高考物理《物理光学》典型例题复习.doc

十八、物理光学 光的本性 波动说 微粒说 光的干涉 光的衍射 双缝干涉 明显衍射条件 牛顿的微粒说 光电效应及其规律 薄膜干涉 光的电磁说 光子说 电磁波谱 光谱与光谱分析 光的波粒二象性 一、光的波动性 1、光的干涉 （1）双缝干涉实验 ①装置：如图包括光源、单缝、双缝和屏 双缝的作用是将一束光分为两束 ②现象： ③干涉区域内产生的亮、暗纹 A、亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即δ= nλ（n=0，1，2，……） B、暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，即δ=（n=0，1，2，……） 相邻亮纹（暗纹）间的距离。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。 ④ 光的干涉现象说明了光具有波动性。 由于红光入射双缝时，条纹间距较宽，所以红光波长较长，频率较小 紫光入射双缝时，条纹间距较窄，所以紫光波长较短，频率较大 ⑤ 光的传播速度，折射率与光的波长，频率的关系。 a）v与n的关系：v= b）v,和f的关系：v= （3）薄膜干涉 ①现象： 单色光照射薄膜，出现明暗相等距条纹 白色光照射薄膜，出现彩色条纹 实例：动膜、肥皂泡出现五颜六色 ②发生干涉的原因：是由于前表面的反射光线和反表面的反射光线叠加而成(图1) ③应用：a) 利用空气膜的干涉，检验工作是否平整（图2） （图1） （图2） 若工作平整则出现等间距明暗相同条纹 若工作某一点凹陷则在该点条纹将发生弯曲 若工作某一点有凸起，则在该点条纹将变为 b) 增透膜 例题：用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx。下列说法中正确的有 A.如果增大单缝到双缝间的距离，Δx 将增大 B.如果增大双缝之间的距离，Δx 将增大 C.如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx将增大 D.如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx将增大 解析：公式中l表示双缝到屏的距离，d表示双缝之间的距离。因此Δx与单缝到双缝间的距离无关，于缝本身的宽度也无关。本题选C。 例题：登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5，所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？ 解析：为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射光分别从该膜的前后两个表面反射形成的光叠加后加强，因此光程差应该是波长的整数倍，因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2。紫外线在真空中的波长是λ=c/ν=3.7×10-7m，在膜中的波长是λ/=λ/n=2.47×10-7m，因此膜的厚度至少是1.2×10-7m。 2、光的衍射 （1）现象： ①单缝衍射 a) 单色光入射单缝时，出现明暗相同不等距条纹，中间亮条纹较宽，较亮两边亮 条纹较窄、较暗 b) 白光入射单缝时，出现彩色条纹 ② 园孔衍射： 光入射微小的圆孔时，出现明暗相间不等距的圆形条纹 ③ 泊松亮斑 光入射圆屏时，在园屏后的影区内有一亮斑 （2）光发生衍射的条件 障碍物或孔的尺寸与光波波长相差不多，甚至此光波波长还小时，出现明显 的衍射现象 例题：平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，下列说法中正确的有 A.在衍射图样的中心都是亮斑 B.泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽 C.小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑，泊松亮斑图样的中心是亮斑 D.小孔衍射的衍射图样中