高中物理选修3-4“光的干涉、衍射和偏振”知识点.doc

高中物理选修3-4“光的干涉、衍射和偏振”知识点.doc

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高中物理选修3-4知识点

光的干涉、衍射和偏振

1）光的干涉现象：

是波动特有的现象，由托马斯•杨首次观察到。

（1）在双缝干涉实验中，条纹宽度或条纹间距：

L：

屏到挡板间的距离，d：

双缝的间距，λ：

光的波长，△x：

相邻亮纹（暗纹）间的距离

（2）图象特点：

中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。

红光（λ最大）明、暗条纹最宽，紫光明、暗条纹最窄。

白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。

2）光的颜色、色散

A、薄膜干涉（等厚干涉）：

图象特点：

同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚度完全相等。

不同λ的光做实验，条纹间距不同

单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平状明暗相间条纹

B、薄膜干涉中的色散

⑴、各种看起来是彩色的膜，一般都是由于干涉引起的

⑵、原理：

膜的前后两个面反射的光形成的

⑶、现象：

同一厚度的膜，对应着同一亮纹（或暗纹）

⑷、厚度变化越快，条纹越密

白光入射形成彩色条纹。

C、折射时的色散

⑴光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折。

折射率越大，偏折的程度越大

⑵不同颜色的光在同一介质中的折射率不同。

同一种介质中，由红光到紫光，波长越来越短、折射率越来越大、波速越来越慢

3）光的衍射：

单缝衍射图象特点：

中央最宽最亮；两侧条纹不等间隔且较暗；条纹数较少。

（白光入射为彩色条纹）。

光的衍射条纹：

中间宽，两侧窄的明暗相间条纹（典例：

泊松亮斑）

共同点：

同等条件下，波长越长，条纹越宽

4）光的偏振：

证明了光是横波；常见的光的偏振现象：

摄影，太阳镜，动感投影片，晶体的检测，玻璃反光

⑴偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。

⑵当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。

当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。

当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。

⑶只有横波才有偏振现象。

⑷光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度E所引起的，因此常将E的振动称为光振动。

⑸除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光。

自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。

⑹偏振现象的应用：

拍摄、液晶显示、汽车车灯（偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45°）、立体电影（左眼偏振片的偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相同，右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振化方向相同）

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