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1、高三物理光学本讲稿第一页，共六十六页光的干涉光的干涉更多资源更多资源 本讲稿第二页，共六十六页S1S2水波的干涉水波的干涉1.什么是波的什么是波的 干涉？干涉？2.波的干涉条波的干涉条 件是什么？件是什么？相干波源相干波源 f1 =f2本讲稿第三页，共六十六页亮亮亮亮亮亮暗暗暗暗S1S2相干光源相干光源S1SS1=SS2S1、S2相干光源相干光源:1.频率相同频率相同2.振动方向相同振动方向相同3.相差恒定相差恒定本讲稿第四页，共六十六页演示演示:双缝干涉双缝干涉本讲稿第五页，共六十六页PP1S1S2Sr1r2P.亮纹亮纹:r=r2-r1=n (n=0,1,2)光的干涉产生的原因光的干涉产生的
2、原因本讲稿第六页，共六十六页PP1Q1S1S2Sr1r2Q.暗纹暗纹:r=r2-r1=(2n-1)/2(n=1,2)本讲稿第七页，共六十六页条纹间距的推导条纹间距的推导ld,r=r2-r1=dsin x=ltan lsin r=r2-r1 dx/l亮纹条件亮纹条件:dx/l=k (k=0,1,2)亮纹中心位置亮纹中心位置:x=kl/d条纹间距条纹间距:x=l/d本讲稿第八页，共六十六页双缝干涉的条纹间距双缝干涉的条纹间距条纹间距：条纹间距：X=L /d测测 X、L、d 本讲稿第九页，共六十六页S1S2S双缝干涉的条纹间距双缝干涉的条纹间距Ld1.增大双缝间的距离，增大双缝间的距离，条纹间距条纹
3、间距_2.增大像屏到双缝的距离，增大像屏到双缝的距离，条纹间距条纹间距_3.增大光的波长，增大光的波长，条纹间距条纹间距_增大增大增大增大减小减小本讲稿第十页，共六十六页各种色光在真空中的波长和频率各种色光在真空中的波长和频率光的颜色是由波长光的颜色是由波长(频率频率)决定的决定的.红红紫紫:波波长长减小减小,频频率增大率增大.本讲稿第十一页，共六十六页巩固巩固1在双缝干涉实验中在双缝干涉实验中,以白光为光源以白光为光源,在屏幕上在屏幕上观察到了彩色干涉条纹观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光片片,这
4、时这时A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹只有红色和绿色的双缝干涉条纹B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其它颜其它颜色的双缝干涉条纹依然存在色的双缝干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏但屏上仍有光亮上仍有光亮D.屏上无任何光亮屏上无任何光亮【C】本讲稿第十二页，共六十六页OS1S2S如图，如图，SS1=SS2，S1O=S2O，用，用白光作双缝干涉实验，屏上得白光作双缝干涉实验，屏上得到的干涉条纹是到的干涉条纹是A.黑白的，黑白的，O是亮纹是亮纹B.黑白的，黑白的，O是暗纹是暗纹C.彩色的，彩色的，O是亮纹是亮纹D.彩色的
5、，彩色的，O是暗纹是暗纹【C】巩固巩固2本讲稿第十三页，共六十六页白光的干涉图样本讲稿第十四页，共六十六页巩固巩固4 利用图中装置研究双缝干涉现象利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法时，有下面几种说法,其中正确的是其中正确的是：A.将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄条纹间距变窄E.去掉滤光片
6、后，去掉滤光片后，干涉现象消失干涉现象消失【ABD】测量光的波长测量光的波长:条纹间距条纹间距 x=l/d本讲稿第十五页，共六十六页薄膜两表面的反射光的叠加薄膜两表面的反射光的叠加薄膜干涉薄膜干涉本讲稿第十六页，共六十六页明明暗暗薄膜两表面的反射光的叠加薄膜两表面的反射光的叠加薄膜干涉薄膜干涉d1d2本讲稿第十七页，共六十六页明明暗暗薄膜干涉薄膜干涉本讲稿第十八页，共六十六页薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用等等倾法检查平整度倾法检查平整度被测面被测面标准面标准面ab空气薄膜空气薄膜ab本讲稿第十九页，共六十六页巩固巩固1图中所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的图中所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面
7、是否平的装置上表面是否平的装置.所用单色光是用普所用单色光是用普通光源加滤光片产生的通光源加滤光片产生的.检查中所观察到检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的线叠加而成的?A.a的上表面和的上表面和b的下表面的下表面 B.a的上表面和的上表面和b的上表面的上表面C.a的下表面和的下表面和b的上表面的上表面 D.a的下表面和的下表面和b的下表面的下表面【C】本讲稿第二十页，共六十六页巩固巩固2 劈尖干涉是一种薄膜干涉劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如其装置如图图1所示所示.将一块平板玻璃放置在另一平板玻将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上
8、，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直当光垂直入入 射后，从上往下看到的干涉条纹如图射后，从上往下看到的干涉条纹如图2所所示示.现若在图现若在图1装置中抽去一张纸片，则当光装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹上往下观察到的干涉条纹A变疏变疏 B变密变密C不变不变D消失消失【A】本讲稿第二十一页，共六十六页增透膜增透膜照相机镜头上涂有一层增透膜照相机镜头上涂有一层增透膜,增强了绿光的增强了绿光的透射能力透射能力,看上去呈
9、淡紫色看上去呈淡紫色.以以 表示绿光的表示绿光的波长波长,则所镀薄膜的厚度最小应为则所镀薄膜的厚度最小应为A./8B./4 C./3 D.【B】本讲稿第二十二页，共六十六页牛顿环牛顿环凸透镜的弯曲表面是个球面凸透镜的弯曲表面是个球面,球表面半径叫做球表面半径叫做这个曲面的曲率半径这个曲面的曲率半径.把一个凸透镜压在一块把一个凸透镜压在一块平面玻璃上平面玻璃上,让单色光从上方射入让单色光从上方射入,从上往下从上往下看凸透镜看凸透镜,可以看到亮暗相间的圆环状条纹可以看到亮暗相间的圆环状条纹.1.这些环状条纹是怎样产生的这些环状条纹是怎样产生的?2.换曲率半径更大的凸透镜换曲率半径更大的凸透镜,观察
10、到的圆环半观察到的圆环半径怎样变化径怎样变化?3.该波长更大的单色光照射该波长更大的单色光照射,观察到的圆环观察到的圆环半径怎样变化半径怎样变化?变大变大变大变大本讲稿第二十三页，共六十六页光光 的的 衍衍 射射本讲稿第二十四页，共六十六页水波的传播水波的传播S 本讲稿第二十五页，共六十六页水波的衍射水波的衍射S1 本讲稿第二十六页，共六十六页光的直线传播光的直线传播S本讲稿第二十七页，共六十六页光的衍射光的衍射S本讲稿第二十八页，共六十六页本讲稿第二十九页，共六十六页光的衍射光的衍射 光离开直线传播路径绕光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的现象。到障碍物阴影里去的现象。衍射时产生的明暗条纹
11、叫衍衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。射图样。本讲稿第三十页，共六十六页光的衍射条件光的衍射条件障碍物或孔的尺寸小于障碍物或孔的尺寸小于波长或者和波长差不多。波长或者和波长差不多。本讲稿第三十一页，共六十六页单缝衍射条纹单缝衍射条纹中央条纹亮而宽，中央条纹亮而宽，两侧条纹较暗较窄两侧条纹较暗较窄本讲稿第三十二页，共六十六页单缝衍射条纹单缝衍射条纹波长越大，衍射越明显波长越大，衍射越明显本讲稿第三十三页，共六十六页白光的单缝衍射条纹白光的单缝衍射条纹本讲稿第三十四页，共六十六页本讲稿第三十五页，共六十六页光直线传播形成的影光直线传播形成的影本讲稿第三十六页，共六十六页圆屏衍射圆屏衍射S本讲稿第三十
12、七页，共六十六页泊松亮斑泊松亮斑本讲稿第三十八页，共六十六页圆孔衍射圆孔衍射S本讲稿第三十九页，共六十六页圆孔衍射圆孔衍射本讲稿第四十页，共六十六页比较比较:双缝干涉与单缝衍射图样双缝干涉与单缝衍射图样本讲稿第四十一页，共六十六页比较比较:圆孔衍射与泊松亮斑（圆屏衍射）圆孔衍射与泊松亮斑（圆屏衍射）本讲稿第四十二页，共六十六页练习练习1 用单色光照射双缝，在像屏上用单色光照射双缝，在像屏上观察到明暗相间的干涉条纹，现用遮观察到明暗相间的干涉条纹，现用遮光板将其中的一个缝挡住，则像屏上光板将其中的一个缝挡住，则像屏上观察到观察到A、宽度均匀的明暗相间的条纹。、宽度均匀的明暗相间的条纹。B、中央亮
13、而宽，两边窄而暗条纹。、中央亮而宽，两边窄而暗条纹。C、一条亮纹。、一条亮纹。D、一片亮光。、一片亮光。【B】本讲稿第四十三页，共六十六页练习练习2：观察实验回答下列问题：观察实验回答下列问题1.在观察光的衍射现象的实验中在观察光的衍射现象的实验中,通过紧通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝灯管或灯丝都要平行于狭缝都要平行于狭缝),可以看到可以看到 A.黑白相间的直条纹黑白相间的直条纹B.黑白相间的弧形条纹黑白相间的弧形条纹C.彩色的直条纹彩色的直条纹D.彩色的弧形条纹彩色的弧形条纹.【C】本讲
14、稿第四十四页，共六十六页2.某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点：总结出以下几点：A.若狭缝与灯丝平行，衍射条纹与狭缝平若狭缝与灯丝平行，衍射条纹与狭缝平行行B.若狭缝与灯丝垂直，衍射条纹与狭缝垂直若狭缝与灯丝垂直，衍射条纹与狭缝垂直C.衍射条纹的疏密程度与狭缝宽度有关衍射条纹的疏密程度与狭缝宽度有关D.衍射条纹的间距与光的波长有关衍射条纹的间距与光的波长有关【ACD】本讲稿第四十五页，共六十六页3.如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭缝如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭缝观
15、察日光灯光源时所看到的四个现象观察日光灯光源时所看到的四个现象.当当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从0.8mm逐逐渐变小时渐变小时,所看到的四个图像的顺序是所看到的四个图像的顺序是 .abcd本讲稿第四十六页，共六十六页练习练习3 下列现象各属于光的什么现象？下列现象各属于光的什么现象？A、雨后的彩虹。、雨后的彩虹。B、阳光下的肥皂泡呈现彩色条纹。、阳光下的肥皂泡呈现彩色条纹。C、树叶上的露珠在阳光照射下呈现、树叶上的露珠在阳光照射下呈现 彩色的条纹。彩色的条纹。D、光照射到圆屏后在其阴影中出现、光照射到圆屏后在其阴影中出现 亮点。亮点。本讲稿第四十七页，共六十六页横波
16、的偏振现象横波的偏振现象只有横波才有偏振现象只有横波才有偏振现象.本讲稿第四十八页，共六十六页观察思考观察思考让阳光或灯光通过偏振片让阳光或灯光通过偏振片P,在在P的另一侧观察的另一侧观察.1.以光的传播方向为轴旋以光的传播方向为轴旋转偏振片转偏振片P,透射光的强度透射光的强度是否发生变化是否发生变化?2.在在P的后面再放置另一个的后面再放置另一个偏振片偏振片Q,以光的传播方以光的传播方向为轴旋转偏振片向为轴旋转偏振片Q,通通过两块偏振片的透射光过两块偏振片的透射光的强度怎样变化的强度怎样变化?P-起偏器起偏器Q-检偏器检偏器本讲稿第四十九页，共六十六页几个结论几个结论1.偏振光偏振光:在垂直
17、于传播方向的平面上在垂直于传播方向的平面上,只沿只沿一个特定的方向振动一个特定的方向振动.2.光是一种横波光是一种横波.3.太阳光是自然光太阳光是自然光(光振动沿各方向均匀分布光振动沿各方向均匀分布).4.自然光在介质表面反射时自然光在介质表面反射时,反射光和折射反射光和折射光都是偏振光光都是偏振光.本讲稿第五十页，共六十六页偏振现象的应用偏振现象的应用本讲稿第五十一页，共六十六页光的电磁说光的电磁说阅读思考阅读思考1.按频率有低到高电磁波谱的排列顺序是什按频率有低到高电磁波谱的排列顺序是什么么?2.红外线、紫外线、伦琴射线的特性及主要红外线、紫外线、伦琴射线的特性及主要作用是什么作用是什么?
18、3.不同的电磁波产生的机理分别是什么？不同的电磁波产生的机理分别是什么？本讲稿第五十二页，共六十六页红外线的主要作用红外线的主要作用热辐射和红外遥感热辐射和红外遥感本讲稿第五十三页，共六十六页紫外线的主要作用紫外线的主要作用化学作用和荧光效应化学作用和荧光效应本讲稿第五十四页，共六十六页X射线和射线和 射线射线具有很高的能量具有很高的能量,穿透本领强穿透本领强.本讲稿第五十五页，共六十六页电磁波谱电磁波谱左左右右:频率频率,波长波长 本讲稿第五十六页，共六十六页产生的机理产生的机理1.无线电波无线电波 振荡电路中自由电子周期振荡电路中自由电子周期性运动性运动2.红外线、可见光、紫外线红外线、可
19、见光、紫外线 原子的外层原子的外层电子受到激发后产生的电子受到激发后产生的3.伦琴射线伦琴射线 原子内层电子受到激发后产原子内层电子受到激发后产生的生的4.射线射线 原子核受到激发后产生的原子核受到激发后产生的本讲稿第五十七页，共六十六页电磁电磁波谱波谱无线电无线电波波红外线红外线可见光可见光紫外线紫外线X射线射线 射线射线产生产生机理机理振荡电振荡电路中自路中自由电子由电子的运动的运动原子外层电子受激辐射原子外层电子受激辐射原子内原子内层电子层电子受激辐受激辐射射原子核原子核受激辐受激辐射射特性特性波动性波动性强强热效应热效应视觉视觉化学作化学作用用贯穿作贯穿作用强用强贯穿本贯穿本领最强领最
20、强应用应用无线电无线电技术技术加热加热遥感遥感照明照明摄影摄影荧光技荧光技术、杀术、杀菌消毒菌消毒检查探检查探测、医测、医用透视用透视工业探工业探伤、医伤、医用治疗用治疗机理、特性及主要作用机理、特性及主要作用本讲稿第五十八页，共六十六页巩固巩固1一束单色光从空气射入玻璃中一束单色光从空气射入玻璃中,则其则其A.频率不变频率不变,波长变长波长变长B.频率变大频率变大,波长不变波长不变C.频率不变频率不变,波长变短波长变短D.频率变小频率变小,波长不变波长不变【C】本讲稿第五十九页，共六十六页巩固巩固2气象卫星向地面发送的云图气象卫星向地面发送的云图,是由卫星是由卫星上的红外线感应器接收云层发出
21、的红外上的红外线感应器接收云层发出的红外线而形成的图象线而形成的图象,云图上的黑白程度由云图上的黑白程度由云层的温度高低决定云层的温度高低决定,这是利用了红外这是利用了红外线的线的A.不可见性不可见性B.穿透性穿透性C.热效应热效应D.化学效应化学效应【C】本讲稿第六十页，共六十六页巩固巩固3下列关于紫外线的几种说法中下列关于紫外线的几种说法中,正确的是正确的是A.紫外线是一种紫色的可见光紫外线是一种紫色的可见光B.紫外线的频率比红外线的频率低紫外线的频率比红外线的频率低C.紫外线可使钞票上的荧光物质发光紫外线可使钞票上的荧光物质发光D.利用紫外线可以进行电视机等电器的遥利用紫外线可以进行电视
22、机等电器的遥控控【C】本讲稿第六十一页，共六十六页巩固巩固4 图为图为X射线管的结构示意图射线管的结构示意图,E为灯丝电为灯丝电源，要使射线管发出源，要使射线管发出X射线，须在射线，须在K、A两电两电极间加上几万伏的直流高压，极间加上几万伏的直流高压，A.电源正极应接在电源正极应接在P点点,X射线从射线从K极发出极发出B.电源正极应接在电源正极应接在P点点,X射线从射线从A极发出极发出C.电源正极应接在电源正极应接在Q点点,X射线从射线从K极发出极发出D.电源正极应接在电源正极应接在Q点点,X射线从射线从A极发出极发出【D】本讲稿第六十二页，共六十六页练习练习1在电磁波谱中，红外线、可见光和伦
23、琴射在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线三个波段的波长大小关系是线三个波段的波长大小关系是A.红外线的波长大于可见光的波长红外线的波长大于可见光的波长B.伦琴射线的波长大于可见的波长伦琴射线的波长大于可见的波长C.红外线的波长小于可见光的波长红外线的波长小于可见光的波长D.伦琴射线的波长小于红外线的波长伦琴射线的波长小于红外线的波长【AD】更多资源更多资源 本讲稿第六十三页，共六十六页练习练习2A与与B是两束平行的单色光，它们从空气是两束平行的单色光，它们从空气射入水中的折射角分别为射入水中的折射角分别为rA和和rB，若，若rArB，则，则A.在空气中在空气中A的波长大于的波长大于B的波长的
24、波长B.在水中在水中A的传播速度大于的传播速度大于B的传播速度的传播速度C.A的频率大于的频率大于B的频率的频率D.若光束从水中射向空气若光束从水中射向空气,则则A 的临界角比的临界角比B的临界角大的临界角大【ABD】本讲稿第六十四页，共六十六页练习练习3两束单色光沿半径射入玻璃砖，沿同一方两束单色光沿半径射入玻璃砖，沿同一方向射出，下列说法正确的有向射出，下列说法正确的有A.a光的频率较大光的频率较大.B.a光在真空中的波长较小光在真空中的波长较小.C.a光在玻璃中的传播速度较小光在玻璃中的传播速度较小.D.a光的双缝干涉条纹较大光的双缝干涉条纹较大.abco【ABC】本讲稿第六十五页，共六十六页阅读思考阅读思考:激光的特点及应用激光的特点及应用1.具有高度的相干性具有高度的相干性很好的信息载体很好的信息载体.2.平行度非常好平行度非常好精确测距精确测距,读取信息密度高读取信息密度高.3.高亮度高亮度(很小的空间和很短的时间集中很小的空间和很短的时间集中很大的能量很大的能量)“光刀光刀”,“焊接焊接”.本讲稿第六十六页，共六十六页