增透膜原理是光的干涉现象
高考物理新光学知识点之几何光学经典测试题附答案解析(3)
高考物理新光学知识点之几何光学经典测试题附答案解析(3)一、选择题1．如图潜水员在水深为h 的地方向水面张望，发现自己头顶上有一圆形亮斑，如果水对空气的临界角为C ，则此圆形亮斑的直径是( )A ．2htanCB ．2hsinC C ．2hcosCD ．2h2．半径为R 的玻璃半圆柱体，截面如图所示，圆心为O ，两束平行单色光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，∠AOB ＝60°，若玻璃对此单色光的折射率n ＝3，则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离为（ ）A ．3RB ．2RC ． 2RD ．R3．如图所示，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为该玻璃砖截面的圆心，下图中能正确描述其光路的是( )A ．B ．C ．D ．4．如图所示，黄光和紫光以不同的角度，沿半径方向射向半圆形透明的圆心O ，它们的出射光线沿OP 方向，则下列说法中正确的是（ ）A ．AO 是黄光，穿过玻璃砖所需时间短B ．AO 是紫光，穿过玻璃砖所需时间短C ．AO 是黄光，穿过玻璃砖所需时间长D．AO是紫光，穿过玻璃砖所需时间长5．下列说法正确的是________．A．物体做受迫振动时，振幅与物体本身无关B．光纤通信是激光和光导纤维相结合实现的C．火车以接近光速通过站台时车上乘客观察到站台上的旅客变矮D．全息照相技术是光的衍射原理的具体应用6．如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。
下列判断正确的是A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B．逐渐增大入射角，b光首先发生全反射C．在玻璃中，a光的速度大于b光的速度D．在真空中，a光的波长小于b光的波长7．有关光的应用，下列说法不正确的是（）A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象C．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的折射形成的色散现象D．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理8．如图所示是一透明玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。
《光的干涉》 知识清单
《光的干涉》知识清单一、光的干涉现象当两束或多束光在空间相遇时，如果它们的频率相同、振动方向相同并且相位差恒定，就会发生光的干涉现象。
在干涉区域内，光的强度会出现明暗相间的条纹分布。
比如，我们常见的肥皂泡表面呈现出五彩斑斓的颜色，就是由于光在肥皂泡薄膜的内外表面反射后发生干涉产生的。
二、产生光干涉的条件1、频率相同这意味着光波在单位时间内振动的次数相同。
只有频率相同的光，在相遇时才能保持稳定的相位差，从而产生干涉现象。
2、振动方向相同光的振动方向必须相同，这样才能使两束光的振动在叠加时相互加强或相互削弱。
3、相位差恒定相位差是指两束光在某一时刻振动状态的差异。
相位差恒定，才能使干涉条纹具有稳定的分布。
三、杨氏双缝干涉实验这是证明光的干涉现象的一个经典实验。
实验装置：在遮光屏上开两条相距很近的狭缝 S1 和 S2，后面放置一个光屏。
实验现象：在光屏上出现了明暗相间的条纹。
条纹特点：（1）中央为亮条纹，两侧对称分布着明暗相间的条纹。
（2）相邻亮条纹或暗条纹之间的间距相等。
四、光的干涉条纹间距的计算相邻亮条纹或暗条纹之间的间距可以通过公式计算：Δx ＝λL/d其中，Δx 是条纹间距，λ 是光的波长，L 是双缝到光屏的距离，d是双缝之间的间距。
五、薄膜干涉日常生活中的薄膜干涉现象也很常见。
比如，油膜在阳光下呈现彩色，这是因为油膜的上下表面反射的光发生干涉。
还有，增透膜的原理也是薄膜干涉。
在光学元件表面镀上一层薄膜，使得特定波长的光在薄膜的两个表面反射后干涉相消，从而减少反射光，增加透射光。
六、光的干涉的应用1、测量微小长度变化利用干涉条纹的移动，可以精确测量微小的长度变化。
2、检测表面平整度通过观察干涉条纹的形状和分布，可以检测物体表面的平整度。
3、制作光学元件如干涉滤光片，只允许特定波长的光通过。
七、光的干涉与光的衍射的区别光的衍射是指光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，偏离直线传播而进入几何阴影区，并在屏上出现光强分布不均匀的现象。
高中物理增透膜和增反膜原理
高中物理增透膜和增反膜原理
一、什么是增透膜和增反膜
增透膜和增反膜是一种特殊的光学薄膜，用于改善光学设备中镜片或
滤片的光学性能。
增透膜可以增加透射光线，使图像更加清晰、鲜明。
而增反膜则减少光的反射，可以降低反光、提高对比度，使影像更加
亮丽、细腻。
二、增透膜的原理
增透膜是由多层纳米膜所组成，通过对独立的各层膜进行精密设计，
以达到增加透射光线的目的。
它的主要原理是在光线垂直入射后，在
多层介质的交错的反射层之间，使得光波发生干涉，并使得一部分光
波叠加，增加透射率。
三、增反膜的原理
增反膜是通过在镜面或滤镜上涂覆特殊的光学膜，使得光线经过增反
膜后，其反射率下降，透射率提高。
主要原理是通过对膜层的设计，
使光波在涂层表面和涂层与基板之间反复反射，从而使表面的反射损
失减少。
四、应用领域
增透膜和增反膜广泛应用于各类光学设备中，如摄像机、望远镜、照
相机、显微镜以及各种显示屏幕等。
在这些设备中，增透膜和增反膜
都可以提高影像的清晰度和亮度、降低反光度，为用户带来更好的观
感体验。
五、总结
增透膜和增反膜的出现使得光学设备的性能有了长足的进步，通过对
光学膜层的精密设计和制备，光学膜的透射率和反射率得到了有效的
提高，能够更好地满足人们对光学设备清晰度和透射率的需求。
未来，随着技术的不断进步，相信增透膜和增反膜在越来越多的领域中会得
到应用和发展。
《光的干涉》 知识清单
《光的干涉》知识清单一、光的干涉的基本概念光的干涉是指两束或多束光在相遇时，其光强在空间上形成稳定的明暗相间的条纹分布的现象。
这是光的波动性的重要表现之一。
光是一种电磁波，具有波的特性，包括波长、频率和振幅等。
当两束光满足一定的条件时，它们会相互叠加，从而产生干涉现象。
二、产生光的干涉的条件要产生明显的光的干涉现象，需要满足以下几个条件：1、两束光的频率必须相同。
只有频率相同的光，在相遇时才能保持稳定的相位差，从而形成稳定的干涉条纹。
2、两束光的振动方向必须相同或相近。
如果振动方向相互垂直，就无法产生有效的干涉。
3、两束光的相位差必须保持恒定。
这意味着光源的相位在传播过程中不能发生随机的变化。
三、光的干涉的分类1、双缝干涉托马斯·杨通过双缝干涉实验，有力地证明了光的波动性。
在双缝干涉实验中，一束光通过两条平行的狭缝，在屏幕上形成明暗相间的条纹。
相邻明条纹或暗条纹之间的距离可以通过公式计算：Δx ＝λL/d，其中Δx 是条纹间距，λ 是光的波长，L 是双缝到屏幕的距离，d 是双缝之间的间距。
2、薄膜干涉当一束光照射到薄膜上时，在薄膜的上、下表面反射的两束光会发生干涉。
例如，日常生活中看到的肥皂泡表面的彩色条纹、油膜表面的彩色花纹等，都是薄膜干涉的现象。
薄膜干涉可以分为等厚干涉和等倾干涉两种情况。
等厚干涉是指薄膜厚度相同的地方形成同一级条纹。
比如，用一个楔形的薄膜，在其表面就能观察到等厚干涉条纹。
等倾干涉则是指入射角相同的光经薄膜反射后形成同一级条纹。
四、光的干涉的应用1、测量微小长度和厚度利用光的干涉原理，可以精确地测量微小的长度和厚度变化。
例如，在精密加工中，通过干涉测量可以确保零件的尺寸精度达到极高的水平。
2、检测光学表面的平整度将待测的光学平面与一个标准平面贴合，在上面照射相干光。
通过观察干涉条纹的形状和分布，可以判断待测平面的平整度。
如果条纹是均匀的直线，说明平面平整；如果条纹弯曲或疏密不均，说明平面存在缺陷。
(完整版)光的干涉知识点精解
光的干涉知识点精解1．干涉现象两列频率相同的光波在空中相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，出现明暗相间的条纹或者是彩色条纹的现象叫做光的干涉。
2．产生稳定干涉的条件只有两列光波的频率相同，位相差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉。
由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相差，因此，不能产生干涉现象。
3．双缝干涉(1)实验装置一个有单缝的屏，作用是产生一个“线光源”。
一个有双缝的屏，缝间间距相等，且大约为0.1毫米，作用是产生两个振动情况总是相同的光——相干光。
一个光屏。
(2)实验方法按图2-1放好三个屏。
放置时屏与屏平行，单缝与双缝平行。
然后用一束单色光投射到前面的屏上，结果在后面的屏上能看到明暗相间的等宽的干涉条纹。
若换用白光做上述实验，在屏上看到的是彩色条纹。
(3)条纹宽度(或条纹间距)双缝干涉中屏上出现明暗条纹的位置和宽度与两缝间距离、缝到屏的距离以及光波的波长有关。
且相邻两明条纹和相邻两暗条纹之间的距离是相等的。
设双缝间距S1S2=S，缝到屏的距离r0，光波波长λ，相邻两明条纹间距y。
如图2-2所示。
图中P为中央亮条纹，P1为离开中央亮条纹的第一条亮条纹。
它们间距为y。
∴θ角很小(＜5°)sinθ=tgθ在Rt△P1OP中，上式说明，两缝间距离越小、缝到屏的距离越大，光波的波长越大，条纹的宽度就越大。
当实验装置一定，红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小。
这表明不同色光的波长不同，红光最长，紫光最短。
(4)波长和频率的关系①光的颜色由光的频率决定的，与光的波长和波速无关；②各种色光在真空中的速度都相同，都是3×108m/s，光从真空中进入其它介质时，光速将减小。
③光从一种介质进入到另一种介质其频率不变，波长和波速将改变。
真空中各种色光满足c=λ0v(λ0为此种光在真空中的波长)光在其他介质中v=λv(v为此种光在该介质中的速度，λ为此种光在该介质中的波长)。
4.5 光的衍射(分层作业)(解析版)
第5节光的衍射一、光的衍射1．下列有关波的说法正确的是（）A．对于波的稳定干涉图样，减弱区的质点始终处于静止状态B．绳波的叠加满足运动的独立性原理，但叠加分开后不能保持叠加前的形状C．当障碍物的尺寸比波长大或者差不多时，能观察到明显衍射现象D．向行进中的汽车发射频率已知的超声波，反射回来后接收到的超声波频率会发生变化，由此可以测出车速【答案】D【详解】A．对于波的稳定干涉图样，减弱区的质点振动较弱，即振幅最小，但不一定始终处于静止状态，A错误；B．绳波的叠加满足运动的独立性原理，但叠加分开后仍能保持叠加前的形状，B错误；C．当障碍物的尺寸比波长小或者差不多时，能观察到明显衍射现象，C错误；D．向行进中的汽车发射频率已知的超声波，反射回来后接收到的超声波频率会发生变化，即根据多普勒效应可以测出车速，D正确。
故选D。
2．如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图像，从图像可知（）A．B侧水波是衍射波B．A侧波速与B侧波速相等C．减小挡板间距离，衍射波的波长将减小D．增大挡板间距离，衍射现象更明显【答案】B【详解】A．B侧水波在传播过程中遇到带有窄缝的挡板后发生衍射，则A侧水波是衍射波，故A错误；B．同种机械波在相同介质中的传播速度相同，故B正确；C．减小挡板间距离，衍射现象会更明显，但是衍射波的波速不变，频率不变，故波长不变，故C错误；D．因为只有当挡板间距离跟波长差不多或者比波长更小时，衍射现象才明显，所以当增大挡板间距离时，衍射现象会更不明显，故D错误。
故选B。
3．如图，在大山后面的屋舍听广播（信号波长为1~100m）要比看电视（信号波长为1~3m）的效果好，这是由于（）A．广播信号更容易发生明显的衍射现象B．电视信号更容易发生明显的衍射现象C．广播信号更容易发生明显的干涉现象D．电视信号更容易发生明显的干涉现象【答案】A【详解】听广播效果更好，是因为广播信号的波长比电视信号的长，更容易绕到大山后面发生明显的衍射现象。
《光的干涉》 知识清单
《光的干涉》知识清单一、光的干涉现象当两列或多列光波在空间相遇时，在某些区域，光的强度始终加强，而在另一些区域，光的强度始终减弱，形成稳定的强弱分布的现象，这就是光的干涉现象。
生活中常见的光的干涉现象有肥皂泡上的彩色条纹、水面上薄油膜的彩色条纹等。
二、光的干涉条件要产生光的干涉现象，需要满足以下几个条件：1、两束光的频率必须相同。
这是因为只有频率相同的光，在相遇时才能产生稳定的干涉现象。
如果两束光的频率不同，它们的相位差会随时间快速变化，无法形成稳定的干涉条纹。
2、两束光的振动方向必须相同。
如果两束光的振动方向相互垂直，它们之间不会发生干涉。
3、两束光的相位差必须恒定。
相位差恒定意味着两束光在相遇点的振动情况能够保持稳定的关系，从而形成稳定的干涉条纹。
4、两束光的光程差不能太大。
光程差太大时，两束光的相干性会减弱，难以观察到明显的干涉现象。
三、双缝干涉1、实验装置在杨氏双缝干涉实验中，让一束单色光通过一个具有两条狭缝的挡板，在挡板后面的屏幕上就会出现明暗相间的条纹。
2、条纹特点（1）明暗相间且等间距。
（2）中央为亮条纹，两侧对称分布着明暗相间的条纹。
3、条纹间距公式Δx ＝Lλ/d其中，Δx 表示条纹间距，L 是双缝到屏幕的距离，λ 是光的波长，d 是双缝之间的距离。
4、光强分布亮条纹处光强较强，暗条纹处光强较弱。
四、薄膜干涉1、形成原因当一束光照射到薄膜上时，在薄膜的上表面和下表面分别发生反射，这两束反射光在某些情况下会发生干涉。
2、常见实例（1）肥皂泡上的彩色条纹。
肥皂泡的薄膜厚度不均匀，不同位置反射光的光程差不同，导致出现彩色条纹。
（2）水面上薄油膜的彩色条纹。
油膜在重力作用下厚度不均匀，从而产生干涉现象。
3、增透膜和增反膜（1）增透膜：在光学元件表面镀上一层厚度适当的薄膜，使反射光干涉相消，从而增加透射光的强度。
（2）增反膜：使反射光干涉加强，增加反射光的强度。
五、光的干涉的应用1、测量波长通过测量双缝干涉条纹的间距，可以计算出光的波长。
增透膜和增反膜公式推导
增透膜和增反膜公式推导增透膜和增反膜公式推导在现代光学领域中，增透膜和增反膜是应用最为广泛的薄膜材料。
通过在光学元件表面涂覆一层特殊的薄膜，可以有效地提高光学器件的透射率和反射率。
本文将详细介绍增透膜和增反膜的公式推导过程，以及它们在实际应用中的指导意义。
什么是增透膜和增反膜？增透膜是指一种表面涂层薄膜，它可以增加光学器件的透射率，即光线穿过材料的能力。
增透膜的工作原理是基于干涉现象，通过在光线传播的路径中加入一层适当的介质，使得相邻光波之间形成干涉，从而增大透射的能力。
增反膜则是指一种表面涂层薄膜，它可以增加光学器件的反射率，即光线反射回来的能力。
增反膜的工作原理同样也是基于干涉现象，通过在光线传播的路径中加入一层适当的介质，使得相邻光波之间形成干涉，从而增强反射的能力。
两者的作用正好相反，但其原理都是基于干涉现象实现的。
增透膜的公式推导根据光的干涉理论，如果两束光线在某个介质中相遇，它们之间就会形成干涉，有可能是可以形成增强干涉，也有可能是可以形成破坏干涉。
增透膜的作用就是在介质和空气的交界面上加入一层适当厚度和折射率的介质，使得相邻光线之间形成增强的干涉，从而增加透射能力。
设表面涂层的厚度为d，涂层材料的折射率为n，入射角为θ，波长为λ，经过涂层后的透射光波的相位差为ΔΦ。
根据光的干涉原理，如果两束光线的相位差ΔΦ等于nλ，则它们之间会形成增强干涉。
因此，如果我们能够控制涂层厚度d和折射率n的大小，使得相邻光线的相位差ΔΦ等于nλ，则透射光线的能量就会最大化。
增透膜的传递系数（T）可以用以下公式表示：T=4*n*cos(θ)/(n*cos(θ)+sqrt((n*cos(θ))^2-sin^2(θ)+n^2*d^2/λ^2))其中，T为透射率；n为涂层材料的折射率；θ为入射角度（单位为弧度）；d为涂层的厚度；λ为透射光波的波长。
上述公式表明，涂层的厚度以及材料的折射率和入射角度对增透膜的透射率均有重要的影响。
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增透膜原理是光的干涉现象
增透膜（Anti-Reflection Coating）是一种应用于光学元件表面的薄膜，用于减少或消除光学界面的反射。
其原理基于光的干涉现象。
当光从一个介质传播到另一个介质时，由于两个介质的折射率不同，会产生反射和透射。
这种反射会导致光的损失和反射图像的干扰。
增透膜通过在光学元件（例如镜面、透镜等）的表面上涂覆一层具有特定折射率的薄膜来减少反射。
这层薄膜的厚度通常为光的波长的四分之一。
当光射击到增透膜时，会在涂层和玻璃表面之间产生干涉现象。
干涉现象会导致一些光波相位相互抵消，从而降低反射率。
具体来说，当光从空气（折射率为1）射入增透膜时，在涂层和玻璃表面之间的反射光波与透射光波之间会有相位差。
通过选择合适的增透膜厚度和折射率，可以使得这些光波的相位差达到等于180度，从而相互抵消，减少反射。
通过增透膜的应用，光的传输效率可以大幅提高，透射率也会增加。
这在光学器件和光学系统中非常重要，因为减少反射可以提高图像的清晰度、增加光的亮度和减弱干扰效果。