专题34 光的波动性 电磁波和相对论（原卷版）(1).docxVIP

专题34光的波动性电磁波和相对论

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TOC\o1-3\h\z\u题型一光的干涉现象 1

题型二光的衍射和偏振现象 4

题型三电磁波与相对论 6

[考点分析]

题型一光的干涉现象

1．产生条件

两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样．

2．杨氏双缝干涉

(1)原理图如图1所示

图1

(2)亮、暗条纹的条件．

①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹．

a．光的路程差Δr＝r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹．

b．光的路程差Δr＝r2－r1＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．

②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)．

③条纹间距公式：Δx＝eq\f(l,d)λ.

3．薄膜干涉现象

如图3所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．

图3

4．薄膜干涉原理分析

(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波．

(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等．单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹．

5．薄膜干涉的应用

干涉法检查平面的平整程度如图4所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．

G1、G2为放在水平面上的高度略有差别的两个长方体，为了检查这两个长方体的上表面是否相互平行，检测员用一块标准的平行透明平板T压在G1、G2的上方，T与G1、G2支架分别形成尖劈形空气层，如图所示。G1、G2的上表面与平板的夹角分别为α和β，P为平板T上表面上的一点。用单色光从上方照射平板T，G1、G2的上方都能观察到明显的干涉条纹可以推知（）

A．若α＝β，则G1上方的干涉条纹间距小于G2上方的干涉条纹间距

B．若α＞β，则G1上方的干涉条纹间距大于G2上方的干涉条纹间距

C．若将G1、G2的间距缩短些，则G1上方的干涉条纹分布变得更密

D．若在P处用较小的力下压平板T，则G1上方的干涉条纹分布变密

把铁丝圈放在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，竖直放置时，把这层液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰，可以观察到上疏下密的彩色条纹，下列说法正确的是（）

A．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化

B．肥皂膜上的条纹是前表面反射光与折射光形成的干涉条纹

C．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹

D．将铁丝圈右侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°

利用如图甲所示的装置可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差，T1、T2是标准平面玻璃，A0为标准金属丝，直径为D0，A为待测金属丝，直径为D．用波长为λ的单色光垂直照射玻璃表面，干涉条纹如图乙所示，相邻亮条纹的间距为ΔL．则（）

A．D与D0相差越大，ΔL越大

B．轻压T1的右端，若ΔL变小，有D＜D0

C．相邻亮条纹对应的空气薄膜厚度差为λ

D．图乙可能是D与D0相等时产生的条纹

利用双缝干涉装置测红光波长时，得到红光的干涉图样；仅将红光换成蓝光，得到另一干涉图样。两图样如图所示，下列说法正确的是（）

A．图甲为红光干涉图样

B．将光屏远离双缝，干涉条纹间距减小

C．红光比蓝光更容易发生衍射现象

D．若蓝光照射某金属时能发生光电效应，改用红光照射也一定能发生光电效应

杨氏双缝干涉实验对认识光的本质具有重要的意义。双缝干涉实验示意图如图所示，用蓝光照射单缝S时，光屏P上能观察到干涉条纹。下列措施中能使光屏上条纹间距变宽的是（）

A．改用紫光照射单缝S

B．将单缝S向左侧平移

C．减小双缝S1与S2的间距

D．用蓝光和紫光分别照射S1和S2

题型二光的衍射和偏振现象

1．衍射与干涉的比较

两种现象

比较项目

单缝衍射

双缝干涉

不同点

条纹宽度

条纹宽度不等，中央最宽

条纹宽度相等

条纹间距

各相邻条纹间距不等

各相邻条纹等间距

亮度情况

中央条纹最亮，两边变暗

条纹清晰，亮度基本相等

相同点

干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹

注意①白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．

②区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．

2．干涉与衍射的本质

光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形