高中光的折射教案

光的波動(dòng)性。

光的波動(dòng)性類型：復(fù)習(xí)課
光的波動(dòng)性
一、光的干涉
一、光的干涉現(xiàn)象
兩列波在相遇的疊加區(qū)域，某些區(qū)域使得“振動(dòng)”加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋；某些區(qū)域使得振動(dòng)減弱，出現(xiàn)暗條紋。振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互間隔，出現(xiàn)明暗相間條紋的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象。
二、產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：
兩列波頻率相同，振動(dòng)步調(diào)一致(振動(dòng)方向相同)，相差恒定。兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源，即相干波源
1.產(chǎn)生相干光源的方法（必須保證相同）。
⑴利用激光(因?yàn)榧す獍l(fā)出的是單色性極好的光)；
⑵分光法(一分為二)：將一束光分為兩束頻率和振動(dòng)情況完全相同的光。(這樣兩束光都來源于同一個(gè)光源,頻率必然相等)
下面4個(gè)圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖
點(diǎn)(或縫)光源分割法：楊氏雙縫(雙孔)干涉實(shí)驗(yàn)；利用反射得到相干光源：薄膜干涉
利用折射得到相干光源：

2．雙縫干涉的定量分析
如圖所示，縫屏間距L遠(yuǎn)大于雙縫間距d，O點(diǎn)與雙縫S1和S2等間距，則當(dāng)雙縫中發(fā)出光同時(shí)射到O點(diǎn)附近的P點(diǎn)時(shí)，兩束光波的路程差為δ=r2－r1；由幾何關(guān)系得：r12=L2+(x－)2，r22=L2+(x+)2.
考慮到L》d和L》x，可得δ=.若光波長為λ，
⑴亮紋：則當(dāng)δ=±kλ(k=0,1,2,…)屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于波長的整數(shù)倍時(shí)，兩束光疊加干涉加強(qiáng)；
⑵暗紋：當(dāng)δ=±(2k－1)(k=0,1,2,…)屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于半波長的奇數(shù)倍時(shí)，兩束光疊加干涉減弱，
據(jù)此不難推算出：(1)明紋坐標(biāo)x=±kλ(k=0，1，2，…）(2)暗紋坐標(biāo)x=±(2k－1)(k=1，2，…）
測量光波長的方法(3)條紋間距[相鄰亮紋(暗紋)間的距離]△x=λ.(縫屏間距L，雙縫間距d)
用此公式可以測定單色光的波長。則出n條亮條紋(暗)條紋的距離a,相鄰兩條亮條紋間距
用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),由于白光內(nèi)各種色光的波長不同,干涉條紋間距不同,所以屏的中央是白色亮紋,兩邊出現(xiàn)彩色條紋。
結(jié)論：由同一光源發(fā)出的光經(jīng)兩狹縫后形成兩列光波疊加產(chǎn)生．
①當(dāng)這兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差為波長的整數(shù)倍時(shí)，即δ=kλ，該處的光互相加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋；
②當(dāng)?shù)竭_(dá)某點(diǎn)的路程差為半波長奇數(shù)倍時(shí)，既δ=，該點(diǎn)光互相消弱，出現(xiàn)暗條紋；
③條紋間距與單色光波長成正比．(∝λ)，
所以用單色光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，屏的中央是亮紋，兩邊對(duì)稱地排列明暗相同且間距相等的條紋
用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，屏的中央是白色亮紋，兩邊對(duì)稱地排列彩色條紋，離中央白色亮紋最近的是紫色亮紋。
原因：不同色光產(chǎn)生的條紋間距不同，出現(xiàn)各色條紋交錯(cuò)現(xiàn)象。所以出現(xiàn)彩色條紋。
將其中一條縫遮?。簩⒊霈F(xiàn)明暗相間的亮度不同且不等距的衍射條紋

【例1】．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差0．6μm，若分別用頻率為f1=5.01014Hz和f2=7．51014Hz的單色光垂直照射雙縫，則P點(diǎn)出現(xiàn)明、暗條紋的情況是（）
A．單色光f1和f2分別照射時(shí)，均出現(xiàn)明條紋
B．單色光f1和f2分別照射時(shí)，均出現(xiàn)暗條紋
c．單色光f1照射時(shí)出現(xiàn)明條紋，單色光f2照射時(shí)出現(xiàn)略條紋
D．單色光f1照射時(shí)出現(xiàn)暗條紋，單色光f2照射時(shí)出現(xiàn)明條紋
解析：如圖所示，雙縫S1、S2，到光屏上任一點(diǎn)P的路程之差d＝S2S2／，當(dāng)d等于單色光波長的整數(shù)倍時(shí)．由S1和S2發(fā)出的光在P點(diǎn)互相加強(qiáng)，P點(diǎn)出現(xiàn)明條紋，當(dāng)d等于單色光半個(gè)波長的奇數(shù)倍時(shí)．這樣由S1和S2發(fā)出的光在P，互相抵消，出現(xiàn)暗條紋
本題中單色光f1的波長為λ1＝C／f1＝0．6μm，單色光f2的波長為λ2＝C／f2＝0．4μm
可見d=λ1、d=3λ1/2答案：C
【例2】用綠光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在光屏上呈現(xiàn)出綠、暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為Δx。下列說法中正確的有
A.如果增大單縫到雙縫間的距離，Δx將增大
B.如果增大雙縫之間的距離，Δx將增大
C.如果增大雙縫到光屏之間的距離，Δx將增大
D.如果減小雙縫的每條縫的寬度，而不改變雙縫間的距離，Δx將增大
解：公式中l(wèi)表示雙縫到屏的距離，d表示雙縫之間的距離。因此Δx與單縫到雙縫間的距離無關(guān)，于縫本身的寬度也無關(guān)。本題選C。
3．薄膜干涉現(xiàn)象：光照到薄膜上，由薄膜前、后表面反射的兩列光波疊加而成．劈形薄膜干涉可產(chǎn)生平行相間條紋，
兩列反射波的路程差Δδ,等于薄膜厚度d的兩倍，即Δδ=2d。由于膜上各處厚度不同，故各處兩列反射波的路程差不等。若：Δδ=2d=nλ(n=1,2…)則出現(xiàn)明紋。
Δδ=2d=(2n-1)λ/2(n=1,2…)則出現(xiàn)暗紋。
應(yīng)注意：干涉條紋出現(xiàn)在被照射面(即前表面)。后表面是光的折射所造成的色散現(xiàn)象。
單色光明暗相間條紋，彩色光出現(xiàn)彩色條紋。
薄膜干涉應(yīng)用：肥皂膜干涉、兩片玻璃間的空氣膜干涉、浮在水面上的油膜干涉、牛頓環(huán)、蝴蝶翅膀的顏色等。
光照到薄膜上，由膜的前后表面反射的兩列光疊加?？吹侥ど铣霈F(xiàn)明暗相間的條紋。
(1)透鏡增透膜(氟化鎂)：透鏡增透膜的厚度應(yīng)是透射光在薄膜中波長的1／4倍。使薄膜前后兩面的反射光的光程差為半個(gè)波長，(ΔT=2d=λ，得d=λ)，故反射光疊加后減弱。大大減少了光的反射損失，增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度，這種薄膜叫增透膜。光譜中央部分的綠光對(duì)人的視覺最敏感，通過時(shí)完全抵消，邊緣的紅、紫光沒有顯著削弱。所有增透膜的光學(xué)鏡頭呈現(xiàn)淡紫色。
從能量的角度分析E入=E反+E透+E吸。在介質(zhì)膜吸收能量不變的前提下，若E反=0，則E透最大。增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度。
(2)“用干涉法檢查平面”：如圖所示，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢測平面是光滑的，得到的干涉圖樣必是等間距的。如果某處凸起來，則對(duì)應(yīng)明紋(或暗紋)提前出現(xiàn)，如圖甲所示；如果某處凹下，則對(duì)應(yīng)條紋延后出現(xiàn)，如圖乙所示。(注：“提前”與“延后”不是指在時(shí)間上，而是指由左向右的順序位置上。)

注意：由于發(fā)光物質(zhì)的特殊性，任何獨(dú)立的兩列光疊加均不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。只有采用特殊方法從同一光源分離出的兩列光疊加才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

4．光的波長、波速和頻率的關(guān)系v＝λf。光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，其頻率f不變，其波長λ與光在介質(zhì)中的波速v成正比．色光的顏色由頻率決定，頻率不變則色光的顏色也不變。

【例2】．如圖所示，一束白光從左側(cè)射入肥皂薄膜，下列說法中正確的是（）
A．人從右側(cè)向左看，可看到彩色條紋．
B．人從左側(cè)向右看，可看到彩色條紋
C．彩色條紋平行排列D．彩色條紋豎直排列
解析：白光從左側(cè)照射到薄膜上．經(jīng)兩個(gè)表面反射回來的光相遇產(chǎn)生干涉現(xiàn)象．這樣人從左側(cè)向右看可以看到彩色條紋。故選B棄A．由于薄膜從上到下逐漸變厚，且同一水平線上厚度相同，兩列反射光疊加時(shí)振幅相同，故彩色條紋是水平的，選C棄D．答案：BC

［例3］劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖（1）所示.將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜.當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到干涉條紋如圖（2）所示.干涉條紋有如下特點(diǎn)：（1）任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定.現(xiàn)若在圖（1）裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下看到的干涉條紋
A.變疏B.變密C.不變D.消失
【解析】由薄膜干涉的原理和特點(diǎn)可知，干涉條紋是由膜的上、下表面反射的光疊加干涉而形成的，某一明條紋或暗條紋的位置就由上、下表面反射光的路程差決定，且相鄰明條紋或暗條紋對(duì)應(yīng)的該路程差是恒定的，而該路程差又決定于條紋下對(duì)應(yīng)膜的厚度差，即相鄰明條紋或暗條紋下面對(duì)應(yīng)的膜的厚度差也是恒定的.當(dāng)抽去一紙片后，劈形空氣膜的劈尖角——上、下表面所夾的角變小，相同的厚度差對(duì)應(yīng)的水平間距離變大，所以相鄰的明條紋或暗條紋間距變大，即條紋變疏.答案A正確.
【例4】市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時(shí)能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館，商店等處，這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍了一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線。以λ表示此紅外線的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為：
A.λ/8B.λ/4C.λ/2D.λ
解析：若使膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)，即讓膜的前后兩表面反射光疊加作用減弱,為減小反射的熱效應(yīng)顯著的紅外線，則要求紅外線在薄膜的前后表面反射后疊加作用減弱，即光程差為半波長的奇數(shù)倍，故膜的最小厚度為紅外線在該膜中波長的1/4?！敬鸢浮緽

二、光的衍射。
1.光的衍射現(xiàn)象是光離開直線路徑而繞到障礙物陰影里的現(xiàn)象．
單縫衍射：中央明而亮的條紋，兩側(cè)對(duì)稱排列強(qiáng)度減弱，間距變窄的條紋。
圓孔衍射：明暗相間不等距的圓環(huán)，（與牛頓環(huán)有區(qū)別的）
2.泊松亮斑：當(dāng)光照到不透光的極小圓板上時(shí)，在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑。當(dāng)形成泊松亮斑時(shí)，圓板陰影的邊緣是模糊的，在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)。
【趣味故事】法國數(shù)學(xué)家柏松(波動(dòng)學(xué)說反對(duì)者)菲涅耳的光波動(dòng)理論推算出圓板陰影中心應(yīng)有一個(gè)亮斑。
由于從來沒人報(bào)道這件事情，當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件也無法在影子的中央找到亮斑，似乎十分茺謬的。柏松以為駁倒了菲涅耳的波動(dòng)理論，事于愿違：后來實(shí)驗(yàn)的精確和改進(jìn)，在圓板影的中心確實(shí)找到了這樣一個(gè)亮斑。這一亮斑的發(fā)現(xiàn)，柏松反而為光的波動(dòng)理論幫了大忙，光的波動(dòng)理論反而被確切無疑證實(shí)了。
3.各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。至使輪廓模糊不清，
4.產(chǎn)生明顯衍射的條件：
障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還小。(當(dāng)障礙物或孔的尺寸小于0.5mm時(shí)，有明顯衍射現(xiàn)象)
Δd≤300λ當(dāng)Δd=0.1mm=1300λ時(shí)看到的衍射現(xiàn)象就很明顯了。
小結(jié)：光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果，但存在明顯的區(qū)別：
單色光的衍射條紋與干涉條紋都是明暗相間分布，但衍射條紋中間亮紋最寬，兩側(cè)條紋逐漸變窄變暗，
干涉條紋則是等間距，明暗亮度相同。
白光的衍射條紋與干涉條紋都是彩色的。
意義：①干涉和衍射現(xiàn)象是波的特征：證明光具有波動(dòng)性。λ大，干涉和衍射現(xiàn)明顯，越容易觀察到現(xiàn)象。
②衍射現(xiàn)象表明光沿直線傳播只是近似規(guī)律，當(dāng)光波長比障礙物小得多和情況下(條件)光才可以看作直線傳播。(反之)
③在發(fā)生明顯衍射的條件下，當(dāng)窄縫變窄時(shí)，亮斑的范圍變大，條紋間距離變大，而亮度變暗。
光的直進(jìn)是幾何光學(xué)的基礎(chǔ)，光的衍射現(xiàn)象并沒有完全否認(rèn)光的直進(jìn)，而是指出光的傳播規(guī)律受一定條件制約的，任何物理規(guī)律都受一定條件限制。(光學(xué)顯微鏡能放大2000倍，無法再放大，再放大衍射現(xiàn)象明顯了。)

【例5】某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，利用游標(biāo)卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)，你認(rèn)為正確的是
A.若狹縫與燈泡平行，衍射條紋與狹縫平行
B.若狹縫與燈泡垂直，衍射條紋與狹縫垂直
C.衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關(guān)
D.衍射條紋的間距與光的波長有關(guān)【答案】ACD
【例6】平行光通過小孔得到的衍射圖樣和泊松亮斑比較，下列說法中正確的有
A.在衍射圖樣的中心都是亮斑
B.泊松亮斑中心亮點(diǎn)周圍的暗環(huán)較寬
C.小孔衍射的衍射圖樣的中心是暗斑，泊松亮斑圖樣的中心是亮斑
D.小孔衍射的衍射圖樣中亮、暗條紋間的間距是均勻的，泊松亮斑圖樣中亮、暗條紋間的間距是不均勻的
解：從課本上的圖片可以看出：A、B選項(xiàng)是正確的，C、D選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。

(以下新教材適用)
三.光的偏振
橫波只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做波的偏振。只有橫波才有偏振現(xiàn)象。
根據(jù)波是否具有偏振現(xiàn)象來判斷波是否橫波，實(shí)驗(yàn)表明，光具有偏振現(xiàn)象，說明光波是橫波。
（1）自然光。太陽、電燈等普通光源直接發(fā)出的光，包含垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，這種光叫自然光。自然光通過偏振片后成形偏振光。
（2）偏振光。自然光通過偏振片后，在垂直于傳播方向的平面上，只沿一個(gè)特定的方向振動(dòng)，叫偏振光。自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光的入射方向合適，使反射和折射光之間的夾角恰好是90°，這時(shí)，反射光和折射光就都是偏振光，且它們的偏振方向互相垂直。我們通?？吹降慕^大多數(shù)光都是偏振光。除了直接從光源發(fā)出的光外。
偏振片(起偏器)由特定的材料制成，它上面有一個(gè)特殊方向(透振方向)只有振動(dòng)方向和透振方向平行的光波才能通過偏振片。
（3）只有橫波才有偏振現(xiàn)象。光的偏振也證明了光是一種波，而且是橫波。
各種電磁波中電場E的方向、磁場B的方向和電磁波的傳播方向之間，兩兩互相垂直。
（4）光波的感光作用和生理作用主要是由電場強(qiáng)度E引起的，因此將E的振動(dòng)稱為光振動(dòng)。
（5）應(yīng)用：立體電影、照相機(jī)的鏡頭、消除車燈的眩光等。

【例7】如圖所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P和Q，可以看到透射光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象，這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明：
A.光是電磁波B.光是一種橫波
C.光是一種縱波D.光是概率波
【分析】太陽光或白熾燈發(fā)出的光是自然光，它包含有垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，且沿著各個(gè)振動(dòng)方向的光強(qiáng)相同。當(dāng)這種光經(jīng)過偏振片后，就變成了偏振光，即只有振動(dòng)方向與偏振片透振方向平行的光通過了偏振片P，形成偏振光，這種偏振光傳到偏振片Q時(shí)，當(dāng)偏振片P和Q透振方向平行時(shí)，會(huì)完全穿過，垂直時(shí)不會(huì)穿過，透射程度與二偏振片的透振方向間的夾角有關(guān)，因此才出現(xiàn)題中所述的現(xiàn)象，該現(xiàn)象說明：光是一種橫波?！敬鸢浮緽
【例8】有關(guān)偏振和偏振光的下列說法中正確的有
A.只有電磁波才能發(fā)生偏振，機(jī)械波不能發(fā)生偏振
B.只有橫波能發(fā)生偏振，縱波不能發(fā)生偏振
C.自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏振片才能變?yōu)槠窆?br> D.除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通常看到的絕大部分光都是偏振光
解：機(jī)械能中的橫波能發(fā)生偏振。自然光不一定非要通過偏振片才能變?yōu)槠窆?。本題應(yīng)選BD。

四、麥克斯韋光的電磁說．
1、光的干涉與衍射充分地表明光是一種波，光的偏振現(xiàn)象又進(jìn)一步表明光是橫波。
提出光電磁說的背景：麥克斯韋對(duì)電磁理論的研究預(yù)言了電磁波的存在，并得到電磁波傳播速度的理論值3.11×108m/s，這和當(dāng)時(shí)測出的光速3.15×108m/s非常接近，在此基礎(chǔ)上
⑴麥克斯韋提出了光在本質(zhì)上是一種電磁波———這就是所謂的光的電磁說。
光電磁說的依據(jù)：赫茲在電磁說提出20多年后，用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，測得電磁波的傳播速度確實(shí)等于光速，并測出其波長與頻率，并且證明了電磁波也能產(chǎn)生反射、折射、衍射、干涉、偏振等現(xiàn)象。用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光的電磁說的正確性。
光電磁說的意義：揭示了光的電磁本性，光是一定頻率范圍內(nèi)的電磁波；把光現(xiàn)象和電磁學(xué)統(tǒng)一起來，說明光與電和磁存在聯(lián)系。
說明了光能在真空中傳播的原因：電磁場本身就是物質(zhì)，不需要?jiǎng)e的介質(zhì)來傳遞。
⑵電磁波譜：
按波長由大到小的順序排列為：無線電波、紅外線、可見光(七色)、紫外線、X射級(jí)、γ射線，除可見光外，相鄰波段間都有重疊。
各種電磁波產(chǎn)生的基理、性質(zhì)差別、用途。
電磁波種類無線電波紅外線可見光紫外線倫琴射線γ射線
頻率(Hz)104～3×10121012～3.9×10143.9×1014～7.5×10147.5×1014～5×10163×1016～3×10203×1019以上
真空中波長(m)3×1014～10—43×104～7.7×10—77.7×10—7～4×10—74×10—7～6×10—910—8～10—1210—11以下
組成頻率波
波長：大小波動(dòng)性：明顯不明顯
頻率：小大粒子性：不明顯明顯
觀察方法無線電技術(shù)利用熱效應(yīng)激發(fā)熒光利用貫穿本領(lǐng)
照相底片感光（化學(xué)效應(yīng)）核技術(shù)
各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理LC電路中自由電子的的振蕩原子的外層電子受到激發(fā)原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)原子核受到激發(fā)
特性波動(dòng)性強(qiáng)熱效應(yīng)引起視覺化學(xué)作用、熒光效應(yīng)、殺菌貫穿作用強(qiáng)貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)
用途通訊，廣播，導(dǎo)航加熱烘干、遙測遙感，醫(yī)療，導(dǎo)向等照明，照相，加熱日光燈，黑光燈手術(shù)室殺菌消毒，治療皮膚病等檢查探測，透視，治療等探測，治療等
①從無線電波到γ射線，都是本質(zhì)上相同的電磁波，它們的行服從同的波動(dòng)規(guī)律。
②由于頻率和波長不同，又表現(xiàn)出不同的特性：波長大(頻率小)干涉、衍射明顯，波動(dòng)性強(qiáng)。
現(xiàn)在能在晶體上觀察到γ射線的衍射圖樣了。
③除了可同光外，上述相鄰的電磁波的頻率并不絕對(duì)分開，但頻率、波長的排列有規(guī)律。
(3)紅外線、紫外線、X射線的性質(zhì)及應(yīng)用。
種類產(chǎn)生主要性質(zhì)應(yīng)用舉例
紅外線一切物體都能發(fā)出熱效應(yīng)遙感、遙控、加熱
紫外線一切高溫物體能發(fā)出化學(xué)效應(yīng)熒光、殺菌、合成VD2
X射線陰極射線射到固體表面穿透能力強(qiáng)人體透視、金屬探傷
⑷實(shí)驗(yàn)證明：物體輻射出的電磁波中輻射最強(qiáng)的波長λm和物體溫度T之間滿足關(guān)系λmT=b（b為常數(shù)）。
可見高溫物體輻射出的電磁波頻率較高。在宇宙學(xué)中，可以根據(jù)接收到的恒星發(fā)出的光的頻率，分析其表面溫度。
⑸可見光：頻率范圍是3.9-7.5×1014Hz，波長范圍是400-770nm。

例15.為了轉(zhuǎn)播火箭發(fā)射現(xiàn)場的實(shí)況，在發(fā)射場建立了發(fā)射臺(tái)，用于發(fā)射廣播電臺(tái)和電視臺(tái)兩種信號(hào)。其中廣播電臺(tái)用的電磁波波長為550m，電視臺(tái)用的電磁波波長為0.566m。為了不讓發(fā)射場附近的小山擋住信號(hào)，需要在小山頂上建了一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)站，用來轉(zhuǎn)發(fā)_____信號(hào)，這是因?yàn)樵撔盘?hào)的波長太______，不易發(fā)生明顯衍射。
解：電磁波的波長越長越容易發(fā)生明顯衍射，波長越短衍射越不明顯，表現(xiàn)出直線傳播性。這時(shí)就需要在山頂建轉(zhuǎn)發(fā)站。因此本題的轉(zhuǎn)發(fā)站一定是轉(zhuǎn)發(fā)電視信號(hào)的，因?yàn)槠洳ㄩL太短。
【例9】．關(guān)于電磁波，下列說法中哪些是正確的（）
A．電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象的是無線電波
B．紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的
C．γ射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的
D．紅外線的波長比紅光波長長，它的顯著作用是熱作用
解析：電磁波服從共同的規(guī)律，波長較大的無線電波是電磁波中最容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象的，電磁波之間的差異來源于它們產(chǎn)生的機(jī)理的不同，紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的，倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的，γ射線則是原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的．答案：ABD

五、光譜和光譜分析（可用光譜管和分光鏡觀察）由色散形成的，按頻率的順序排列而成的彩色光帶叫做光譜
1．發(fā)射光譜(1)連續(xù)光譜：包含一切波長的光，由熾熱的固體、液體及高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生；
(2)明線光譜：又叫原子光譜，只含原子的特征譜線．由稀薄氣體或金屬蒸氣發(fā)光產(chǎn)生。
2．吸收光譜：連續(xù)光通過某一物質(zhì)被吸收一部分光后形成的光譜，能反映出原子的特征譜線．
每種元素都有自己的特征譜線，根據(jù)不同的特征譜線可確定物質(zhì)的化學(xué)組成，光譜分析既可用明線光譜，也可用吸收光譜．

【例10】．關(guān)于光譜和光譜分析，下列說法中正確的是（）
A．太陽光譜和白熾燈光譜都是明線光譜
B．霓虹燈和煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜都是明線光譜
C．進(jìn)行光譜分析時(shí)．可以利用明線光譜，不能用連續(xù)光譜“
D．我們觀察月亮射來的光譜，可以確定月亮的化學(xué)組成
解析：這類問題首先需要弄清連續(xù)光譜，明線光譜和吸收光論的產(chǎn)生機(jī)理．太陽光譜是我們從地球上觀察的，所以是吸收光譜．月亮反射到地面的光譜是太陽光譜，煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣，屬稀薄氣體發(fā)光，產(chǎn)生明線光譜．答案：B

六．.激光的主要特點(diǎn)及應(yīng)用
(1)激光是人工產(chǎn)生的相干光，可應(yīng)用于光纖通信。普通光源發(fā)出的光是混合光，激光頻率單一，相干性能好非常好，顏色特別純。
(2)平行度和方向性非常好。應(yīng)用于激光測距雷達(dá)，可精確測距(s=ct/2)、測速、目標(biāo)跟蹤、激光光盤、激光致熱切割、激光核驟變等。
(3)亮度高、能量大，應(yīng)用于切割各種物質(zhì)、打孔和焊接金屬。醫(yī)學(xué)上用激光作“光刀”來做外科手術(shù)。
七．注意問題
1．知道反映光具有波動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)及有關(guān)理論．
2．光的干涉只要求定性掌握，要能區(qū)分光的干涉和衍射現(xiàn)象：凡是光通單孔、單縫或多孔．多縫所產(chǎn)生的現(xiàn)象都屬于衍射現(xiàn)象，只有通過雙孔、雙縫、雙面所產(chǎn)生的現(xiàn)象才屬于干涉現(xiàn)象；干涉條紋和衍射條紋雖然都是根據(jù)波的疊加原理產(chǎn)生的，但兩種條紋有如下區(qū)別（以明暗相同的條紋為例）：干涉紋間距相等，亮條紋亮度相同．衍射條紋，中央具有寬而明亮的亮條紋，兩側(cè)對(duì)稱地排列著一系列強(qiáng)度較弱．較窄的亮條紋．
規(guī)律方法1.理解光的波動(dòng)性
【例11】在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），這時(shí)（）
A．只有紅色和綠色的雙縫于涉條紋，其它顏色的雙縫干涉條紋消失
B．紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其它顏色的雙縫干涉條紋依然存在
C、任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮
D．屏上無任何光亮
解析：由于雙縫前各有一塊濾光片，分別都透過紅光和綠光，這兩種色光不能發(fā)生干涉，故在屏上無雙縫干涉條紋，但是這兩種色光通過每個(gè)單縫時(shí)發(fā)生單縫衍射，故屏上仍有光亮．所以C選項(xiàng)正確，
【例12】用綠光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在光屏上呈現(xiàn)出綠、暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為Δx。下列說法中正確的有
A.如果增大單縫到雙縫間的距離，Δx將增大
B.如果增大雙縫之間的距離，Δx將增大
C.如果增大雙縫到光屏之間的距離，Δx將增大
D.如果減小雙縫的每條縫的寬度，而不改變雙縫間的距離，Δx將增大
解：公式中l(wèi)表示雙縫到屏的距離，d表示雙縫之間的距離。因此Δx與單縫到雙縫間的距離無關(guān)，于縫本身的寬度也無關(guān)。本題選C。
【例13】登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時(shí)間被紫外線照射，否則將會(huì)嚴(yán)重地?fù)p壞視力。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對(duì)眼睛的傷害的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5，所要消除的紫外線的頻率為8.1×1014Hz，那么它設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度至少是多少？
解：為了減少進(jìn)入眼睛的紫外線，應(yīng)該使入射光分別從該膜的前后兩個(gè)表面反射形成的光疊加后加強(qiáng)，因此光程差應(yīng)該是波長的整數(shù)倍，因此膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的1/2。紫外線在真空中的波長是λ=c/ν=3.7×10-7m，在膜中的波長是λ/=λ/n=2.47×10-7m，因此膜的厚度至少是1.2×10-7m。
2.理解電磁波的產(chǎn)生機(jī)理
【例14】圖為X射線的結(jié)構(gòu)示意圖，E為燈絲電源。要使射線管發(fā)出X射線，須在K、A兩電極間加上幾萬伏的直流高壓，且（）
A．高壓電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn)，X射線從A極發(fā)出
B．高壓電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn)，X射線從K極發(fā)出
C．高壓電源正極應(yīng)接在P點(diǎn)，X射線從A極發(fā)出
D．高壓電源正極應(yīng)接在P點(diǎn)，X射線從K極發(fā)出
解析：X射線管發(fā)出X射線要有兩個(gè)條件：第一，燈絲K要發(fā)射電子，所以燈絲K的兩端要接低壓電源，使燈絲能發(fā)射電子；第二，燈絲K發(fā)射的電子在K、A之間要加速獲得很大的動(dòng)能打在A上，從A發(fā)射出X射線，故K、A之間要加直流高壓．基于以上兩點(diǎn)，可知A選項(xiàng)正確．
例16.右圖是倫琴射線管的結(jié)構(gòu)示意圖。電源E給燈絲K加熱，從而發(fā)射出熱電子，熱電子在K、A間的強(qiáng)電場作用下高速向?qū)﹃帢OA飛去。電子流打到A極表面，激發(fā)出高頻電磁波，這就是X射線。下列說法中正確的有
A.P、Q間應(yīng)接高壓直流電，且Q接正極
B.P、Q間應(yīng)接高壓交流電
C.K、A間是高速電子流即陰極射線，從A發(fā)出的是X射線即一種高頻電磁波
D.從A發(fā)出的X射線的頻率和P、Q間的交流電的頻率相同
解：K、A間的電場方向應(yīng)該始終是向左的，所以P、Q間應(yīng)接高壓直流電，且Q接正極。從A發(fā)出的是X射線，其頻率由光子能量大小決定。若P、Q間電壓為U，則X射線的頻率最高可達(dá)Ue/h。本題選AC。[76范文網(wǎng) fw76.CoM]

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高三物理光的波動(dòng)性

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第十七章光的波動(dòng)性

第一課時(shí)知識(shí)梳理

一、考點(diǎn)要求

內(nèi)容要求

1．光本性學(xué)說的發(fā)展簡史Ⅰ

2.光的干涉現(xiàn)象、雙縫干涉、薄膜干涉、雙縫干涉的條紋間距與波長的關(guān)系Ⅰ

3．光的衍射Ⅰ

4．光的偏振Ⅰ

5.光譜和光譜分析、紅外線、紫外線、X射線、γ射線以及綜合應(yīng)用、光的電磁本性、電磁波譜Ⅰ

6．激光的特性及應(yīng)用Ⅰ

二、知識(shí)結(jié)構(gòu)

三、考點(diǎn)命題特點(diǎn)及趨勢

1、本章內(nèi)容是按照人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)過程展開的，光的干涉和衍射證明了光具有波動(dòng)性，并推動(dòng)了光的波動(dòng)學(xué)說的發(fā)展，光的電磁說揭示了光現(xiàn)象的電磁本質(zhì)，光的偏振進(jìn)一步有力證明了光是橫波。

2、在歷屆高考試題中，有關(guān)本章的內(nèi)容多以選擇題或填空題的形式出現(xiàn)。高考熱點(diǎn)是光的干涉，波長、波速和頻率的關(guān)系，有時(shí)與幾何光學(xué)結(jié)合考查，光的偏振和激光的應(yīng)用屬新增內(nèi)容，易與生產(chǎn)、生活相聯(lián)系考查，應(yīng)引起重視。

四、課后練習(xí)

1、光的波動(dòng)說：

（1）代表人：荷蘭物理學(xué)家

（2）內(nèi)容：光是在空間傳播的某種。

（3）實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：光的和。

（4）解釋現(xiàn)象：光的、、

及_________。

（5）困難：難以解釋光的，真空中光的傳播。

2、光的電磁說

（1）代表人：英國物理學(xué)家

（2）內(nèi)容：光是。

（3）實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：德國物理學(xué)家的電磁波實(shí)驗(yàn)。

（4）解釋現(xiàn)象：許多光現(xiàn)象。

（5）困難：無法解釋_________。

3、干涉的概念：兩列，振動(dòng)情況_____

的光波相疊加，某些區(qū)域出現(xiàn)光被。某些地方出現(xiàn)光被，并且____和__的區(qū)域總是相互間隔的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象。光的干涉證明了光具有。

4、雙縫干涉：在用單色光進(jìn)行的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若雙縫處兩列光的振動(dòng)情況完全相同，則在光屏上距雙縫的路程差為光波波長倍的地方被加強(qiáng)，將出現(xiàn)明條紋；光屏上距雙縫的路程差為光波半波長______倍的地方光被減弱，出現(xiàn)暗條紋。

（1）相干波源：能產(chǎn)生現(xiàn)象的兩個(gè)波源為相干波源。楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)采用“一分為二”的辦法將同一光波分解成兩列光波，作為相干光源。

（2）雙縫干涉所得到的寬度相等的明暗相間的條紋，理論和實(shí)驗(yàn)都表明，相鄰亮條紋（或暗條紋）間的距離，其中表示與間的距離，d表示________間的距離，λ表示光的波長。若用白光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，光屏上除了中央為色明條紋外，兩側(cè)均為色的干涉條紋。

5、薄膜干涉:光照射到薄膜上時(shí)，薄膜的_____和兩個(gè)表面反射的兩列光恰好構(gòu)成相干光源。由于膜的厚度不同，在有的地方出現(xiàn)明條紋，有的地方出現(xiàn)暗條紋，從而發(fā)生干涉現(xiàn)象。若入射光為單色光，則形成的條紋，若入射光為白光，則出現(xiàn)_______干涉條紋，薄膜干涉常用于檢查平面的平整和制作光學(xué)鏡頭的增透膜。

6、光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：只有當(dāng)障礙物的尺寸可以跟光的波長相比擬，甚至比光的波長還____的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯。

7、光的電磁本性：___認(rèn)為光是一種電磁波，_用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一學(xué)說。

8、光是一種電磁波的實(shí)驗(yàn)依據(jù)：

（1）光波和電磁波的傳播都可以需要介質(zhì)；

（2）光波和電磁波在中傳播的速度相同，都是3.00×10m/s；

（3）光波和和電磁波都是波。

9、電磁波譜：電磁波按波長由__到的順序?yàn)椋簾o線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。電磁波譜是一個(gè)非常廣闊的頻率范圍，其中最長的波長是最短的波長的倍以上。不同的電磁波產(chǎn)生的機(jī)理不同，可見光只是電磁波譜中相當(dāng)狹小的部分。色光就是由可見光的決定的。

無線電波是由___產(chǎn)生的，紅外線、可見光、紫外線是電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的，X射線是電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的，γ射線是________受到激發(fā)后產(chǎn)生的。

10、橫波只沿某一特定的方向振動(dòng)，稱為波的_________；在垂直于傳播方向的平面上，只沿一個(gè)特定方向振動(dòng)的光，叫做光。

11、原子發(fā)生受激輻射時(shí)，發(fā)出的光子的頻率、發(fā)射方向等，都跟入射光子完全一樣，如果這樣的光子在介質(zhì)中傳播時(shí)，再引起其他原子發(fā)生受激輻射，就會(huì)產(chǎn)生越來越多的頻率和發(fā)射方向都光子，使光得到加強(qiáng)（也叫光放大），這就是激光。

第二課時(shí)光的干涉和衍射

一、考點(diǎn)理解1、雙縫干涉

（1）兩列光波在空間相遇時(shí)發(fā)生疊加，在某些區(qū)域總加強(qiáng)，在另外一些區(qū)域總減弱，從而出現(xiàn)亮暗相間的條紋的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象。

（2）產(chǎn)生干涉的條件

兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源叫相干波源，只有相干波源發(fā)出的光互相疊加，才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，在屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的亮暗相間的條紋。

（3）雙縫干涉實(shí)驗(yàn)規(guī)律

①雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光屏上某點(diǎn)到相干光源、的路程之差為光程差，記為。

若光程差是波長λ的整倍數(shù)，即（n=0，1，2，3…）P點(diǎn)將出現(xiàn)亮條紋；若光程差是半波長的奇數(shù)倍（n=0，1，2，3…）,P點(diǎn)將出現(xiàn)暗條紋。

②屏上和雙縫、距離相等的點(diǎn)，若用單色光實(shí)驗(yàn)該點(diǎn)是亮條紋（中央條紋），若用白光實(shí)驗(yàn)該點(diǎn)是白色的亮條紋。

③若用單色光實(shí)驗(yàn)，在屏上得到明暗相間的條紋；若用白光實(shí)驗(yàn)，中央是白色條紋，兩側(cè)是彩色條紋。

④屏上明暗條紋之間的距離總是相等的，其距離大小與雙縫之間距離d、雙縫到屏的距離及光的波長λ有關(guān)，即。在和d不變的情況下，和波長λ成正比，應(yīng)用該式可測光波的波長λ。

⑤用同一實(shí)驗(yàn)裝置做干涉實(shí)驗(yàn)，紅光干涉條紋的間距最大，紫光干涉條紋間距最小，故可知大于小于。

3、薄膜干涉

（1）薄膜干涉的成因：

由薄膜的前、后表面反射的兩列光波疊加而成，劈形薄膜干涉可產(chǎn)生平行相間的條紋。

（2）薄膜干涉的應(yīng)用

①增透膜：透鏡和棱鏡表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波長的。

②檢查平整程度：待檢平面和標(biāo)準(zhǔn)平面之間的楔形空氣薄膜，用單色光進(jìn)行照射，入射光從空氣膜的上、下表面反射出兩列光波，形成干涉條紋，待檢平面若是平的，空氣膜厚度相同的各點(diǎn)就位于一條直線上，干涉條紋是平行的；反之，干涉條紋有彎曲現(xiàn)象。

4、光的衍射

（1）光的衍射現(xiàn)象

光在遇到障礙物時(shí)，偏離直線傳播方向而照射到陰影區(qū)域的現(xiàn)象叫做光的衍射。

（2）光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件

當(dāng)孔或障礙物的尺寸比光波波長小，或者跟波長差不多時(shí)，光才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

（3）衍射圖樣

①單縫衍射：中央為亮條紋，向兩側(cè)有明暗相間的條紋，但間距和亮度不同。白光衍射時(shí)，中央仍為白光，最靠近中央的是紫光，最遠(yuǎn)離中央的是紅光。

②圓孔衍射：明暗相間的不等距圓環(huán)。

③泊松亮斑：光照射到一個(gè)半徑很小的圓板后，在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑，這是光能發(fā)生衍射的有力證據(jù)之一。二、方法講解

1、雙縫干涉中條紋間距和位置的判斷方法

（1）影響條紋間距的因素:相鄰亮紋或相鄰暗紋的間距x與雙縫到屏的距離成正比，與兩狹縫之間距離d成反比，與光的波長λ成正比，即。

（2）中央位置是亮紋還是暗紋的條件：雙縫到光屏中央距離相等，光程差為零，如果兩光源振動(dòng)完全一致，中央一定是亮紋，假如兩光源振動(dòng)正好相反，則中央為暗紋。

（3）單色光顏色、頻率、波長的關(guān)系：光的顏色由頻率決定，光的頻率由光源決定，在可見光中紅光頻率最低，紫光最高，真空中各色光速相同，由c=λ知，真空中紅光波長最大，紫光最小。

綜合以上各點(diǎn)可知：（1）為了觀察到清晰的干涉圖樣，必須使雙縫距離d小到與波長相當(dāng)，且使d。（2）同樣條件下，紅光的干涉條紋間距最大，紫光最小。這就是白光干涉條紋中央為白色，兩邊出現(xiàn)彩色光帶的原因。

2、雙縫干涉和棱鏡使白光色散的比較

（1）形成原因不同：雙縫干涉是光的干涉現(xiàn)象，棱鏡色散是光的折射現(xiàn)象。

（2）發(fā)生條件比較：由和

可知，在同一種介質(zhì)中，紅光的頻率最低，折射率最小，速度最大，波長最大，依次為紅橙黃綠藍(lán)靛紫，所以雙縫干涉中紅光相鄰亮紋間距最大，紫光最小；棱鏡色散中紅光偏折角最小，紫光最大。

3、光的干涉和光的衍射的比較

（1）雙縫干涉和單縫衍射都是波疊加的結(jié)果，只是干涉條紋是有限的幾束光的疊加，而衍射條紋是極多且復(fù)雜的相干光的疊加。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光在通過其中的三個(gè)狹縫時(shí)，都發(fā)生了衍射而形成三個(gè)線光源，所以，一般現(xiàn)象中既有干涉又有衍射。

（2）單縫衍射，照射光的波長越長，中央亮紋越寬，所以衍射和干涉都能使白光發(fā)生色散現(xiàn)象，且中央白光的邊緣均呈紅色。

（3）干涉和衍射的圖樣有相似之處，都是明暗相間的條紋。只是干涉條紋中條紋寬度和亮紋亮度基本相同，衍射條紋中條紋寬度和亮紋亮度均不等，中央亮紋最寬最亮。

三、考點(diǎn)應(yīng)用

例1：如圖所示，在暗室中從單色點(diǎn)光源S直接射到屏上的一束光在Sb和Sd之間，從S射到平面鏡MN再反射到屏上的另一束光在Ma和Nc之間（是S在平面鏡MN的像）。關(guān)于這時(shí)屏上是否可能出現(xiàn)明暗相間的條紋，下列說法正確的是（）

A、不可能

B、可能，出現(xiàn)在a、b之間

C、可能，出現(xiàn)在b、c之間

D、可能，出現(xiàn)在c、d之間

分析：由于是S的像，可當(dāng)成兩個(gè)相干光源，從S發(fā)出的光射到bd區(qū)域，（似乎）從射出的光（其實(shí)是反射光）射到ac區(qū)域，故bc區(qū)為共同傳播的區(qū)域，即干涉區(qū)，必出現(xiàn)明暗相間的條紋，故選C。

答案：C

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查光的干涉條件，并利用平面鏡成像作圖找到相干光源和相干區(qū)域。要明白發(fā)生干涉時(shí)必須是兩束光相遇，即光束疊加。

例2：頻率為的單色光從和投射到屏上，并且與振動(dòng)相同。若屏上的點(diǎn)P到與P到的路程差為，問P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？設(shè)O為到和路程相等的點(diǎn)，則PO間有幾條暗紋？幾條亮紋？

分析：先算出光的波長，由產(chǎn)生亮暗條紋的條件判斷P點(diǎn)應(yīng)出現(xiàn)亮條紋；又由解得k的值，再判斷PO間亮紋和暗條紋數(shù)。

解答：由公式得，滿足產(chǎn)生亮紋的條件，則P點(diǎn)將出現(xiàn)亮紋；又由解得k=6，可判斷PO間有6條暗紋，有5條亮紋（不包含P、O兩點(diǎn)）

點(diǎn)評(píng)：盡管機(jī)械波和光波的產(chǎn)生本質(zhì)不同，但都是波，具有共同的特性，它們的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律很相似，研究方法和探索技巧同樣適用，這樣就可用研究機(jī)械波的方法、技巧、規(guī)律應(yīng)用到光波中去，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移，能力的提高。

例3：a、b兩束平行的單色光，當(dāng)它們從空氣射入水中時(shí)，發(fā)現(xiàn)b的折射線更靠近法線，由此可判定（）

Ａ、a比b容易發(fā)生衍射現(xiàn)象.

Ｂ、在水中a的波長較短

C、在水中b的速度較大

D、單色光b的頻率較低

分析：由折射程度判斷折射率的大小。進(jìn)而確定光波頻率的高低、波速的大小和波長的長短。

解答：由于b的折射角較小，由判斷得：水對(duì)b光的折射率大（），b光在水中的速度小（），表示b光的頻率大（）。由波長、頻率、波速的關(guān)系可知，b光的波長短，所以a光更容易發(fā)生衍射，則A正確。

點(diǎn)評(píng)：本題不僅運(yùn)用單縫衍射現(xiàn)象的知識(shí)，還應(yīng)用光的折射率及光的波長、頻率、波速的關(guān)系，綜合分析、判斷答案。

例4：有關(guān)光的雙縫干涉和衍射的現(xiàn)象中，下列說法正確的是（）

A、無論用什么色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，中央一定是亮紋

B、用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的彩色亮紋中最靠近中央的是紅光

C、用白光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，得到的彩色條紋中偏離中央最遠(yuǎn)的是紅光

D、涂有增透膜的照相機(jī)鏡頭看上去呈淡紫色，是由于增透膜增強(qiáng)了對(duì)紫光的透射

分析：運(yùn)用雙縫干涉及單縫衍射的圖樣特征，分析ABC的正誤；運(yùn)用光的干涉原理判斷D的正誤。

解答：因?yàn)橹醒氲诫p縫的光程差恒為零，所以中央位置始終是亮紋，則A正確；因?yàn)殡p縫實(shí)驗(yàn)中屏上干涉條紋的間距與入射光波長成正比，白光中的紫光波長最短，所以得到的彩色條紋中最靠近中央的是紫色，則B錯(cuò)；白光中紅光的波長最長，對(duì)同樣的單縫，紅光的衍射現(xiàn)象最明顯，得到的中央亮紋最寬，所以彩條中偏離中央最遠(yuǎn)的是紅光，則C對(duì)；照相機(jī)鏡頭涂的增透膜，通常是針對(duì)人眼最敏感的綠光設(shè)計(jì)的，使從鏡頭反射的綠光干涉相消，而對(duì)太陽光中紅光和紫光并沒有顯著削弱，所以看上去呈淡紫色，并不是增強(qiáng)了對(duì)紫光的透射。

正確答案:A,C

點(diǎn)評(píng)：本題要求認(rèn)真觀察做好光的干涉、衍射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，還要比較這兩種現(xiàn)象的差異，重視干涉、衍射在科技和生產(chǎn)中的應(yīng)用。

四、隨堂練習(xí)

1、（2004湖北、湖南）下面是四種與光有關(guān)的事實(shí)：

①用光導(dǎo)纖維傳播信號(hào)②用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度③一束白光通過三棱鏡形成彩色光帶④水面上的油膜呈現(xiàn)彩色

其中，與光的干涉有關(guān)的是（）

A、①④B、②④C、①③D、②③

2、（2004天津）激光散斑測速是一種嶄新的測速技術(shù)，它應(yīng)用了光的干涉原理。用二次曝光照相所獲得的“散斑對(duì)”相當(dāng)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫，待測物體的速度υ與二次曝光時(shí)間間隔△t的乘積等于雙縫間距，實(shí)驗(yàn)中可測得二次曝光時(shí)間間隔△t、雙縫到屏到之距離以及相鄰兩條亮紋間距△x。若所用激光波長為λ，則該實(shí)驗(yàn)確定物體運(yùn)動(dòng)速度的表達(dá)式是（）

A、B、

C、D、

3、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差=0.6μm；若分別用頻率為和頻率的單色光垂直照射雙縫，則P點(diǎn)出現(xiàn)條紋的情況是以下哪種（）

A、用頻率為的單色光照射時(shí)，P點(diǎn)出現(xiàn)明條紋

B、用頻率為的單色光照射時(shí)，P點(diǎn)出現(xiàn)明條紋

C、用頻率為的單色光照射時(shí)，P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋

D、用頻率為的單色光照射時(shí)，P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋

4、（2003上海）劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖（1）所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋有如下特點(diǎn)：（1）任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定?，F(xiàn)若在圖（1）裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋（）

A、變疏B、變密

C、不變D、消失

5、（2005江蘇物理）1801年，托馬斯楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)證明了光波的性質(zhì)。1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)）。

（1）洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為平面鏡。試用平面鏡成像作圖法在答題上畫出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域。

（2）設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L。光的波長為λ，在光屏上形成干涉條紋，寫出相鄰兩條亮紋（或暗條紋）間的距離△x的表達(dá)式。

第三課時(shí)光的電磁說光的偏振激光

一、考點(diǎn)理解

1、光的電磁說

（1）麥克斯韋電磁理論認(rèn)為光是一種電磁波。赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光的電磁本性。

（2）電磁波譜：電磁波按波長由大到小順序排列為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。其產(chǎn)生機(jī)理、性質(zhì)差別、用途等概括如下表：

波譜無線電波紅外線可見光紫外線X

射

線γ

射

線

產(chǎn)生機(jī)理振蕩電路中自由電子運(yùn)動(dòng)原子外層電子

受激發(fā)原子內(nèi)層電子受激發(fā)原子核受激發(fā)

特性波動(dòng)性強(qiáng)熱效應(yīng)引起視覺化學(xué)作用熒光效應(yīng)殺菌貫穿作用強(qiáng)貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)

應(yīng)用無線電技術(shù)加熱搖感熱照明攝影感光技術(shù)醫(yī)用透視檢查探測醫(yī)用透視工業(yè)探傷醫(yī)用治療

（3）光的波長、頻率和光速的關(guān)系式為：

。在真空中,不同色光的光速相同；在介質(zhì)中，不同色光的光速不同。色光的顏色是由頻率決定的。同一種色光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，顏色和頻率均不變，而波速和波長卻因介質(zhì)不同而改變。

2、光的偏振

（1）偏振光：在跟光傳播方向垂直的平面內(nèi)，光振動(dòng)在某一方向較強(qiáng)而在另一些方向振動(dòng)較弱的光即為偏振光。

（2）光的偏振現(xiàn)象證明光是橫波

（3）偏振光的應(yīng)用：全息照相、立體電影等。

3、激光

激光是一種人工相干光，主要特點(diǎn)有：相干性好；平行度好；亮度很高。重要應(yīng)用有：通信、測距、光盤讀取、切割等。

4、光譜

（1）線狀光譜

由一些不連續(xù)的亮線組成，是稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生的光譜，每種元素的原子只有發(fā)出某些特定的譜線（特征譜線），不同元素的明線光譜不同，所以線狀譜又叫原子光譜。

（2）吸收光譜

連續(xù)光譜中某些波長的光被物質(zhì)吸收后

產(chǎn)生的光譜，它是由分布在連續(xù)光譜背景上的某些暗線組成的，通常在吸收光譜中看到的特性譜線（暗線）比相應(yīng)的明線光譜中的明線光譜要少一些。

（3）光譜分析

由于每種元素都有自己的特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定它的化學(xué)組成，做光譜分析時(shí)，可以利用線狀光譜，也可以利用吸收光譜。

（4）發(fā)射光譜與吸收光譜的比較

名稱發(fā)射光譜吸收光譜

連續(xù)譜線狀譜

（原子光譜）

產(chǎn)生方法熾熱的固體、液體和高壓氣體稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生高溫物體產(chǎn)生的白光通過低溫物質(zhì)的蒸氣

特點(diǎn)含連續(xù)分布的一切波長的光只含一些不連續(xù)的亮線在連續(xù)光譜的背景中出現(xiàn)某些暗線

實(shí)例白熾燈、蠟燭的光譜霓虹燈、日光燈的光譜太陽光譜

二、方法講解

1、比較各種波長的電磁波和特性：從無線電波到γ射線，這些電磁波既具有共同的本質(zhì)，又有各自的特性和不同產(chǎn)生機(jī)理。如波長較長的無線電波波動(dòng)性較強(qiáng)，而波長較短的射線則粒子性較強(qiáng)，具體的比較見下表：

名稱

特性無線電波紅外線可見光

紫外線X射線γ射線

頻率小————————→大

同一介質(zhì)中速度大————————→小

同一介質(zhì)中折射率小——————→大

熱作用強(qiáng)——————→弱

感光作用弱——————→強(qiáng)

波動(dòng)性強(qiáng)————————→弱

粒子性弱————————→強(qiáng)

2、光波和機(jī)械波的比較

（1）相同點(diǎn)：都是波，都具有周期性，都是傳播能量的過程；波的頻率都是由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)；波速、波長與頻率三者都滿足關(guān)系式。

（2）不同點(diǎn)：①產(chǎn)生原因不同。機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播形成的，而光波則是由電子受激產(chǎn)生的；②機(jī)械波的傳播需要彈性介質(zhì)，而光波可以在真空中傳播；③在同一介質(zhì)中，機(jī)械波傳播的速度相同，而不同頻率的光波在同一介質(zhì)中速度不同，且在真空中傳播速度最大；④光波的能量只與以在真空中傳播；③在同一介質(zhì)中，機(jī)械波傳播的速度相同，而不同頻率的光波在同一介質(zhì)中速度不同，且在真空中傳播速度最大；④光波的能量只與

三、考點(diǎn)應(yīng)用

例1：光的電磁說認(rèn)為（）

A、光波和機(jī)械波相同，在真空中傳播時(shí)速度最大

B、光波也能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象

C、光是一種電磁波

D、在真空中光速和電磁波傳播速度相同

分析：光波是電磁波，不同于機(jī)械波，光波在真空中傳播速度最大，而機(jī)械波不能在真空中傳播。但是光波和機(jī)械波都能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射等波動(dòng)特有的現(xiàn)象，因此，本題B、C、D選項(xiàng)正確。

答案：B、C、D

點(diǎn)評(píng)：了解光的電磁說，知道光波和機(jī)械波的異同，就能作出正確的判斷。

例2關(guān)于X射線和X射線管，如圖所示，下列說法中正確的是（）

A.X射線波長比可見光長

B、X射線是由陽極發(fā)出的

C、X射線管中K是陽極

D、X射線管所加高壓電源D端為正極

分析：圖中為X光管示意圖。K是X光管陰極，A是X光管陽極，其表面是一傾斜的平板。X光管的工作原理是：當(dāng)陰極兩端接上一低壓電源，就有電流通過鎢絲K，當(dāng)鎢絲達(dá)到赤熱狀態(tài)就能發(fā)射電子；如果陰極K和陽極A之間加上幾萬伏高壓時(shí)，使鎢絲發(fā)出的電子加速運(yùn)動(dòng)到A極，以高速打在A極的極板上，就打出X射線來。

答案：B、D

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電磁波譜及X射線的產(chǎn)生機(jī)制，X射線的產(chǎn)生機(jī)制在課本上有詳細(xì)敘述，平時(shí)應(yīng)注重課本內(nèi)容的閱讀，尤其要注重對(duì)課本中圖示的理解。

例3：通過一塊偏振片觀察電燈、蠟燭、月亮、反光的黑板，當(dāng)以入射光線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片時(shí)，看到的現(xiàn)象有何不同？

分析：通過一塊偏振片觀察電燈、蠟燭時(shí)，透射光的強(qiáng)弱不隨偏振片的旋轉(zhuǎn)而變化。因?yàn)闊艄?、燭光都是自然光，沿各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度相同，因此當(dāng)偏振片旋轉(zhuǎn)時(shí)，透射出來的光波的振動(dòng)方向雖然改變了（肉眼對(duì)此不能感覺），但光的強(qiáng)弱沒有改變。

月亮和黑板反射的光是偏振光，它們通過偏振片透射過來的光線的強(qiáng)弱會(huì)隨偏振片的旋轉(zhuǎn)發(fā)生周期性的變化。

點(diǎn)評(píng)：許多同學(xué)在第一次看到這道題時(shí)束手無策，當(dāng)然有知識(shí)不熟練的原因，但也有審題不細(xì)致的原因，本題要求通過“偏振片觀察光源”，實(shí)際上是一種暗示——從光的偏振現(xiàn)象分析問題。

例4：納米科技是跨世紀(jì)新科技，將激光束寬度聚焦到納米范圍，可修復(fù)人體已損壞的器官，對(duì)DNA分子進(jìn)行超微型基因修復(fù)，把尚令人類無奈的癌癥、遺傳疾病徹底根除。

（1）這是利用激光的（）

A、單色性B、方向性

C、高能量D、粒子性

（2）納米科技是人類認(rèn)識(shí)自然的一個(gè)新層次，1nm等于（）

A、B、

C、D、

（3）對(duì)DNA分子進(jìn)行修復(fù)，屬于（）

A、基因突變B、基因重組

C、基因互換D、染色體變異

解析：（1）激光由于能把巨大能量高度集中地輻射出來，所以在醫(yī)學(xué)上作“光刀”切開皮膚、切除腫瘤或應(yīng)用于其他外科手術(shù)。故選C。

（2）納米是長度單位，波長經(jīng)常用納米作單位，1nm=。故應(yīng)選B。

（3）激光對(duì)生物DNA分子進(jìn)行修復(fù)實(shí)質(zhì)是生物體基因突變，故應(yīng)選A。

點(diǎn)評(píng)：了解激光的特征及應(yīng)用，是高考的基本要求；與現(xiàn)代科技、生活的結(jié)合，是高考命題的方向，要注意這類“冷題”的復(fù)習(xí)。

例５：關(guān)于光譜，下列說法正確的是（）

Ａ、白熾燈和霓虹燈的光譜都是連續(xù)光.譜

Ｂ、做光譜分析時(shí)，可以利用所有的發(fā)射光譜，也可以利用所有的吸收光譜

Ｃ、各種原子的吸收光譜與其線狀譜中每一條譜線都相對(duì)應(yīng)

Ｄ、對(duì)太陽譜進(jìn)行分析，可以知道太陽的組成成分

分析：白熾燈的光譜是由高溫?zé)霟岬慕饘俳z發(fā)出光產(chǎn)生的連續(xù)譜，霓虹燈的光譜是由低壓氣體發(fā)的光產(chǎn)生的線狀譜，連續(xù)譜和線狀譜雖然都是發(fā)射光譜，但是只有其中的線狀譜（原子光譜）才能做光譜分析。因?yàn)槊糠N元素的原子內(nèi)能發(fā)生某些具有特定波長的光譜線，這些譜線稱為那種元素的特征譜線。

低溫物質(zhì)原子吸收的光，恰好是這種原子在高溫時(shí)發(fā)出的光，因此，某元素的吸收光譜的暗線正與它的線狀譜的每一條明線相對(duì)應(yīng)，可見吸收光譜也可做光譜分析。太陽光譜是吸收光譜，其中暗線是由于太陽光經(jīng)過溫度較低的太陽大氣時(shí)某些特征譜線的光被某些物質(zhì)吸收而形成的，所以，太陽光譜只能用來分析太陽大氣的組成成分，答案Ｃ。

點(diǎn)評(píng)：明確光譜產(chǎn)生的原因，正確理解“低溫物質(zhì)原子吸收的光，恰好是這種原子在高溫時(shí)發(fā)出的光”，是正確判斷此類問題的關(guān)鍵。

五、隨堂練習(xí)

1、（2004上海）下列說法中正確的是（）

Ａ、光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性

B、光的頻率越大，波長越大

C、光的波長越大，光子的能量越大

D、光在真空中的傳播速度為3.00×

2、（04江蘇物理）下列說法正確的是（）

A、光波是一種概率波

B、光波是一種電磁波

C、單色光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，光子的能量改變

D、單色光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，光的波長不變

3、（江蘇）如圖所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q，可以看到透射光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生改變，這是光的偏振現(xiàn)象。這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明（）

A、光是電磁波B、光是一種橫波

B、光是一種縱波D、光是概率波

4、（2004上海）閱讀下列資料并回答問

題：

自然界中的物體由于具有一定的溫度，會(huì)不斷向外輻射電磁波，這種輻射與溫度有關(guān)，稱為熱輻射。熱輻射具有如下特點(diǎn)：①輻射的能量中包含各種波長的電磁波；②物體的溫度越高，單位時(shí)間從物體表面單位面積上輻射的能量越大；③在輻射的總能量中，各種波長所占的百分比不同。

處在一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時(shí)，也要吸收由其他物體輻射的電磁能量，如果它處在平衡狀態(tài)，則能量保持不變，若不考慮物體表面性質(zhì)對(duì)輻射與吸收的影響，我們定義一種理想的物體，它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射，這樣的物體稱為黑體。單位時(shí)間內(nèi)從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對(duì)溫度的四次方成正比，即，其中常數(shù)

。

在下面的問題中，把研究對(duì)象簡單地看作黑體。

有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式為：太陽半徑，太陽表面溫度T=5770K，火星半徑r=3395km；球表面積，其中R為球半徑。

（1）太陽熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長為范圍內(nèi)，求相應(yīng)的頻率范圍；

（2）每小時(shí)從太陽表面輻射的總能量為多少？

（3）火星受到來自太陽的輻射可以認(rèn)為垂直射到面積為（r為火星半徑）的圓盤上，已知太陽到火星的距離約為太陽半徑的

400倍，忽略其他天體及宇宙空間的輻射，試估算火星的平均溫度。

第四課時(shí)實(shí)驗(yàn)用雙縫干涉測光的波長

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

學(xué)會(huì)觀察雙縫干涉圖樣。掌握用雙縫干涉測定單色光波長的方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理

如圖所示,電燈發(fā)出的光，經(jīng)過濾光片后變成單色光，再經(jīng)過單縫S時(shí)發(fā)生衍射，這時(shí)單縫S相當(dāng)于一單色光源，衍射光波同時(shí)到達(dá)雙縫和之后，再次發(fā)生衍射，、雙縫相當(dāng)于二個(gè)步調(diào)完全一致的單色相干光源，透過、雙縫的單色光波在屏上相遇并疊加，、到屏上P點(diǎn)的路程分別是、兩列光波傳到P的路程差，設(shè)光波波長為λ

1、若，兩列波傳到P點(diǎn)同相，互相加強(qiáng)，出現(xiàn)明條紋。

2．若，兩列波傳到P點(diǎn)反相，互相減弱，出現(xiàn)暗條紋。

這樣就在屏上得到了平行于雙縫、的明暗相間的干涉條紋。相鄰兩條明紋間的距離與入射光波長λ，雙縫、間距離d及雙縫與屏的距離有關(guān)，其關(guān)系式為

，因此，只要測出、d、即可測出波長λ。

兩條相鄰明（暗）條紋間的距離用測量頭測出。測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，如圖所示。

轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板會(huì)左、右移動(dòng)，測量時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線對(duì)齊條紋的中心（如圖所示）記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板向一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)分劃板中心刻線對(duì)齊另一條相鄰的明條紋中心時(shí)，記下手輪上的刻度數(shù)，兩次讀數(shù)之差就是相鄰兩條明條紋間的距離，即。

很小，直接測量時(shí)相對(duì)誤差較大，通常測出n條明條紋間的距離a，再推算相鄰兩條明（暗）條紋間的距離，。

三、實(shí)驗(yàn)器材

雙縫干涉儀即：

光具座、光源、學(xué)生電源、導(dǎo)線、濾光片、單縫、雙逢、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭、刻度尺

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1、觀察雙縫干涉圖樣

（1）將光屏、遮光筒、毛玻璃屏依次安

放在光具座上。如圖所示。

（2）接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光。

（3）調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線射到光屏。

（4）安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約5cm—10cm，這時(shí)，可觀察白光的干涉條紋。

（5）在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋。

2、測定單色光的波長

（1）安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到

干涉條紋。

（2）使分劃板中心刻線對(duì)齊某亮條紋中

央，記下手輪上的讀數(shù)；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線移動(dòng)至另一亮條紋的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)；并記下兩次測量時(shí)移過的條紋數(shù)n，則相鄰兩亮條紋間距

（3）用刻度尺測量雙縫到光屏間距離（d是已知的）。

（4）重復(fù)測量、計(jì)算，求出波長的平均值。

（5）換用不同濾光片，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

五、注意事項(xiàng)

1、雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，不要隨便拆解遮光筒，測量頭等元件。

2、濾光片、單縫、雙縫、目鏡等如有灰塵，應(yīng)用擦鏡紙或干凈軟片輕輕擦去。

3、安裝時(shí)，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行。

4、光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近。

5、調(diào)節(jié)的基本依據(jù)是：照在像屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測量頭與遮光筒不共軸線所致，干涉條紋不清晰一般主要原因是單縫與雙縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)節(jié)。

六、誤差分析

光波波長很小，、的測量對(duì)波長λ的影響很大。用毫米刻度尺測量，用測量頭上的游標(biāo)尺測量，可測多條亮紋間距再求，采用多次測量求λ的平均值法，可減小誤差。

七、考點(diǎn)應(yīng)用

例1：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在光屏上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫前分別放一黃色濾光片和一紅色濾光片，這時(shí)（）

A、只有紅色和黃色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失

Ｂ、紅色和黃色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋依然存在

Ｃ、任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但光屏上仍有條紋

D、光屏上無任何光亮

分析：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的裝置中，縫的寬度跟光的波長相差不多，在雙縫前分別放上紅色和黃色濾光片之后，由于紅光和黃光的頻率不同，在光屏上不可能再出現(xiàn)干涉條紋了，但由于滿足產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，所以在光屏上將同時(shí)出現(xiàn)紅光和黃光的衍射條紋，故本題正確答案Ｃ。

點(diǎn)評(píng)：某種顏色的濾光片只能讓這種顏色的光通過，其他顏色的光不能通過。

例2：如圖所示，用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，P處為第二亮紋，改用頻率較高的單色光重做實(shí)驗(yàn)（其他條件不變）時(shí)，則第二亮紋的位置（）

A、仍在P處B、在P點(diǎn)上方

C、在P點(diǎn)下方D、要將屏向雙縫方向移近一些才能看到亮紋

分析：由判斷的變化情況。

解答：光波的頻率變高，則光波波長變短。由可知，減小。所以，第二亮紋的位置P點(diǎn)的下方。正確答案為C。

點(diǎn)評(píng)：無論光波的波長如何，屏的中央總是亮條紋。求解本題需要用到的知識(shí)有：和光波波長與光波頻率之間的關(guān)系。

例3：某同學(xué)按實(shí)驗(yàn)安裝好儀器后，觀察光的干涉現(xiàn)象，獲得成功，若他在此基礎(chǔ)上對(duì)儀器的安裝作如下改動(dòng)，但還能使實(shí)驗(yàn)成功的是（）

A、將遮光筒內(nèi)的光屏，向靠近雙縫的方向移動(dòng)少許，其他不動(dòng)

B、將濾光片移至單縫和雙縫之間，其它不動(dòng)

C、將單縫向雙縫移動(dòng)少許，其它不動(dòng)

D,將單縫和雙縫的位置互換，其它不動(dòng)

分析：雙縫發(fā)生干涉，而單縫發(fā)生衍射，故D錯(cuò)，由知，改變雙縫到屏的距離仍能得清晰條紋，只不過條紋間距變化,故A正確。單縫與雙縫之間距離對(duì)干涉無影響，故C正確。濾光片的作用是得到相干單色光，在單縫前還是在單、雙縫之間不影響干涉，故B正確。

答案A、B、C

點(diǎn)評(píng)：掌握雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的原理運(yùn)用公式是解此題的關(guān)鍵

例4：在雙縫干涉測光的波長的實(shí)驗(yàn)中，所用雙縫間距d=2mm，雙縫到屏的間距=86.4cm，手輪的初始讀數(shù)為，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板中心刻線移動(dòng)到第13條線時(shí)手輪讀數(shù)，求通過濾光片后的波長。

分析：根據(jù)雙縫干涉的規(guī)律利用公式求解。

解答：相鄰亮條紋間的距離為：

由知：

點(diǎn)評(píng)：明確并記住是解本題的關(guān)鍵。

八、隨堂練習(xí)

1、在利用雙縫干涉測定光波波長時(shí)，首先調(diào)節(jié)_________和的中心均位于遮光筒的中心軸線上，并使_______和_______豎直并且互相平行，當(dāng)屏上出現(xiàn)了干涉圖樣后，用測量頭上的游標(biāo)卡尺測出n條明條紋間的距離a，則兩條相鄰明條紋間的距離=，雙縫到毛玻璃屏的距離用__________測量，用公式可以測出單色光的波長。

2、（2003南京市）如圖所示，某同學(xué)在做“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次分劃板中心刻度線對(duì)齊A條紋中心時(shí)（圖1），游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖（3）所示，第二次分劃板中心刻度線對(duì)齊B條紋中心時(shí)（圖2），游標(biāo)卡尺的示數(shù)如（4）所示，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖（3）中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為mm。實(shí)驗(yàn)時(shí)測量多條干涉條紋寬度的目的是_______，所測光波的波長為__________m。（保留兩位有效數(shù)字

3、（2003廣州市）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測定激光的波長的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，激光器發(fā)生的一束直徑很小的紅色激光進(jìn)入一個(gè)一端裝有雙縫、另一端裝有感光片的遮光筒，感光片的位置上出現(xiàn)一排等距的亮點(diǎn)，乙圖中的黑點(diǎn)代表亮點(diǎn)的中心位置。

（1）這個(gè)現(xiàn)象說明激光具有性

（2）通過量出相鄰光點(diǎn)的距離可算出激光的波長，據(jù)資料介紹：如果雙縫的縫間距離為a，雙縫到感光片的距離為，感光片相鄰兩點(diǎn)間的距離為b,則激光的波長。該同學(xué)測得=1.0000m、縫間距a=0.220mm，用帶十分度游標(biāo)的卡尺測感光片上的點(diǎn)的距離時(shí)，尺與點(diǎn)的中心位置如乙圖所示。乙圖中第1到第4個(gè)光點(diǎn)的距離是mm實(shí)驗(yàn)中激光的波長λ=m。（保留兩位有效數(shù)字)

（3）如果實(shí)驗(yàn)時(shí)將紅激光換成藍(lán)激光，距離將。屏上相鄰兩光點(diǎn)間的距離將__________。

4、利用雙縫干涉測光波波長的實(shí)驗(yàn)中，已知雙縫到屏的距離為0.6000m，兩狹縫間距離為0.25×10,讓分劃板中心刻度線對(duì)齊中央亮條紋中心時(shí)，手輪上的讀數(shù)為3.52×10,分劃板中心刻度線對(duì)齊中央亮紋一側(cè)第6條亮條紋中心時(shí)，手輪上的讀數(shù)為

11.56×10則此光波波長為多少？

5、一同學(xué)在用雙縫干涉測光的波長實(shí)驗(yàn)中，使用的雙縫的間距為0.02cm。測得雙縫與屏的距離為50cm，第一級(jí)亮紋中心到第五級(jí)亮紋中心的距離為0.45cm，則待測單色光的波長是多少？

6、雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，要使屏上單色光的干涉條紋之間距離變寬，可采用的辦法有哪些？為測量紅光的波長，現(xiàn)測得屏上6條亮紋間的距離為7.5mm，雙縫的間距為0.5mm，雙縫到屏的距離為1m，則此紅光的波長是多少？

參考答案

光的本性

第一課時(shí)

1、（1）惠更斯（2）波（3）干涉衍射

（4）反射，折射，干涉衍射（5）直線傳播

2、（1）麥克斯韋（2）電磁波（3）赫茲

（5）光電效應(yīng)

3、頻率相同完全相同加強(qiáng)、減弱、加強(qiáng)，

減弱波動(dòng)性

4、整數(shù)，整數(shù)（1）干涉（2）檔板、屏

狹縫，白、彩

5、前后明暗相間彩色

6、小

7、麥克斯韋赫茲

8、（1）不（2）真空（3）橫

9、大小頻率電磁振蕩外層，內(nèi)層原子核

10、偏振、偏振

11、相同的

第二課時(shí)

1、B2、B3、AD4、A

5、解析（1）

（2）

因?yàn)閐=2a，所以

第三課時(shí)

1、AD2、AB3、B

4、（1）；

（2）；（3）204K

（1）根據(jù)（1），光的頻率分別為

太陽輻射光的頻率范圍是

（2）每小時(shí)從太陽表面輻射的總能量為

（3）設(shè)火星表面溫度為，太陽與火星相距d，即d=400R，在距太陽d處，單位時(shí)間單位面積太陽輻射的能量為。單位時(shí)間火星吸收的能量為。根據(jù)黑體輻射規(guī)律，火星單位時(shí)間內(nèi)輻射的能量為。當(dāng)火星表面溫度穩(wěn)定時(shí)，即。

由上式解得火星平均溫度為

。

第四課時(shí)

1、光源濾光片單縫雙縫a/(n-1)

毫米刻度尺

2、11.416.7減小測量的絕對(duì)誤差（或提高測量的精確度）

3、（1）波動(dòng)（2）8.6（3）變小

4、

解析：相鄰兩條亮紋間的距離

由公式得

5、

相鄰條紋間的距離

單色光的波長為：

6、分析在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)公式，可知，要使屏上單色光的干涉條紋之間距離變寬，可采取的辦法是：（1）使用波長較長的單色光；（2）增加雙縫到光屏間距離或選用較長的遮光筒；（3）減小雙縫之間距離，根據(jù)測量值，計(jì)算相鄰條紋間的距離：，在代入公式，求得紅光波長為：

高考物理第一輪復(fù)習(xí)光的波動(dòng)性學(xué)案

一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對(duì)每一位學(xué)生盡職盡責(zé)，準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來，有效的提高課堂的教學(xué)效率。我們要如何寫好一份值得稱贊的高中教案呢？以下是小編為大家收集的“高考物理第一輪復(fù)習(xí)光的波動(dòng)性學(xué)案”相信您能找到對(duì)自己有用的內(nèi)容。

第二課時(shí)光的波動(dòng)性

【教學(xué)要求】
1．了解光的干涉、衍射現(xiàn)象及光的偏振現(xiàn)象。
2．熟悉激光的特性及應(yīng)用。
【知識(shí)再現(xiàn)】
一、光的干涉
1．條件：兩列光的相同、恒定或兩列光振動(dòng)情況總是相同，能發(fā)生干涉的兩列波稱為相干波，兩個(gè)光源稱為相干光源。相干光源可用同一束光分成兩列獲得。
2．雙縫干涉：在用單色光進(jìn)行的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若雙縫處兩列光的振動(dòng)情況完全相同，則在光屏上距雙縫的路程差為光波波長倍的地方被加強(qiáng)，將出現(xiàn)明條紋；光屏上距雙縫的路程差為光波半波長倍的地方光被減弱，出現(xiàn)暗條紋．
3．薄膜干涉：利用薄膜（如肥皂膜）兩表面的相遇而形成的．
二、光的衍射
1．內(nèi)容：光離開直線路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象叫光的衍射。
2．產(chǎn)生明顯衍射條件：障礙物或孔的尺寸比波長小或差不多。
3．單縫衍射條紋特點(diǎn)：中間條紋亮、寬，兩側(cè)條紋暗、窄，間距不等。相同的實(shí)驗(yàn)裝置，光波波長越長，條紋越寬；相同的照射光，單縫窄的，中央條紋寬。
試一試：解釋“聞其聲不見其人”的原因？

三、光的偏振
1．自然光：光源發(fā)出的，包含著垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)產(chǎn)光波的強(qiáng)度都相同。
2．偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只有一個(gè)振動(dòng)方向的光。
3．應(yīng)用：立體電影、照相鏡頭等。
4．偏振光的產(chǎn)生方式
(1)自然光通過起偏器：通過共軸的兩個(gè)偏振片觀察自然光，第一個(gè)偏振片是把自然光變成偏振光，叫做起偏器。第二個(gè)偏振片的檢驗(yàn)是否為偏振光。(2)自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上，如果光人射的方向合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是900時(shí)，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。
5．光的干涉和衍射說明了光是波，但不能確定光是橫波還是縱波，光的偏振現(xiàn)象說明了光是橫波。
思考：自然光與偏振光有哪些異同？

四、激光
1．產(chǎn)生：人工產(chǎn)生的一種相干光。
2．特點(diǎn)：①，
②，③。
3．應(yīng)用：光纖通信、精確測距、目標(biāo)跟蹤、激光讀盤、激光切割等。
思考：自然光與激光有哪些異同？

知識(shí)點(diǎn)一光的干涉條件及定量分析
1．楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)
（1）相干光源：雙縫處光振動(dòng)不但頻率相等，而且總是同相的。
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在屏上出現(xiàn)明暗相間的干涉條紋。
（3）當(dāng)這兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差δ等于光的半波長的偶數(shù)倍時(shí)，該處的光相加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋；
當(dāng)這兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差δ等于光的半波長的奇數(shù)倍時(shí)，該處的光相減弱，出現(xiàn)暗條紋。
（4）相鄰兩條干涉條紋的間距
思考：解釋若用白光做該實(shí)驗(yàn)則屏上出現(xiàn)彩色的干涉條紋的原因？

【應(yīng)用1】如圖所示，用某單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，P處為第三亮紋，若改用頻率較高的單色光做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，則第三亮紋的位置（）
A.仍在P處B.在P點(diǎn)上方C.在P點(diǎn)下方
D.要將屏向雙縫方向移近一些，屏上才會(huì)出現(xiàn)第三亮紋
導(dǎo)示:當(dāng)P點(diǎn)距雙縫路程差為光波長的3倍時(shí)，P處就出現(xiàn)第三亮紋，若改用頻率較高的光時(shí)，由于光波長減小，所以第三亮紋的位置應(yīng)下移.
故選C
2．薄膜干涉：
（1）相干光源：薄膜的前后兩表面的反射光。
（2）圖樣特點(diǎn)：若單色光入射，出現(xiàn)亮暗相間的條紋（薄膜厚度相等的地方對(duì)應(yīng)同一級(jí)條紋）；若白光入射，出現(xiàn)彩色條紋，在同一級(jí)條紋中，從紫色到紅色對(duì)應(yīng)的薄膜厚度從薄到厚．
（3）應(yīng)用：檢查光學(xué)平面的平整程度，增透膜等．
【應(yīng)用2】劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示。將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直人射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點(diǎn)：（1)任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定，現(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直人射到新劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋將如何變化？
導(dǎo)示:光線在空氣膜的上下表面上反射，并發(fā)生干涉，從而形成干涉條紋。設(shè)空氣膜頂角為θ，d1、d2處為兩相部明條紋，如圖所示，則兩處光的路程差分別為δ1=2d1，δ2=2d2
因?yàn)棣?-δ2=λ
所以d2-d1=λ/2
設(shè)條紋間距為△L，
則由幾何關(guān)系得（d2-d1）/△L=tanθ，
即△L=λ/2tanθ，當(dāng)抽去一張紙片θ減小時(shí)，△L增大，即條紋變疏。
答案：變疏。
1．由于一般發(fā)光體發(fā)出若干頻率的光，任何兩個(gè)獨(dú)立的光源發(fā)出的光疊加均不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象．只有采用特殊的方法從同一細(xì)光束分離出兩列光波相疊加，才可能發(fā)生干涉現(xiàn)象．
2．在光的薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定，所以薄膜干涉中同一明條紋或同一暗條紋應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚度相同的地方．由于光波波長極短，因此薄膜干涉所用介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄，才能觀察到干涉條紋．
知識(shí)點(diǎn)二光的衍射
1．幾種典型衍射現(xiàn)象
(1)單縫衍射(2)小孔衍射(3)圓盤衍射（泊松亮斑）
圖樣特點(diǎn)：光通過很小的孔、縫或障礙物時(shí)，會(huì)在后面的屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋，且中央條紋很亮，越向邊緣越暗；如果是白光發(fā)生衍射，則出現(xiàn)彩色條紋．
2．衍射條紋產(chǎn)生的理論機(jī)制
來自單縫或小孔上不同位里的光，在光屏處疊加后光波加強(qiáng)或削弱，加強(qiáng)處出現(xiàn)亮線，削弱處出現(xiàn)暗線，這個(gè)道理和兩列光干涉時(shí)的道理相似．如果用白光照封，則得到的亮線是彩色的．
注意：(1)衍射產(chǎn)生的條件其實(shí)是指產(chǎn)生明顯衍射的條件，光的衍射是不需要條件的，只是在有些條件下衍射比較明顯，有些條件下衍射不明顯而已．
(2）光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果，但存在明顯的區(qū)別：干涉是兩束相干光的疊加，衍射是無數(shù)光的疊加，雙縫干涉條紋是等間距、等亮度的，而單縫衍射條紋除中央明條紋最寬最亮外，兩側(cè)條紋亮度、寬度逐漸減?。?br> 【應(yīng)用2】以下說法中正確的是?（）
A.當(dāng)光的波長比圓孔直徑小時(shí)，可產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象?
B.衍射現(xiàn)象的研究表明，光沿直線傳播只是一種近似規(guī)律?
C.用平行單色光垂直照射不透明小圓板，在圓板后面的屏上發(fā)現(xiàn)圓板陰影中心處有一亮斑，這是光的干涉現(xiàn)象?
D.用平行單色光垂直照射一把刀片，發(fā)現(xiàn)刀片的陰影邊緣模糊不清，這是光的衍射現(xiàn)象
導(dǎo)示:設(shè)本題是對(duì)衍射現(xiàn)象及條件的理解，在孔或障礙物的尺寸比波長小或相差不大時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，A不正確；在障礙物尺寸比波長大得多的情況下，衍射現(xiàn)象不明顯，也可以認(rèn)為光是沿直線傳播的，B正確；圓板后面的屏上發(fā)現(xiàn)圓板陰影中心處有一亮斑，是泊松亮斑，是光的衍射現(xiàn)象，C不正確；陰影的邊緣模糊不清，是光的衍射的結(jié)果。
故選BD
類型一雙縫干涉的明暗條紋的分析
【例1】（山東省沂源一中2008高三檢測試題）如圖所示，在用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，若單縫S從雙縫S1、S2的中央對(duì)稱軸位置處稍微向上移動(dòng)，則()
A．不再產(chǎn)生干涉條紋
B．仍產(chǎn)生干涉條紋，且中央亮紋P的位置不變
C．仍產(chǎn)生干涉條紋，中央亮紋P的位置略向上移
D．仍產(chǎn)生干涉條紋，中央亮紋P的位置略向下移
導(dǎo)示:中央亮縫的位置應(yīng)該是略向下移動(dòng)。光波波程差等于半波長的偶數(shù)倍為亮條紋，但這里的波程差的計(jì)算是從單縫到光屏的距離，因而當(dāng)單縫略向上移動(dòng)波程差為零的位置略向下移。故選B
從本題可以看出：雙縫干涉中的明暗條紋由屏上某點(diǎn)P到光源之間的光程差決定的，而條紋間距則由雙縫到屏的距離、雙縫之間的距離和光波的波長共同決定的。
類型二應(yīng)用動(dòng)能定理巧求變力的功
【例2】現(xiàn)代光學(xué)裝置中的透鏡、棱鏡的表面常涂上一層薄膜,當(dāng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的1/4時(shí),可以大大減少入射光的反射損失,從而增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度,這種作用是應(yīng)用了光的（）
A．色散現(xiàn)象B．全反射現(xiàn)象
C．干涉現(xiàn)象D．衍射現(xiàn)象
導(dǎo)示:增透膜即增強(qiáng)了透射光，減小反射光，也就是說膜前后兩面的反射光疊加相抵消，所以反射光光程差為λ/2，膜厚度為λ/4。是光的干涉現(xiàn)象的應(yīng)用。故選C。
思考：登山運(yùn)動(dòng)員為了防止紫外線過度照射，戴的鏡子涂上膜的厚度至少為多少？
1．（徐州市2007高三第三次質(zhì)量檢測）下列說法中正確的是（）
A．光的衍射現(xiàn)象說明光具有粒子性
B．光的干涉現(xiàn)象說明光是一種電磁波
c．光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波
D．電子束通過鋁箔能發(fā)生衍射現(xiàn)象,說明作為實(shí)物粒子的電子也具有波動(dòng)性

2．關(guān)于激光的說法正確的是：（）
A.可以利用激光來切割各種物質(zhì)，是利用了激光的亮度高的特性
B.在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，常會(huì)用激光作光源，是利用了激光的相干性好的特性
C.激光通信是利用了激光的平行度好的特性
D.激光測距是利用了激光平行度好的特性

3．（泗陽中學(xué)2008物理第四次調(diào)研測試）一同學(xué)在“用雙縫干涉測光的波長實(shí)驗(yàn)中，使用的雙縫的間距為0．02cm，測得雙縫與屏的距離為50cm，第1級(jí)亮紋中心到第5級(jí)亮紋中心的距離為O．45cm，則待測單色光的波長是．

4．（海安高級(jí)中學(xué)第七次統(tǒng)測）如圖所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q，可以看到透射光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象。這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明（）
A．光是電磁波B．光是一種橫波
C．光是一種縱波D．光是概率波
5．（南京市秦淮中學(xué)2007年物理高考模擬試卷）夜晚，汽車前燈發(fā)出的強(qiáng)光將迎面駛來的汽車司機(jī)照射得睜不開眼，嚴(yán)重影響行車安全．若考慮將汽車前燈玻璃改用偏振玻璃，使射出的燈光變?yōu)槠窆?；同時(shí)汽車前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透偏方向正好與燈光的振動(dòng)方向垂直，但還要能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體．如下措施中可行的是
A．前窗玻璃的透振方向是豎直的，車燈玻璃的透振方向是水平的
B．前窗玻璃的透振方向是豎直的，車燈玻璃的透振方向是豎直的
C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，車燈玻璃的透振方向是斜向左上45°
D．前窗玻璃和車燈玻璃的透振方向都是斜向右上45°

參考答案1：CD2：ABD3：4.5×10-7m
4：B5：D

20xx高三物理知識(shí)點(diǎn)：光的波動(dòng)性和微粒性

20xx高三物理知識(shí)點(diǎn)：光的波動(dòng)性和微粒性

1.光本性學(xué)說的發(fā)展簡史
(1)牛頓的微粒說:認(rèn)為光是高速粒子流.它能解釋光的直進(jìn)現(xiàn)象，光的反射現(xiàn)象.
(2)惠更斯的波動(dòng)說:認(rèn)為光是某種振動(dòng)，以波的形式向周圍傳播.它能解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象.
2、光的干涉
光的干涉的條件是：有兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源，即相干波源。(相干波源的頻率必須相同)。形成相干波源的方法有兩種：⑴利用激光(因?yàn)榧す獍l(fā)出的是單色性極好的光)。⑵設(shè)法將同一束光分為兩束(這樣兩束光都來源于同一個(gè)光源，因此頻率必然相等)。下面4個(gè)圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖。
2.干涉區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的亮、暗紋
⑴亮紋：屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于波長的整數(shù)倍，即δ=nλ(n=0，1，2，……)
⑵暗紋：屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于半波長的奇數(shù)倍，即δ=(n=0，1，2，……)
相鄰亮紋(暗紋)間的距離。用此公式可以測定單色光的波長。用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于白光內(nèi)各種色光的波長不同，干涉條紋間距不同，所以屏的中央是白色亮紋，兩邊出現(xiàn)彩色條紋。
3.衍射----光通過很小的孔、縫或障礙物時(shí)，會(huì)在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋，且中央條紋很亮，越向邊緣越暗。
⑴各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。
⑵發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還小。(當(dāng)障礙物或孔的尺寸小于0.5mm時(shí)，有明顯衍射現(xiàn)象。)
⑶在發(fā)生明顯衍射的條件下當(dāng)窄縫變窄時(shí)亮斑的范圍變大條紋間距離變大，而亮度變暗。
4、光的偏振現(xiàn)象：通過偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)，稱為偏振光。光的偏振說明光是橫波。
5.光的電磁說
⑴光是電磁波(麥克斯韋預(yù)言、赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了正確性。)
⑵電磁波譜。波長從大到小排列順序?yàn)椋簾o線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個(gè)波段間都有重疊。
各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理分別是：無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的;紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；倫琴射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;γ射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。
⑶紅外線、紫外線、X射線的主要性質(zhì)及其應(yīng)用舉例。
種類產(chǎn)生主要性質(zhì)應(yīng)用舉例
紅外線一切物體都能發(fā)出熱效應(yīng)遙感、遙控、加熱
紫外線一切高溫物體能發(fā)出化學(xué)效應(yīng)熒光、殺菌、合成VD2
X射線陰極射線射到固體表面穿透能力強(qiáng)人體透視、金屬探傷

光的波粒二象性

教學(xué)目標(biāo)

（1）知道光具有波粒二象性。
（2）知道概率波的概念。

教學(xué)建議

教材分析

分析一：教材先總結(jié)前面所學(xué)知識(shí)，提出光具有波粒二象性，并進(jìn)一步指出光波是一種概率波：大量光子表現(xiàn)出的波動(dòng)性強(qiáng)，少量光子表現(xiàn)出的粒子性強(qiáng)；頻率高的光子表現(xiàn)出的粒子性強(qiáng)，頻率低的光子表現(xiàn)出的波動(dòng)性強(qiáng)。
分析二：教材中內(nèi)容要求較低，學(xué)生掌握部分以記憶為主。

教法建議
建議：可以由教師提出思考問題，學(xué)生再閱讀課本自學(xué)，最后學(xué)生回答問題，有不明白的地方由教師解釋。

--示例

光的波粒二象性

教學(xué)重點(diǎn)：光具有波粒二象性
教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)波粒二象性的理解

示例：
由教師提出思考問題（光波能干涉和衍射，說明光具有波動(dòng)性；而光電效應(yīng)又說明光具有粒子性，那么光波到底是波還是粒子呢？），學(xué)生再閱讀課本自學(xué)，最后學(xué)生回答思考問題，有不明白的地方由教師解釋。

探究活動(dòng)

題目：光學(xué)發(fā)展史
組織：個(gè)人
方案：科普論文
評(píng)價(jià)：科普性