1、1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 s k 时出现明条纹；当 s(2 k1) 时出现暗条纹(其中 k0，1,2，) 2相邻亮(或暗)条纹间距： y ld3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 y ，得： .ld ydl5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
2、为横条纹2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 1A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 y 可知，在 l 和 d 相同的情况下， y 大，ld则 大； y 小，则 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
3、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L1100mm，双缝与屏的距离 L2700mm，双缝间距 d0.25mm.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3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 的表达式， _(用
4、符号表示)， _nm(保留三位有效数字)解析 (1) y12mm19.00.01mm2.190mmy27.5mm36.80.01mm7.868mm(2)相邻两条亮条纹间距 y ，y2 y13由 y 得波长 ld ydl dy2 y13L2代入数据，得 m0.2510 37.868 2.19010 3370010 367610 9 m676nm.答案 (1)2.1872.193 7.8677.873(2) 676dy2 y13L2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
5、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
6、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 f 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( )4图 3A图中光束是红光，光束是蓝光B在光盘的透明介质层中，光束比光束传播速度快C若光束、先后通过同一单缝衍射装置，光束的中央亮纹比光束的窄D若光束、先后通过同一双缝干涉装置，光束的条纹宽度比光束的宽解析 光的偏折程度越大
7、，则其折射率越大，因为蓝光的折射率大于红光的折射率，所以是蓝光，是红光，故 A 错误；根据 v 知，蓝光的折射率大，在介质中的速度小，cn则光束比光束传播速度慢，故 B 错误；的折射率较小，频率较小，波长较长，波动性较强，所以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
