽度比单缝衍射时窄得多．单缝衍射和双缝干预都是光波叠加的结果吗？提示：是光波叠加时加强或削弱的结果．2：思考辨析(正确的打“√〞，错误的打“×〞)(1)显微镜的镜头越小其分辨本领越低．(√)(2)多缝干预的结果使光栅衍射的宽度比单缝衍射时更宽．(×)(3)光栅的衍射图样是单缝衍射和多缝干预的共同结果．(√)考点1 光的衍射取3块不透光的板，在每块板的中间各开1个圆孔，3块板所开的圆孔大小不一．先用点光源照射圆孔最大的那块板，在屏上会出现一个明亮的圆形光斑图a；再换上圆孔中等的那块板，在屏上会出现图b；最后用圆孔最小(直径约为1 mm)的那块板，在屏上会出现图c．(1)屏上图b产生了什么现象？(2)比拟屏上图b和图c，说明了什么？提示：(1)衍射现象．(2)孔越小，衍射现象越明显．1．单缝衍射图样(1)中央条纹最亮，越向两边越暗；条纹间距不等，越靠外，条纹间距越小，中央条纹最宽，两边条纹宽度变窄．(2)缝变窄通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮条纹的亮度降低．(3)中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关，入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大．(4)用白光做单缝衍射实验时，中央亮条纹是白色的，两边是彩色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮．2．圆孔衍射图样(1)中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小，如下图．(2)圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱．(3)用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大．(4)白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环．(5)只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样．在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏上依次得到几种不同的现象——圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)．3．不透明的小圆板衍射图样(泊松亮斑)(1)中央是亮斑．(2)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)周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小．【典例1】(多项选择)在观察光的衍射实验中，分别观察到如图甲、乙所示的清晰的明暗相间的图样，图中黑线为暗纹．那么障碍物应是( )甲乙A．甲图对应的障碍物应是小圆孔B．甲图对应的障碍物是小圆板C．乙图对应的障碍物应是小圆板D．乙图对应的障碍物是小圆孔AC[比拟两图，它们的背景明显不同，甲图的背景为黑色阴影，说明障碍物应是很大的不透明挡板，中间有透光并且带有衍射图样的花纹，说明挡板的中间有小圆孔；乙图的背景为白色，说明周围没有障碍物，中间有不透光圆形阴影，并且带有衍射图样的花纹，说明中间存在很小的不透明圆板，乙图正中央的小亮点是泊松亮斑．故A、C正确，B、D错误．]小圆板衍射与圆孔衍射的比拟(1)小圆板衍射与圆孔衍射均是明暗相间的圆形条纹，中心均有亮斑．(2)圆孔衍射图样中心亮斑较大，而泊松亮斑较小．(3)圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大，小圆板衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而减小．(4)圆孔衍射图样的外侧是黑暗的，而小圆板衍射图样的外侧是明亮的．[跟进训练]1．对于单缝衍射现象，以下说法正确的选项是( )A．缝的宽度d越小，衍射条纹越亮B．缝的宽度d越小，衍射现象越明显C．缝宽度d越小，光传播路线越接近直线D．入射光的波长越短，衍射现象越明显B[单缝衍射现象中，波长越长越容易衍射，中央亮纹越宽，所以d减小，相对波长变长，因此衍射现象越明显，B对．缝宽度d越小，越表达光子的随机性，衍射越明显，入射光的波长越长，衍射现象越明显，所以答案为B．]考点2 单缝衍射、双缝干预的比拟如图甲是光的干预图样，如图乙是光的衍射图样，在条纹宽度和条纹间距方面有什么不同？提示：甲图条纹宽度相等，乙图不等．甲图条纹间距等距，乙图不等．单缝衍射与双缝干预的比拟器形成的干预图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色局部表示亮纹)．那么在下面的四个图中从左往右排列，哪个图是黄光形成的条纹( )A B C DD[双缝干预的图样是明暗相间的干预条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故A、C是红光、蓝光各自通过同一个双缝干预仪器形成的干预图样；单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越长，中央亮条纹越粗，故B、D是衍射图样，紫光波长较短，那么中央亮条纹较细，故B是紫光的衍射条纹，D是黄光的衍射条纹．应选D．]区分双缝干预条纹与单缝衍射条纹的方法(1)根据条纹的宽度区分：双缝干预的条纹是等宽的，条纹间的距离也是相等的，而单缝衍射的条纹，中央亮条纹最宽，而两侧的亮条纹逐渐变窄．(2)根据亮条纹的亮度区分：双缝干预条纹，从中央亮纹往两侧亮度变化很小，而单缝衍射条纹的中央亮纹最亮，而两侧的亮纹逐渐变暗．[跟进训练]2．如下图的四幅明暗相间的条纹图样，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干预仪器形成的干预图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色局部表示亮纹)．那么下面的四幅图从左到右排列，亮条纹的颜色依次是( )A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫B[双缝干预条纹是等间距的条纹，单缝衍射条纹是中间最宽、两边越来越窄的条纹，因此1、3是干预条纹，2、4是衍射条纹．干预条纹中，光的波长越长，条纹越宽，因此1是红光，3是蓝光．同一单缝衍射条纹，波长越长，条纹越宽，因此2是紫光，4是黄光．] 1．对衍射现象的定性分析，不正确的选项是( )A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D．光的衍射现象完全否认了光的直线传播结论D[衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象，衍射条纹是波的叠加的结果，干预、衍射是一切波所具有的特性，所以选项A、B、C正确；光的直线传播只是近似的，只有在光的波长比障碍物尺寸小得多的情况下，光才被看作是沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，所以选项D错误．]2．观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐渐增大到0.8 mm，看到的现象是( ) A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强D．衍射条纹的间距不变，只是亮度减弱A[由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大．将缝调宽，现象向相反方向变化，应选项A正确．]3．(新情境题，以“纤维细丝和激光〞为背景，考查光的衍射)(多项选择)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如下图，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同．观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，以下表达中正确的选项是( )A．这里应用的是光的衍射现象B．这里应用的是光的干预现象C．如果屏上条纹变宽，说明抽制的丝变粗D．如果屏上条纹变宽，说明抽制的丝变细AD[当障碍物的尺寸与波的波长相当或小于波的波长，会发生明显的衍射，该装置的原理是运用光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，那么金属丝变细．故A、D对，B、C错．] 4．用一单色光源垂直照射带有圆孔的不透明光屏，以下几种情况中，在小孔后面的光屏上各看到什么现象？(1)小孔的直径为1 cm；(2)小孔的直径为1 mm；(3)小孔的直径为0.5 μm．[解析]小孔的直径大小决定屏上的现象．当孔的直径较大，比光的波长大得多时，光的衍射极不明显，光沿直线传播；当孔的直径很小，与光波的波长相近时，光的衍射现象明显．(1)当圆孔的直径为1 cm时，在光屏上只能看到与圆孔形状相同的亮斑．这是光沿直线传播的结果．(2)当圆孔的直径为1 mm时，在光屏上能看到单色光源倒立的像，这是小孔成像，也是光沿直线传播的结果．(3)当圆孔的直径为0.5 μm时，在光屏上能看到衍射条纹，这是由于小孔尺寸与光波的波长差不多，光发生明显衍射的结果．[答案](1)在光屏上只能看到与圆孔形状相同的亮斑(2)在光屏上能看到单色光源倒立的像(3)在光屏上能看到衍射条纹回归本节知识，自我完成以下问题：1．试写出光的明显衍射的条件．提示：当障碍物或孔的尺寸接近光的波长时，衍射才明显．2．衍射光栅的衍射图样有什么特点？提示：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加．3．写出单缝衍射和双缝干预有什么相同点？提示：①都是波特有的现象．②都有明暗相间的条纹，都是光波叠加的结果．X射线衍射与DNA的双螺旋结构在20世纪50年代，生物学家已经知道DNA是细胞中携带遗传信息的物质，下一步就是要搞清楚DNA的结构，从而确定它的化学作用．这项研究的科学根底，早在几十年前已经由物理学家准备好了．富兰克林使用X射线拍照的DNA分子一定波长的光通过某种光栅发生衍射时的图样是确定的．反过来，根据某个衍射图样就可以确定相应光栅的结构．晶体中原子的排列是规那么的，它们可以充当天然的衍射光栅．然而，原子之间的间隙大约为10－10 m，远小于可见光的波长，因此不能用可见光的衍射来研究分子的结构．X射线却很适合这个工作．物理学家布拉格父子(W.H.Bragg,1862－1942，W.L.Bragg，1890—1971)首先研究了晶体对X射线的衍射．衍射图样中斑点的强度和位置包含着有关晶体的大量信息．他们的工作奠定了X射线晶体结构分析的实验和理论根底，为此，布拉格父子共同获得1915年诺贝尔物理学奖．从1951年开始，英国生物学家威尔金斯和富兰克林研究了DNA对X射线的衍射，获得了一系列DNA纤维的X射线衍射图样，而美国生物学家沃森(J.D.Watson,1928—至今)和英国生物学家克里克(F.H.C.Crick，1916－2004)那么根据这些数据提出了DNA的双螺旋结构模型．这是生物学史上划时代的事件．它宣告了分子生物学的诞生，标志着生物学已经进入了分子水平．沃森、克里克和威尔金斯因此获得了1962年的诺贝尔生理学或医学奖．问题：科学家们在研究DNA双螺旋结构时，应用了光的什么特征？提示：光的衍射．。
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第5章 光的干涉 衍射 偏振
一、光的干涉
1．产生干涉的条件：两列频率相同、相位差恒定、振动情况相同的光．
2．产生明暗条纹的条件：两个完全相同的光源，当Δs＝kλ时出现明条纹；当Δs＝(2
k
－1)λ2时出现暗条纹(其中k＝0，1,2，…)．
相邻亮(或暗)条纹间距：Δy＝ldλ
3．双缝干涉图样的特点：单色光照射时为间距相同的明暗相间的条纹，白光照射时中央为
白条纹，两侧为彩色条纹．
4．双缝干涉法测光波的波长：根据相邻亮(或暗)条纹间距Δy＝ldλ，得：λ＝Δydl.
5．薄膜干涉
(1)薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的光在光源这一侧干涉形成的．
(2)同一条纹上的点厚度相同，所以若用竖直放置的肥皂薄膜做实验，条纹为横条纹．
例1 如图1所示为双缝干涉实验，甲图为用绿光照射时的结果，a为中央亮条纹，a′为
相邻亮条纹；乙图为换用另一种单色光照射时的结果，a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹，
两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，以下说法正确的是( )
图1
A．乙图可能是用红光照射，表明红光波长较长
B．乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较长
C．乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较短
D．乙图可能是用红光照射，表明红光波长较短
解析 由题图知甲图中条纹间距大，由Δy＝ldλ可知，在l和d相同的情况下，Δy大，
则λ大；Δy小，则λ小；所以题图乙中所用单色光波长较短，因紫光比绿光波长短，故
选项C正确．
答案 C
例2 用双缝干涉测光的波长．实验装置如图2甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1＝100mm，
双缝与屏的距离L2＝700mm，双缝间距d＝0.25mm.用测量头来测量亮条纹中心的距离．测量
头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准
亮条纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准
另一条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数．
图2
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，
则对准第1条时读数y1＝________mm、对准第4条时读数y2＝________mm.
(2)写出计算波长λ的表达式，λ＝________(用符号表示)，λ＝________nm(保留三位有
效数字)．
解析 (1)y1＝2mm＋19.0×0.01mm＝2.190mm
y
2
＝7.5mm＋36.8×0.01mm＝7.868mm
(2)相邻两条亮条纹间距Δy＝y2－y13，
由Δy＝ldλ得波长λ＝Δy·dl＝dy2－y13L2
代入数据，得λ＝0.25×10－3×7.868－2.190×10－33×700×10－3m
≈676×10－9m＝676nm.
答案 (1)2.187～2.193 7.867～7.873
(2)dy2－y13L2 676
例3 如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成
的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．则
在下面的四个图中，哪个图是蓝光形成的干涉图样( )
解析 双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，随着波长越短，
则条纹间距越小，故A、C是双缝干涉的图样，其中A是蓝光通过同一个双缝干涉仪器形成
的干涉图样，C是红光的干涉条纹；单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越
暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故B、D是衍射图样，紫光波长较短，则中央亮条纹较
细，故B是紫光的衍射条纹，D是黄光的衍射条纹．故A正确，B、C、D错误．
答案 A
二、几何光学和光的本性的结合
几何光学和光的本性(例如干涉、衍射等)结合点是折射率n和光的频率f，折射率n和
f
间虽然不存在公式关系，但它们的大小存在对应关系：频率f越大，折射率n越大，再由
c
＝λf找出与波长的关系，由波长关系可联系双缝干涉、光的衍射等现象的应用．
例4 在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常
是通过激光束来读取的．假设一束复合激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介
质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图3所示．下列说法中正确的是( )
图3
A．图中光束①是红光，光束②是蓝光
B．在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度快
C．若光束①、②先后通过同一单缝衍射装置，光束①的中央亮纹比光束②的窄
D．若光束①、②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比光束②的宽
解析 ①光的偏折程度越大，则其折射率越大，因为蓝光的折射率大于红光的折射率，所以
①是蓝光，②是红光，故A错误；根据v＝cn知，蓝光的折射率大，在介质中的速度小，则
光束①比光束②传播速度慢，故B错误；②的折射率较小，频率较小，波长较长，波动性较
强，所以②的衍射和干涉条纹较宽，故C正确，D错误．
答案 C
图4
针对训练 如图4所示为用a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置获得的干涉图样，
现让a、b两种单色光组成的复色光通过三棱镜或平行玻璃砖，光的传播路径和方向可能正
确的是( )
解析 由通过同一个双缝干涉装置的图样可知a光的波长长，频率小，同一介质a光的折射
率小，临界角大，对于两面平行的玻璃砖，出射光线与入射光线平行，但有侧移，n越大，
侧移量越大，所以A、B错误；相同的入射角b光先发生全反射，故C正确，D错误．
答案 C