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光学复习光的干涉与光的衍射现象光学复习——光的干涉与光的衍射现象光学是物理学的一个重要分支，研究光的传播、反射、折射和干涉等现象。
在光学中，光的干涉与光的衍射是两个基本概念。
本文将重点介绍光的干涉与光的衍射的基本原理、特点和应用。
一、光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相互叠加形成干涉图样的现象。
干涉现象可以通过下面的几种方式实现：1. Young双缝干涉2. 平行平板干涉3. 薄膜干涉1. Young双缝干涉Young双缝干涉实验是干涉现象的经典实验，在实验中，两个狭缝放置于光源前面，通过狭缝射入的光线形成干涉现象。
干涉图样的特点是一系列明暗相间的条纹，称为干涉条纹。
这些干涉条纹的出现是由于两束来自不同缝口的光线相遇并相互干涉形成的。
2. 平行平板干涉平行平板干涉是利用一对平行的玻璃板或其他透明材料片，通过光线的干涉产生干涉图样。
其中一例是“牛顿环”的形成。
平行平板干涉的干涉图样可以用来测量透明物体的厚度。
3. 薄膜干涉薄膜干涉是指当一束光线透过具有不同折射率的两层透明介质之间的薄膜时，由于反射和折射的干涉造成的现象。
常见的例子有气泡和油膜的颜色变化等。
二、光的衍射光的衍射是指光线在遇到障碍物或通过边缘时发生弯曲现象。
衍射现象是光通过缝隙和物体边缘时的一种波动效应。
衍射实验常见的实现方式有：1. 单缝衍射2. 双缝衍射3. 衍射光栅1. 单缝衍射单缝衍射是指将单个狭缝放置在光源前面，光线通过狭缝后发生衍射的现象。
单缝衍射的干涉图样是一系列中央亮度逐渐减弱的亮暗相间的条纹。
2. 双缝衍射双缝衍射是指将两个狭缝放置于光源前方，两束光线透过狭缝后发生干涉的现象。
双缝衍射的干涉图样是一系列明暗相间的条纹，呈现出中央亮度较高且两侧逐渐减弱的分布。
3. 衍射光栅衍射光栅是一种特殊的光学器件，利用许多密集的并排的狭缝或凹槽来实现衍射现象。
衍射光栅可以产生出大量狭缝干涉的效应，形成复杂而美丽的干涉图样。
三、光的干涉与衍射的应用光的干涉与衍射现象在现代科学和技术中有着广泛的应用。
第3课时 实验十七：测量玻璃的折射率 实验十八：用双缝干涉测量光的波长目标要求 1.掌握测量折射率的原理及方法。
2.掌握由Δx ＝ld λ测量光的波长的原理，并会测单色光波长。
3.观察单色光的双缝干涉图样，掌握测量头测量条纹间距的方法。
考点一 实验：测量玻璃的折射率1．实验原理如图所示，当光线AO 以一定的入射角θ1穿过一块两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO 对应的出射光线O ′B ，从而画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO ′，求出折射角θ2，再根据n ＝sin θ1sin θ2或n ＝PNQN ′计算出玻璃的折射率。
2．实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、直尺(刻度尺)、铅笔。
3．实验步骤(1)用图钉把白纸固定在木板上。
(2)在白纸上画一条直线aa ′，并取aa ′上的一点O 为入射点，作过O 点的法线MM ′。
(3)画出线段AO 作为入射光线，并在AO 上插上P 1、P 2两个大头针。
(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa ′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb ′。
(5)眼睛在bb ′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P 1被P 2挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，再插上P 4，使P 4挡住P 1、P 2的像和P 3。
(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O ′B 及出射点O ′，连接O 、O ′得到线段OO ′。
(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。
(8)改变入射角，重复实验。
4．数据分析 (1)计算法用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。
算出不同入射角时的n ＝sin θ1sin θ2，并取平均值。
(2)图像法改变入射角θ1，测出对应的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2的图像，由n ＝sin θ1sin θ2可知图像应是过原点的直线，如图所示，其斜率为折射率。
高考冲刺：热学、光学实验复习： ：【高考展望】实验17、用油膜法估测分子的大小实验18、测定玻璃的折射率实验19、用双缝干涉测光的波长课程标准取消了“用油膜法估测分子的大小”的实验。
最近几年高考热点实验为：“测定玻璃的折射率”，考察频率高，有一定的难度，主要体现在考察基本实验方法、数据处理、作图处理上，而且有进一步深入挖掘的可能。
“用双缝干涉测光的波长”也常有考题，但这个实验灵活性不足，不便于发挥或进行深入挖掘处理。
实验试题的命题趋势：在基本实验的基础上，向创新和综合方向发展。
【方法点拨】实验17、实验18的实验方法主要体现在基本作图上，这也是实验基本方法，一定要掌握好。
实验19的实验方法主要体现在精密量具的读数上，掌握了游标卡尺和螺旋测微器的原理和读数方法后，对实验19的读数也就会了。
【典型例题】实验十七、用油膜法估测分子的大小【实验原理】将一滴已测出体积V 的油滴在水面上，油在水面上展开形成了一单分子油膜，假设油分子是球形的，并且油膜中的分子是一个挨着一个紧密排列的，那么便可认为油膜的厚度就等于油分子的直径．实验中如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积为S ，即可算出油酸分子的大小，直径V d S=。
例1、在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中有纯油酸6mL ．用注射器得1mL 上述溶液中有液滴50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅水盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅水盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形小方格的边长为20mm ．求：（1）油酸膜的面积是多少？（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？（3）根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？【答案】（1）2.4×10-2㎡，（2）1.2×10-5mL ，（3）5×10-10m 。
【解析】（1）求油酸膜的面积时，先数出“整”方格的个数，对剩余小方格的处理方法是：不足半个的舍去，多于半个的算一个，数一下共有59个小方格。
高考冲刺：热学、光学实验复习【高考展望】实验17、用油膜法估测分子的大小实验18、测定玻璃的折射率实验19、用双缝干涉测光的波长课程标准取消了“用油膜法估测分子的大小”的实验。
最近几年高考热点实验为：“测定玻璃的折射率”，考察频率高，有一定的难度，主要体现在考察基本实验方法、数据处理、作图处理上，而且有进一步深入挖掘的可能。
“用双缝干涉测光的波长”也常有考题，但这个实验灵活性不足，不便于发挥或进行深入挖掘处理。
实验试题的命题趋势：在基本实验的基础上，向创新和综合方向发展。
【方法点拨】实验17、实验18的实验方法主要体现在基本作图上，这也是实验基本方法，一定要掌握好。
实验19的实验方法主要体现在精密量具的读数上，掌握了游标卡尺和螺旋测微器的原理和读数方法后，对实验19的读数也就会了。
【典型例题】实验十七、用油膜法估测分子的大小【实验原理】将一滴已测出体积V 的油滴在水面上，油在水面上展开形成了一单分子油膜，假设油分子是球形的，并且油膜中的分子是一个挨着一个紧密排列的，那么便可认为油膜的厚度就等于油分子的直径．实验中如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积为S ，即可算出油酸分子的大小，直径V d S=。
例1、在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中有纯油酸6mL ．用注射器得1mL 上述溶液中有液滴50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅水盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅水盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形小方格的边长为20mm ．求：（1）油酸膜的面积是多少？（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？（3）根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？【答案】（1）2.4×10-2㎡，（2）1.2×10-5mL ，（3）5×10-10m 。
【解析】（1）求油酸膜的面积时，先数出“整”方格的个数，对剩余小方格的处理方法是：不足半个的舍去，多于半个的算一个，数一下共有59个小方格。
高考物理光的衍射与干涉专题复习教案引言：物理光的衍射与干涉是高中物理中的重要专题，也是高考中的热门考点。
精确理解和掌握光的衍射与干涉的概念、原理和计算方法，对于高考成绩的提升至关重要。
本文将为大家提供一份针对高考物理光的衍射与干涉专题的复习教案。
第一部分：衍射1. 光的衍射概念衍射是光线遇到障碍物或通过狭缝时，发生偏折并呈现出一定的干涉现象的现象。
2. 衍射的条件（1）光的波长与障碍物或狭缝的尺寸相当，且同一衍射现象中，光的波长越小，衍射效果越明显。
（2）障碍物或狭缝的尺寸比光的波长大很多时，不会出现明显的衍射现象。
3. 单缝衍射单缝衍射是指当光通过一个狭缝时，出现的衍射现象。
单缝衍射实验中，通过测量干涉条纹的间距，可以确定出光的波长。
4. 双缝衍射双缝衍射是指当光通过两个狭缝时，出现的衍射现象。
双缝衍射实验中，通过测量干涉条纹的间距和角度，可以确定出光的波长和两个狭缝间距。
第二部分：干涉1. 光的干涉概念干涉是指两束或多束光波相遇时，叠加产生增强或减弱的光波现象。
2. 干涉的条件（1）光的相干性：两束或多束光波的相位差要保持稳定。
（2）光波的干涉只在空间局部范围内发生。
3. 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是通过两个狭缝的干涉来观察干涉图样的实验。
通过测量干涉条纹的间距和角度，可以确定出光的波长和两个狭缝间距。
4. 薄膜干涉薄膜干涉是指当光线从一层透明薄膜表面射入另一介质时，由于光的折射和反射而产生的干涉现象。
5. 空气膜和气泡膜的干涉图样空气膜和气泡膜是两种常见的薄膜干涉实例。
通过观察干涉图样的变化，可以分析出光波的特性和膜的厚度。
第三部分：计算方法1. 干涉条纹的间距和角度的计算（1）对于单缝衍射和双缝衍射的干涉条纹，可以根据公式计算出干涉条纹的间距和角度。
（2）对于杨氏双缝干涉和薄膜干涉实验，根据实验数据和已知公式可以计算出光的波长和物体的参数。
2. 干涉图样的分析通过观察干涉图样的变化和规律，可以推导出光波的特性、薄膜的厚度等相关参数。
第50讲光的干涉及用双缝干涉测量光的波长实验——划重点之精细讲义系列考点一光的双缝干涉(2)干涉条件：两列光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同.能发生干涉的两列光称为相干光，两个光源称为相干光源.相干光源可用同一束光分成两列而获得，称为分光法.①根据相干光的条件，两列光的频率必须相同，相位差恒定，可知两个相同亮度的烛焰、两个相同规格的灯泡、双丝灯泡的光源不能作为相干光源.出自一个光源的两来光、一束平行单色光经双缝后分为两束，可以作为相干光源.(1)实验过程如图所示，让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近，如果光是一种波，狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的.这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象.(2)实验现象：①光屏上出现等宽度、等间距的明暗相间的条纹；②波峰与波峰、波谷与波谷叠加的区域振动最强，出现亮条纹，波峰与波谷叠加的区域振动最弱，出现暗条纹.(3)实验结论：光的干涉现象证明光是一种波.1.白光与单色光(1)白光是一种自然光，是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种单色光组成的。
不同单色光的频率不同，所以本实验要用单色光。
(2)七种单色光的频率、光速关系：①同一介质对不同的色光有不同的折射率，介质对频率大的光折射率大，对频率小的光折射率小.②在同一介质中，不同色光的传播速度不同，红光的折射率小，传播速度大；紫光的折射率大，传播速度小。
2.单缝屏和双缝屏作用（1）单缝屏是为了获得一个线光源，使光源有唯一的频率和相同振动情况及恒定的相位差，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏.（2）平行光照射到单缝S上后，又照到间距很小的双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同、振动情况完全一致的相干光.即杨氏双缝干涉实验采用将一束光“一分为二”的方法获得相干光源.3.由于不同光源发出的光的频率不同，即使是同一光源，不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相位差，故一般情况下不易观察到光的干涉现象.(1)振动加强的地方出现亮条纹，振动减弱的地方出现暗条纹.(2)亮条纹和暗条纹相互间隔.(3)亮条纹的位置和暗条纹的位置不随时间的变化而变化.两列相干光相遇处，只要是两列光的振动方向始终相同，就出现亮条纹，在波峰和波峰、波谷和波谷相遇处，振动最强；两列光的振动方向始终相反，就出现暗条纹，在波峰和波谷相遇处，振动最弱。
学案27 双缝干涉实验和测定玻璃折射率1.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B.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，屏上将呈现间距不等的条纹2.关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是()A.单缝的作用是获得频率相同的两相干光源B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C.光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹D.照射到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽3.在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝。
在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1____Δx2(填“＞”、“＝”或“＜”)。
若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为________ mm。
4.某同学用图9甲所示的实验装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验，（1）实验的步骤：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮；②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件③用刻度尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意________________和________________。
（2）实验中他用带有游标尺的测量头(如图乙所示)测量相邻两条亮条纹间的距离Δx。
转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹(将这一条纹确定为第一亮条纹)的中心，此时游标尺上的示数如图丙所示，再转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丁所示，则图丁的示数x2＝________mm。
如果实验所用双缝之间的距离d＝0.20 mm，双缝到屏的距离l＝60 cm。
