1、一、光的折射、全反射和色散一、光的折射、全反射和色散1光的折射光的折射(1)折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方 向发生向发生 的现象的现象(2)折射定律折射定律(如图如图1131所示所示)内容：折射光线与入射光线、法线处在内容：折射光线与入射光线、法线处在 ，折射光线与入射光线分别位，折射光线与入射光线分别位 于于 的两侧，入射角的正弦与折射角的的两侧，入射角的正弦与折射角的 正弦成正弦成 图图1131改变改变 同一平面内同一平面内法线法线正比正比 表达式：表达式：n12，式中，式中n12是比例常数是比例常数 在光的折射现象中，
2、光路是在光的折射现象中，光路是 (3)折射率折射率 定义：光从真空射入某介质时，定义：光从真空射入某介质时，的正弦与的正弦与 的正弦的比值的正弦的比值 定义式：定义式：n (折射率由介质本身和光的频率决定折射率由介质本身和光的频率决定)计算式：计算式：n (c为光在真空中的传播速度，为光在真空中的传播速度，v是光是光 在介在介 质中的传播速度，由此可知，质中的传播速度，由此可知，n1)可逆的可逆的入射角入射角 折射角折射角2全反射全反射(1)发生条件：发生条件：光从光从 介质射入介质射入 介质；介质；入射角入射角 临界角临界角(2)现象：折射光完全消失，只剩下现象：折射光完全消失，只剩下 光光
3、(3)临界角：折射角等于临界角：折射角等于90时的入时的入 射角，用射角，用C表示，表示，sinC .(4)应用：应用：全反射棱镜；全反射棱镜；光导光导 纤维，如图纤维，如图1132所示所示光密光密光疏光疏等于或大于等于或大于反射反射3光的色散光的色散(1)光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为 光的现象光的现象(2)色散规律：由于色散规律：由于n红红n紫紫，所以以相同的入射角射到棱镜界，所以以相同的入射角射到棱镜界 面时，红光和紫光的折射角不同，即紫光偏折得更明显面时，红光和紫光的折射角不同，即紫光偏折得更明显 当它们射到另一个界面时，当它们射到另一个界
4、面时，光的偏折最大，光的偏折最大，光的偏光的偏折最小折最小单色单色紫紫红红(3)光的色散现象说明：光的色散现象说明：白光为复色光；白光为复色光；同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折 射率射率 ；不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波 速速 越大越大越慢越慢1光密介质不是指密度大的介质，折射率的大小与介质的光密介质不是指密度大的介质，折射率的大小与介质的 密度无关密度无关2由由n 知，当光从真空射向其他透明介质时，频率不变，知，当光从真空射向其他透明介质时，频率不变，波速和波长都
5、发生改变波速和波长都发生改变3.3.关于视深问题的理解关于视深问题的理解例题例题1如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光的单色光从空气射向从空气射向E点，并偏折到点，并偏折到F点已知入射方向与边点已知入射方向与边AB的夹角为的夹角为 30，E、F分别为边分别为边AB、BC的中点，则的中点，则 ()A该棱镜的折射率为该棱镜的折射率为B光在光在F点发生全反射点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小光从空气进入棱镜，波长变小D从从F点出射的光束与入射到点出射的光束与入射到E点的光束平行点的光束平行答案：答案：AC例题例题2、abc为一全反射棱镜，它的主
6、截面是等腰直角三角为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图形，如图1137所示一束白光垂直入射到所示一束白光垂直入射到ac面上，在面上，在ab面上发生全反射，若光线入射点面上发生全反射，若光线入射点O的位置保持不变，改的位置保持不变，改变光线的入射方向变光线的入射方向(不考虑自不考虑自bc面反射的光线面反射的光线)，则：，则：(1)使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出光射出ab面，则哪种色光首先射出？面，则哪种色光首先射出？(2)使入射光按图中所示的逆时使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，哪种色光针方向逐渐偏转，哪种
7、色光首先射出首先射出ab面？面？答案答案(1)红光红光(2)无光射出无光射出ab面面例题例题3.3.一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P P离水离水面的高度为面的高度为h1=0.6mh1=0.6m，尾部下端，尾部下端Q Q略高于水面；赛艇正前方离略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端赛艇前端S1=0.8mS1=0.8m处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方前方S2=3.0mS2=3.0m处下潜到深度为处下潜到深度为h2=4.0mh2=4.0m时，看到标记刚好被浮时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端标挡住，此处
8、看不到船尾端Q Q；继续下潜；继续下潜h=4.0mh=4.0m，恰好能，恰好能看见看见Q Q。求求:（1 1）水的折射率）水的折射率n n；（2 2）赛艇的长度）赛艇的长度l l。（可用根式表示）。（可用根式表示）12211sinssh22222sinsshsinsinn43n 13sin4Cn212tanhhCssl解析：（解析：（1 1）设过）设过P P点光线，恰好被浮子挡住时，入射角、点光线，恰好被浮子挡住时，入射角、折射角分别为：折射角分别为：、则：则：（2 2）潜水员和潜水员和Q点连线与竖直点连线与竖直 方向夹角刚好为临界角方向夹角刚好为临界角C，则：，则：243.85.37l 计算
9、可知例题例题4.一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为，过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。42例题例题530i 60r sinsinrni 3n 1sinCn sindRC 33dR ir解析：设光线BM在M点的入射角为，折射角为，根据折射定律得 代入数据得 光线BN恰好在N点发生全反射，则BNO 为临界角C 7设球
10、心到BN的距离为d，由几何关系可知例题例题6.一半径为一半径为R的的1/4球体放置在水平桌面上，球体由折射球体放置在水平桌面上，球体由折射率为率为 的透明材料制成现有一束位于过球心的透明材料制成现有一束位于过球心O的竖直平的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示已知入射光线与桌面的距离为从竖直表面射出，如图所示已知入射光线与桌面的距离为 求出射角求出射角.答案答案60设光线在设光线在C点的折射角为点的折射角为，由折射定律得，由折射定律得由由两式得两式得30 解析解析如图所示，设入射光线与如图所示，设
11、入射光线与1/4球体的交点为球体的交点为C，连接，连接OC，OC即为入射点的法线因此，图中的角即为入射点的法线因此，图中的角为入射角过为入射角过C点作球点作球体水平表面的垂线，垂足为体水平表面的垂线，垂足为B.依题意，依题意，COB.又由又由OBC知知sin 由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角为为30.由折射定律得由折射定律得 因此因此sin 解得解得60练习练习1如图所示，一束细光线如图所示，一束细光线a射到射到、两种介质的界两种介质的界面后，反射光束只有面后，反射光束只有b，折射光束只有，折射光束只有c.下列说法正确的是下列说法正确的是
12、 A若若a是复色光，则是复色光，则b、c都一定是复色光都一定是复色光 B若若a是单色光，则是单色光，则b、c都一定是单色光都一定是单色光 C若若b是复色光，则是复色光，则a、c都一定是复色光都一定是复色光 D若若b是单色光，则是单色光，则a、c都一定是单色光都一定是单色光答案：答案：BD练习练习2 2OMNOMN为玻璃等腰三棱镜的横截面，为玻璃等腰三棱镜的横截面，a a、b b两束可见两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面单色光从空气垂直射入棱镜底面MNMN，在棱镜侧面，在棱镜侧面OMOM、ONON上反射上反射和折射的情况如图所示由此可知和折射的情况如图所示由此可知()图图49493 3BD B
13、D A A在棱镜内在棱镜内a a光的传播速度比光的传播速度比b b光的小光的小B B在棱镜内在棱镜内a a光的传播速度比光的传播速度比b b光的大光的大C C棱镜对棱镜对a a光的折射率比对光的折射率比对b b光的大光的大D D棱镜对棱镜对a a光的折射率比对光的折射率比对b b光的小光的小练习练习3 3.如图所示的装置可以测量棱镜的折射率，如图所示的装置可以测量棱镜的折射率，ABCABC表示待表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的顶角为测直角棱镜的横截面，棱镜的顶角为，紧贴直角边，紧贴直角边ACAC是一块是一块平面镜一光线平面镜一光线SOSO射到棱镜的射到棱镜的ABAB面上，适当调整面上，适当调整
14、SOSO的方向，当的方向，当SOSO与与ABAB成成角时，从角时，从ABAB面射出的光线与面射出的光线与SOSO重合，求棱镜的折射重合，求棱镜的折射率率B B 练习练习5.5.如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABCABC，A A为直角此截面所在平面内的光线沿平行于为直角此截面所在平面内的光线沿平行于BCBC边的方向射到边的方向射到ABAB边，进入棱镜后直接射到边，进入棱镜后直接射到ACAC边上，并刚好能发生全反射该边上，并刚好能发生全反射该棱镜材料的折射率为棱镜材料的折射率为()A A 练习练习6.如图所示为半圆柱形玻璃砖的横截面，其折射率如图所示为半圆
15、柱形玻璃砖的横截面，其折射率 n ，现有垂直于平面的平行光束射来，试求在半圆，现有垂直于平面的平行光束射来，试求在半圆 面上有光线射出的范围是多大？面上有光线射出的范围是多大？由图可知，在由图可知，在M点刚好发生全反射时，点刚好发生全反射时，Carcsin 45即即45，由此可知，有光线射出的范，由此可知，有光线射出的范围在围在MN间，即对应的间，即对应的圆心角圆心角290.答案：答案：半圆面对应的圆心角在半圆面对应的圆心角在9090范围范围练习练习7.7.如图所示，半圆形玻璃砖置于光屏如图所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQPQ的左下方一的左下方一束白光沿半径方向从束白光沿半径方向从A A点射入玻
16、璃砖，在点射入玻璃砖，在O O点发生反射和折射，点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带若入射点由折射光在光屏上呈现七色光带若入射点由A A向向B B缓慢移动，并缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到保持白光沿半径方向入射到O O点，观察到各色光在光屏上陆续消点，观察到各色光在光屏上陆续消失在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最失在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是先消失的光分别是()A A减弱，紫光减弱，紫光B B减弱，红光减弱，红光C C增强，紫光增强，紫光 D D增强，红光增强，红光C C 练习练习8 8一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面一
17、半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOBAOB镀镀银银(图中粗线图中粗线)，O O表示半圆截面的圆心一束光线在横截面内从表示半圆截面的圆心一束光线在横截面内从M M点入射，经过点入射，经过ABAB面反射后从面反射后从N N点射出已知光线在点射出已知光线在M M点的入射角点的入射角为为3030，MOAMOA6060，NOBNOB3030.求：求：(1)(1)光线在光线在M M点的折射角；点的折射角；(2)(2)透明物体的折射率透明物体的折射率二、光的波动性二、光的波动性1光的干涉光的干涉(1)产生干涉的条件：两列光的产生干涉的条件：两列光的 相同，相同，恒定恒定(2)杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉
18、原理如图原理如图1133所示所示 产生明、暗条纹的条件产生明、暗条纹的条件频率频率相位差相位差图图1133a单色光：若路程差单色光：若路程差r2r1k(k0,1,2)，光屏上出现，光屏上出现 ；若路程差；若路程差r2r1(2k1)(k0,1,2)，光屏，光屏上出现上出现 b白光：光屏上出现彩色条纹白光：光屏上出现彩色条纹相邻明相邻明(暗暗)条纹间距：条纹间距：x .明条纹明条纹暗条纹暗条纹(3)薄膜干涉薄膜干涉 概念：由薄膜的前后表面反射的两列光相互叠加而成概念：由薄膜的前后表面反射的两列光相互叠加而成 劈形薄膜干涉可产生平行劈形薄膜干涉可产生平行 条纹条纹 应用：检查工件表面的平整度，还可以
19、做增透膜应用：检查工件表面的平整度，还可以做增透膜等距等距2光的衍射光的衍射(1)光的衍射现象：光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向光的衍射现象：光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向 而照射到而照射到 区域的现象区域的现象(2)发生明显衍射现象的条件：当孔或障碍物的尺寸比光波发生明显衍射现象的条件：当孔或障碍物的尺寸比光波 波长小，或者跟波长差不多时，光才能发生明显的衍射波长小，或者跟波长差不多时，光才能发生明显的衍射 现象现象阴影阴影(3)各种衍射图样各种衍射图样 单缝衍射：中央为单缝衍射：中央为 ，两侧有明暗相间的条纹，但，两侧有明暗相间的条纹，但 间距和间距和 不同用白光做衍射实验时，中央条
20、纹仍为不同用白光做衍射实验时，中央条纹仍为 ，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光 圆孔衍射：明暗相间的不等距圆孔衍射：明暗相间的不等距 泊松亮斑泊松亮斑(圆盘衍射圆盘衍射)：光照射到一个半径很小的圆盘后，：光照射到一个半径很小的圆盘后，在圆盘的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力在圆盘的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力 证据之一证据之一亮条纹亮条纹亮度亮度 白光白光圆环圆环(4)衍射与干涉的比较衍射与干涉的比较两种现象两种现象比较项目比较项目单缝衍射单缝衍射双缝干涉双缝干涉不不同同点点条纹宽度条纹宽度条纹宽度不等，中央最条纹宽度不等，
21、中央最宽宽条纹宽度相等条纹宽度相等条纹间距条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间各相邻条纹等间距距亮度亮度中央条纹最亮，两边变中央条纹最亮，两边变暗暗清晰条纹，亮度清晰条纹，亮度基本相等基本相等相同点相同点干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹射都有明暗相间的条纹3光的偏振现象光的偏振现象(1)偏振光：在偏振光：在 于传播方向的平面上，只沿着某个特定的于传播方向的平面上，只沿着某个特定的 方向振动的光方向振动的光(2)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光包含沿一切方向自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光包含沿一切方向 振
22、动的光，而且在各个方向上的光波强度都相等振动的光，而且在各个方向上的光波强度都相等(3)光的偏振现象说明光是光的偏振现象说明光是 波波垂直垂直横横(4)获得偏振光的方法有两种：让自然光经过获得偏振光的方法有两种：让自然光经过 或使反射或使反射 光与折射光垂直光与折射光垂直(5)偏振光的应用：水下照像、立体电影等偏振光的应用：水下照像、立体电影等(6)平时我们所看到的光，除了直接从光源发出的光以外都是平时我们所看到的光，除了直接从光源发出的光以外都是 偏振光偏振光偏振片偏振片第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 例例1 120112011北京卷如图北京卷如图50501 1所示的双缝干涉实验
23、，用绿所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝光照射单缝S S时，在光屏时，在光屏P P上观察到干涉条纹要得到相邻条纹上观察到干涉条纹要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以间距更大的干涉图样，可以()图图50501 1C C 第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 A A增大增大S S1 1与与S S2 2的间距的间距B B减小双缝屏到光屏的距离减小双缝屏到光屏的距离C C将绿光换为红光将绿光换为红光D D将绿光换为紫光将绿光换为紫光第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 点评点评 本题考查双缝干涉现象的条纹间距与波长的关系，本题考查双缝干涉现象的
24、条纹间距与波长的关系，下面的变式则考查明暗条纹条件下面的变式则考查明暗条纹条件第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 变式题变式题如图如图50502 2所示为双缝干涉实验装置，当使用波长所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为为6 610107m7m的橙色光做实验时，光屏的橙色光做实验时，光屏P P点及其上方的点及其上方的P P1 1点形成两点形成两条相邻的明纹若使用波长为条相邻的明纹若使用波长为4 410107m7m的紫光重复上述实验时，的紫光重复上述实验时，在在P P点和点和P P1 1点形成的明、暗纹情况是点形成的明、暗纹情况是()图图50502 2B B 第第5050讲讲 考向互动探究
25、考向互动探究 A AP P和和P P1 1都是明纹都是明纹B BP P是明纹，是明纹，P P1 1是暗纹是暗纹C CP P是暗纹，是暗纹，P P1 1是明纹是明纹 D DP P和和P P1 1都是暗纹都是暗纹 解析解析 根据形成明、暗条纹条件可知：无论换用哪种波长根据形成明、暗条纹条件可知：无论换用哪种波长的色光，因的色光，因s sPSPS1 1PSPS2 20 0，故，故P P点总是明纹橙色光在点总是明纹橙色光在P P1 1点点形成第一级明条纹，有形成第一级明条纹，有s sP P1 1S S2 2P P1 1S S1 1橙橙6 610107 m7 m，对，对紫光来说：紫光来说：s sP P1
26、 1S S2 2P P1 1S S1 11.51.5紫紫，故，故P P1 1为暗纹为暗纹第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 探究考向二薄膜干涉的理解及应用探究考向二薄膜干涉的理解及应用1 1薄膜干涉薄膜干涉薄膜干涉是入射光经薄膜的前、后表面反射后形成的反射薄膜干涉是入射光经薄膜的前、后表面反射后形成的反射光线叠加产生的干涉现象薄膜的前、后表面的反射光的路程光线叠加产生的干涉现象薄膜的前、后表面的反射光的路程差等于薄膜厚度的差等于薄膜厚度的2 2倍当路程差等于介质中波长的整数倍时形倍当路程差等于介质中波长的整数倍时形成明纹，当路程差等于介质中半波长的奇数倍时形成暗纹薄成明纹，当路程差等于
27、介质中半波长的奇数倍时形成暗纹薄膜干涉为等厚干涉，薄膜上厚度相等的地方位于同一条纹上膜干涉为等厚干涉，薄膜上厚度相等的地方位于同一条纹上2 2薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用(1)(1)检测精密零件的表面是否平整检测精密零件的表面是否平整(2)(2)增透膜：膜的厚度为入射光在介质中波长的增透膜：膜的厚度为入射光在介质中波长的1/41/4，增强，增强透射光的强度透射光的强度第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 例例2 220112011大连模拟大连模拟 把一平行玻璃板压在另一个平行玻把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射璃板上，一端用薄片垫起，构成
28、空气劈尖，让单色光从上方射入，如图入，如图50503 3所示，这时可以看到明暗相间的条纹下面关于所示，这时可以看到明暗相间的条纹下面关于条纹的说法中正确的是条纹的说法中正确的是()图图50503 3ACAC 第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 A A干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果射形成的两列光波叠加的结果B B干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果叠加的结果C C将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖尖端移动将上玻璃板平行上移，条纹向
29、着劈尖尖端移动D D观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 解析解析 根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气劈尖根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气劈尖膜前后表面反射的两列光叠加而成，当波峰与波峰、波谷与波膜前后表面反射的两列光叠加而成，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成明纹，所以选项谷相遇叠加时，振动加强，形成明纹，所以选项A A正确、正确、B B错误；错误；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故选项故选项D D错误
30、；根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上错误；根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖尖端移动，故条玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖尖端移动，故条纹向着劈尖尖端移动，选项纹向着劈尖尖端移动，选项C C正确正确第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 点评点评 薄膜干涉为等厚干涉，薄膜上厚度决定明暗条纹的薄膜干涉为等厚干涉，薄膜上厚度决定明暗条纹的级数当上面的玻璃板平行上移时，空气膜厚度逐渐增加，空级数当上面的玻璃板平行上移时，空气膜厚度逐渐增加，空气膜厚度与原来相等的位置的移动方向就是条纹移动的方气膜厚度与原来相等的位置的移动方向就是条纹
31、移动的方向变式题是处理薄膜干涉的定量计算问题向变式题是处理薄膜干涉的定量计算问题第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 B B 第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 探究考向三光的衍射及偏振现象的应用探究考向三光的衍射及偏振现象的应用 【技巧概述技巧概述】1 1光的干涉与衍射的比较光的干涉与衍射的比较(1)(1)光的干涉是在光重叠区域出现加强或减弱的现象，光的光的干涉是在光重叠区域出现加强或减弱的现象，光的衍射是光绕过障碍物偏离直线传播的现象衍射是光绕过障碍物偏离直线传播的现象(2)(2)光的干涉产生条件是两束光频率相同、相位差恒定，即光的
32、干涉产生条件是两束光频率相同、相位差恒定，即必须是相干光源，光的衍射产生条件是障碍物或孔的尺寸比波必须是相干光源，光的衍射产生条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多长小或相差不多(明显衍射的条件明显衍射的条件)(3)(3)光的双缝干涉图样是中央为明纹，两边等间距分布明暗光的双缝干涉图样是中央为明纹，两边等间距分布明暗相间的条纹，光的单缝衍射图样是中央为最宽、最亮的明纹，相间的条纹，光的单缝衍射图样是中央为最宽、最亮的明纹，两边不等间距分布明暗相间的条纹两边不等间距分布明暗相间的条纹第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 2 2自然光与偏振光的比较自然光与偏振光的比较(1)(1)自然光是直
33、接从光源发出的光，偏振光是通过起偏器后自然光是直接从光源发出的光，偏振光是通过起偏器后的光的光(2)(2)自然光在垂直于光的传播方向的平面内，光振动的方向自然光在垂直于光的传播方向的平面内，光振动的方向沿各个方向，且沿各个方向光振动的强度相同，偏振光在垂直沿各个方向，且沿各个方向光振动的强度相同，偏振光在垂直于光的传播方向的平面内，光振动的方向沿特定方向于光的传播方向的平面内，光振动的方向沿特定方向3 3偏振光的应用：照相机镜头、液晶显示器、立体电影、偏振光的应用：照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等消除车灯眩光等第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 例例3 3如图如图505
34、04 4所示，在挡板上开一个大小可以调节的小所示，在挡板上开一个大小可以调节的小圆孔圆孔P P，用点光源，用点光源S S照射小孔，小孔后面放一个光屏照射小孔，小孔后面放一个光屏M M，点光源和，点光源和小孔的连线垂直于光屏，并与光屏交于其中心当小孔的直径小孔的连线垂直于光屏，并与光屏交于其中心当小孔的直径从从1.0 mm1.0 mm逐渐减小到逐渐减小到0.1 mm0.1 mm的过程中，在光屏上看到的现象将的过程中，在光屏上看到的现象将会是会是()图图50504 4C C 第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 A A光屏上始终有一个圆形亮斑，并且其直径逐渐减小光屏上始终有一个圆形亮斑，并且
35、其直径逐渐减小B B光屏上始终有明暗相间的同心圆环，并且其范围逐渐增光屏上始终有明暗相间的同心圆环，并且其范围逐渐增大大C C光屏上先是形成直径逐渐减小的圆形亮斑，然后是形成光屏上先是形成直径逐渐减小的圆形亮斑，然后是形成范围逐渐增大而亮度逐渐减弱的明暗相间的同心圆环范围逐渐增大而亮度逐渐减弱的明暗相间的同心圆环D D光屏上先是形成直径逐渐减小的圆形亮斑，然后是形成光屏上先是形成直径逐渐减小的圆形亮斑，然后是形成范围逐渐减小而亮度逐渐增大的明暗相间的同心圆环范围逐渐减小而亮度逐渐增大的明暗相间的同心圆环第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 解析解析 本题小孔直径是从本题小孔直径是从1.0
36、 mm1.0 mm逐渐减小到逐渐减小到0.1 mm0.1 mm的，所的，所以在开始阶段没有明显的衍射现象，光基本上是沿直线传播的，以在开始阶段没有明显的衍射现象，光基本上是沿直线传播的，因此在光屏上应该得到和小圆孔相似的圆形亮斑当孔的直径因此在光屏上应该得到和小圆孔相似的圆形亮斑当孔的直径减小到减小到0.5 mm0.5 mm以下时，将发生较为明显的衍射现象，所以光屏以下时，将发生较为明显的衍射现象，所以光屏上出现明暗相间的圆环；随着小孔直径减小，光的衍射现象越上出现明暗相间的圆环；随着小孔直径减小，光的衍射现象越来越明显，衍射图样的范围越来越大，相邻亮纹和相邻暗纹间来越明显，衍射图样的范围越来
37、越大，相邻亮纹和相邻暗纹间的距离也逐渐增大，同时由于通过小孔的光能越来越少，所以的距离也逐渐增大，同时由于通过小孔的光能越来越少，所以衍射图样的亮度将变得越来越暗衍射图样的亮度将变得越来越暗C C选项正确选项正确第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 【技巧点拨技巧点拨】圆孔的直径为圆孔的直径为1.0 mm1.0 mm时，光不能发生明显的时，光不能发生明显的衍射，光屏上出现的是圆形光斑，在没有明显衍射的情况下，衍射，光屏上出现的是圆形光斑，在没有明显衍射的情况下，圆孔减小，光斑随着减小；当圆孔减小到一定程度时，衍射现圆孔减小，光斑随着减小；当圆孔减小到一定程度时，衍射现象比较明显，随着圆孔
38、的减小，中心的圆形光斑开始逐渐增大，象比较明显，随着圆孔的减小，中心的圆形光斑开始逐渐增大，出现明显的衍射条纹出现明显的衍射条纹第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 变式题变式题20112011天津卷甲、乙两单色光分别通过同一双缝天津卷甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为为x x，若，若x x甲甲 x x乙乙，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是()A A甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生B B真空中甲光的波长一定大于乙光的波长真空中甲光的波长一定大
39、于乙光的波长C C甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D D在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光BD BD 第第5050讲讲 考向互动探究考向互动探究 3如图如图1139所示的长直光纤，柱芯为玻璃，外层以所示的长直光纤，柱芯为玻璃，外层以 折射率比玻璃稍低的介质包覆若光线自光纤左端进入，折射率比玻璃稍低的介质包覆若光线自光纤左端进入，与中心轴的夹角为与中心轴的夹角为，则下列有关此光线传递方式的叙，则下列有关此光线传递方式的叙 述，述，正确的是正确的是 ()A不论不论为何值，光线都不会发生全反射为何值，光线都不会发生全反
40、射 B不论不论为何值，光线都会发生全反射为何值，光线都会发生全反射 C够小时，光线才会发生全反射够小时，光线才会发生全反射 D够大时，光线才会发生全反射够大时，光线才会发生全反射图图1139解析：解析：发生全反射的条件之一是入射角发生全反射的条件之一是入射角i要等于或大于临界要等于或大于临界角角C，即光线传播到光纤侧面时的入射角，即光线传播到光纤侧面时的入射角i应满足应满足i90C，90C，故选项，故选项C正确正确答案：答案：C4 在杨氏双缝干涉实验中，如果在杨氏双缝干涉实验中，如果 ()A用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B用红光作为光源，屏上
41、将呈现红黑相间的条纹用红光作为光源，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，屏上呈现间距用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上呈现间距 不等的条纹不等的条纹解析：解析：在双缝干涉实验中，用白光作为光源，将得到彩色条在双缝干涉实验中，用白光作为光源，将得到彩色条纹，用红光作为光源，将得到红黑相间的条纹用不同颜色纹，用红光作为光源，将得到红黑相间的条纹用不同颜色的光分别照射两缝，得不到干涉条纹用单色光照射一条缝，的光分别照射两缝，得不到干涉条纹用单色光照射一条缝，得到衍射条纹得到衍射条纹答案：答案：BD
