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物理光学：光的干涉、衍射和偏振以及光的颜色与色散1、光的干涉1.定义在两列光波的叠加区域，某些区域的光被加强，出现亮纹，某些区域的光被减弱，出现暗纹，且加强区域和减弱区域互相间隔的现象叫做光的干涉现象。
2.发生干涉的条件两列光波的频率相同、相位差恒定和振动方向相同。
能发生干涉的两列波称为相干波。
如果两个光源发出的光能够发生干涉，这样的两个光源称为相干光源，相干光源可将同一束光分成两列光而获得。
3.明暗条纹糸件亮纹：暗纹：2 干涉条纹图样特征1.双缝千涉①中央为亮纹，两侧是明、暗相间的条纹，且亮纹与亮纹间、暗纹与暗纹间的距离相等，即条纹宽度相等。
②相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离，其中为两条狭缝间的距离，为双缝到屏的距离，为光的波长。
此式表明，相同装置，光的波长越长，相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离越大。
③若用白光做实验，则中央亮纹为白色，两侧出现彩色条纹。
彩色条纹显示了不同颜色光的干涉条纹间距是不同的。
2.薄膜干涉光照射到薄膜上，被膜的前、后表面反射的两列光形成相干光。
①劈形薄膜厚度均匀变化时，干涉条纹是与劈棱平行的明暗相间的直条纹，相邻条纹间距相等。
②某处两反射光相遇时的路程差为该处薄膜厚度的倍，即。
③观察薄膜干涉时观察者与光源应在薄膜的同侧。
④白光发生薄膜干涉时形成的是彩色条纹。
3 薄膜干涉的两种应用1.检代工件表面的平整度①装置示意图②原理某处有凸凹时该处两反射光相遇时的路程差减小或增大，使干涉条纹发生弯曲。
根据条纹弯曲的方向和程度，可判定该处的凸凹情况。
③判定2.增透膜与增反膜①增透膜厚度：为增大视觉最敏感的绿光的透射膜的厚度为绿光在膜中波长的。
原理：从膜前后表面发生反射的两列反射波干涉相消。
②增反膜厚度：为减少紫外线的透射，眼镜片上的增反膜厚度为紫外线在膜中波长的。
原理：膜前后表面引起的反射波相遇时干涉加强。
知识拓展拓1 制约劈尖千涉条纹间距的因素劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹人极薄的垫片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。
光学中的光的衍射与光的偏振知识点总结光学作为物理学的一个重要分支，研究的是光的本质和光的行为。
其中，光的衍射和光的偏振是光学领域中的两个重要概念。
本文将对光的衍射和光的偏振进行知识点总结。
一、光的衍射光的衍射是指当光通过一个孔径或者是通过物体的边缘时，光波会发生弯曲并产生扩散现象。
光的衍射现象是由于光波的波动性质而产生的。
1. 衍射的基本原理衍射的基本原理是光波的干涉原理。
当光波通过一个孔径或者物体边缘时，波前会因为波的传播而扩散，扩散的过程中会与自身的其他波前相互干涉，形成干涉图样。
2. 衍射的特点- 衍射是波动现象，不仅仅限于光波，在声波、水波等波动现象中同样存在衍射现象。
- 衍射是光通过小孔、边缘等物体时产生的，但并不是所有光通过小孔或边缘都会发生衍射，必须满足一定的条件。
- 衍射现象的特点是光波的传播方向会发生改变，形成扩散的波前。
3. 衍射的应用- 衍射方法可以测量光的波长，例如夫琅禾费衍射。
- 借助衍射现象可以实现光的分光，例如菲涅尔衍射。
- 衍射也广泛应用于光学仪器的设计，可用于消除光学系统的像差。
二、光的偏振光的偏振是指光波中的电磁场矢量在传播过程中只在振动方向上具有确定性。
在光学中，光的偏振是指光波中电场振动方向的特性。
1. 光的偏振方式根据光波中电场振动方向的变化，可以将偏振分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振三种主要方式。
- 线偏振：电场振动方向保持不变的偏振方式。
- 圆偏振：电场振动方向绕光传播方向旋转的偏振方式。
- 椭圆偏振：电场振动方向沿椭圆轨迹变化的偏振方式。
2. 偏振的产生机制偏振的产生可以通过偏振片、反射、折射和散射等方式实现。
其中，偏振片是最常见的用以产生线偏振光的方法。
3. 偏振的应用- 偏振在光学成像领域有广泛应用，例如显微镜中的偏振光显微镜，可用于观察和分析有光学各向异性的样品。
- 通过偏振可以实现光的消光、偏振衍射等实验现象，进一步研究光的特性和物质的性质。
总结：光学中的光的衍射和光的偏振是两个重要的知识点。
教学目标 掌握惠更斯-菲涅耳原理；波的干涉、衍射和偏振的特性,了解光弹性效应、电光效应和磁光效应。
掌握相位差、光程差的计算,会使用半波带法、矢量法等方法计算薄膜干涉、双缝干涉、圆孔干涉、光栅衍射。
掌握光的偏振特性、马吕斯定律和布儒斯特定律，知道起偏、检偏和各种偏振光。
教学难点 各种干涉和衍射的物理量的计算。
第十三章 光的干涉一、光线、光波、光子在历史上，光学先后被看成“光线"、“光波”和“光子”，它们各自满足一定的规律或方程，比如光线的传输满足费马原理，传统光学仪器都是根据光线光学的理论设计的。
当光学系统所包含的所有元件尺寸远大于光波长时(p k =)，光的波动性就难以显现，在这种情况下,光可以看成“光线”，称为光线光学,。
光线传输的定律可以用几何学的语言表述，故光线光学又称为几何光学。
光波的传输满足麦克斯韦方程组，光子则满足量子力学的有关原理。
让电磁波的波长趋于零,波动光学就转化为光线光学，把电磁波量子化，波动光学就转化为量子光学。
二、费马原理光线将沿着两点之间的光程为极值的路线传播，即(,,)0QPn x y z ds δ=⎰三、光的干涉光矢量（电场强度矢量E )满足干涉条件的，称为干涉光。
类似于机械波的干涉，光的干涉满足:222010*********cos()r r E E E E E ϕϕ=++-1020212cos()r r E E ϕϕ-称为干涉项,光强与光矢量振幅的平方成正比，所以上式可改写为:12I I I =++(1—1）与机械波一样，只有相干电磁波的叠加才有简单、稳定的结果，对非干涉光有：1221,cos()0r r I I I ϕϕ=+-=四、相干光的研究方法（一)、光程差法两列或多列相干波相遇，在干涉处叠加波的强度由在此相遇的各个相干波的相位和场强决定。
能够产生干涉现象的最大波程差称为相干长度(coherence length ）。
设光在真空中和在介质中的速度和波长分别为,c λ和,n v λ，则,n c v νλνλ==，两式相除得n vcλλ=，定义介质的折射率为： c n v=得 n nλλ=可见，一定频率的光在折射率为n 的介质中传播时波长变短，为真空中波长的1n倍.光程定义为光波在前进的几何路程d 与光在其中传播的介质折射率n 的乘积nd .则光程差为(1)nd d n d δ=-=-由光程差容易计算两列波的相位差为21212r r δϕϕϕϕϕπλ∆=-=-- （1—2)1ϕ和2ϕ是两个相干光源发出的光的初相。
光的衍射、偏振、色散、激光【学习目标】1．了解光的衍射现象及观察方法．2．理解光产生衍射的条件．3．知道几种不同衍射现象的图样．5．知道振动中的偏振现象，偏振是横波特有的性质．6．明显偏振光和自然光的区别．7．知道光的偏振现象及偏振光的应用．8．知道光的色散、光的颜色及光谱的概念．9．理解薄膜干涉的原理并能解释一些现象．10．知道激光和自然光的区别．11．了解激光的特点和应用．【要点梳理】要点一、光的衍射1．三种衍射现象和图样特征(1)单缝衍射．①单缝衍射现象．如图所示，点光源S 发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿着直线传播，传播到光屏上的AB 区域；若缝足够窄，则光的传播不再沿直线传播，而是传到几何阴影区，在AA BB ''、区还出现亮暗相间的条纹，即发生衍射现象．要点诠释：衍射是波特有的一种现象，只是有的明显，有的不明显而已．②图样特征．单缝衍射条纹分布是不均匀的，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同：用单色光照射单缝时，光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹，中央条纹宽度大，亮度也大，如图所示，与干涉条纹有区别．用白光照射单缝时，中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射．①圆孔衍射的现象．如图甲所示，当挡板AB 上的圆孔较大时，光屏上出现图乙中所示的情形，无衍射现象发生；当挡板AB 上的圆孔很小时，光屏上出现图丙中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．②图样特征．衍射图样中，中央亮圆的亮度大，外面是亮、暗相间的圆环，但外围亮环的亮度小，用不同的光照射时所得图样也有所不同，如果用单色光照射时，中央为亮圆，外面是亮度越来越暗的亮环．如果用白光照射时，中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．(3)圆板衍射．在1818年，法国物理学家菲涅耳提出波动理论时，著名的数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出圆板后面的中央应出现一个亮斑，这看起来是一个荒谬的结论，于是在同年，泊松在巴黎科学院宣称他推翻了菲涅耳的波动理论，并把这一结果当作菲涅耳的谬误提了出来但有人做了相应的实验，发现在圆板阴影的中央确实出现了一个亮斑，这充分证明了菲涅耳理论的正确性，后人把这个亮斑就叫泊松亮斑．小圆板衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．2．衍射光栅(1)构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．(2)特点：它产生的条纹分辨程度高，便于测量．(3)种类：⎧⎨⎩透射光栅反射光栅．4．三种衍射图样的比较如图所示是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的照片．由图可见：(1)光经不同形状的障碍物产生的衍射图样的形状是不同的．(2)衍射条纹的间距不等．(3)仔细比较乙图和丙图可以发现小孔衍射图样和小圆屏衍射图样的区别：①小圆屏衍射图样的中央有个亮斑——著名的“泊松亮斑”；②小圆屏衍射图样中亮环或暗环间距随着半径的增大而减小，而圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大；③乙图背景是黑暗的，丙图背景是明亮的．5．光的直线传播是一种近似的规律光的直线传播是一种近似的规律，具体从以下两个方面去理解：(1)多数情况下，光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传播的规律传播的，在它们的后面留下阴影或光斑．如果障碍物、缝或小孔都小到与照射光的波长差不多(或更小)，光就表现出明显的衍射现象，在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环．(2)光是一种波，衍射是它基本的传播方式，但在一般情况下，由于障碍物都比较大(比起光的波长来说)，衍射现象很不明显．光的传播可近似地看做是沿直线传播．所以，光的直线传播只是近似规律．要点二、光的偏振1．自然光和偏振光(1)自然光：从普通光源直接发出的自然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏向哪一个方向．这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫自然光．自然光介绍：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
光的衍射与光的偏振光的衍射与光的偏振是光学中非常重要的两个现象，它们在物质的传播和性质方面具有重要的作用。
下面将结合相关理论和实验，详细阐述光的衍射与光的偏振的原理和应用。
一、光的衍射光的衍射是指当光通过障碍物或经过光学器件时，光的传播方向发生改变并呈现出干涉和衍射现象。
根据菲涅尔衍射原理，光在通过边缘或孔径时会产生波动干涉和衍射的效应。
这种效应使得光的传播范围扩大，波前变得波动起伏，并在屏幕上形成明暗交替的衍射图样。
光的衍射现象在日常生活和科学研究中都有广泛的应用。
例如，衍射光栅是一种常见的光学元件，它利用光的衍射特性可以实现波长的分析和光学信息的编码；同时，光盘也是利用衍射原理来存储和读取信息的重要设备。
此外，光的衍射还被应用于显微镜、天文学观测等领域，发挥着重要的作用。
二、光的偏振光的偏振是指光波中电场矢量在传播过程中只沿特定方向振动的现象。
根据电磁理论，光波是由电场和磁场构成的，而光的偏振是指电场矢量在垂直于光传播方向的平面内振动的特性。
根据光的偏振方向的不同，光可以分为线偏振光、圆偏振光和非偏振光等。
光的偏振现象在许多领域中都具有重要的应用。
例如，在光学通信中，利用偏振光可以提高信号传输的可靠性和速率；在液晶显示器中，光的偏振性质可以使得液晶材料显示出彩色图像；在化学分析和生物学研究中，偏振光可以用于分析样品的化学成分和结构等方面。
三、光的衍射与偏振的关系光的衍射与偏振之间存在着一定的联系。
当偏振光通过狭缝或衍射光栅时，光的衍射现象会进一步改变光的偏振状态。
根据不同的衍射条件和偏振方向，光的偏振可能发生旋转、消光或偏振方向的改变等现象。
这种变化可以通过偏振片和相应的光学元件进行观察和分析。
通过研究光的衍射与偏振的关系，我们可以深入了解光的传播和相互作用的规律。
这对于光学仪器的设计、光学信号的处理以及新型光学器件的研发具有重要的指导意义。
同时，这也为我们探索光的本质和光的性质提供了新的视角。
光的衍射、偏振、色散、激光【学习目标】1．了解光的衍射现象及观察方法．2．理解光产生衍射的条件．3．知道几种不同衍射现象的图样．5．知道振动中的偏振现象，偏振是横波特有的性质．6．明显偏振光和自然光的区别．7．知道光的偏振现象及偏振光的应用．8．知道光的色散、光的颜色及光谱的概念．9．理解薄膜干涉的原理并能解释一些现象．10．知道激光和自然光的区别．11．了解激光的特点和应用．【要点梳理】要点一、光的衍射1．三种衍射现象和图样特征(1)单缝衍射．①单缝衍射现象．如图所示，点光源S 发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿着直线传播，传播到光屏上的AB 区域；若缝足够窄，则光的传播不再沿直线传播，而是传到几何阴影区，在AA BB ''、区还出现亮暗相间的条纹，即发生衍射现象．要点诠释：衍射是波特有的一种现象，只是有的明显，有的不明显而已．②图样特征．单缝衍射条纹分布是不均匀的，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同：用单色光照射单缝时，光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹，中央条纹宽度大，亮度也大，如图所示，与干涉条纹有区别．用白光照射单缝时，中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射．①圆孔衍射的现象．如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现图乙中所示的情形，无衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现图丙中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．②图样特征．衍射图样中，中央亮圆的亮度大，外面是亮、暗相间的圆环，但外围亮环的亮度小，用不同的光照射时所得图样也有所不同，如果用单色光照射时，中央为亮圆，外面是亮度越来越暗的亮环．如果用白光照射时，中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．(3)圆板衍射．在1818年，法国物理学家菲涅耳提出波动理论时，著名的数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出圆板后面的中央应出现一个亮斑，这看起来是一个荒谬的结论，于是在同年，泊松在巴黎科学院宣称他推翻了菲涅耳的波动理论，并把这一结果当作菲涅耳的谬误提了出来但有人做了相应的实验，发现在圆板阴影的中央确实出现了一个亮斑，这充分证明了菲涅耳理论的正确性，后人把这个亮斑就叫泊松亮斑．小圆板衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．2．衍射光栅(1)构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．(2)特点：它产生的条纹分辨程度高，便于测量．(3)种类：⎧⎨⎩透射光栅反射光栅．3．衍射现象与干涉现象的比较种类项目单缝衍射双缝干涉不同点产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发生频率相同的两列光波相遇叠加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不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，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4．三种衍射图样的比较如图所示是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的照片．由图可见：(1)光经不同形状的障碍物产生的衍射图样的形状是不同的．(2)衍射条纹的间距不等．(3)仔细比较乙图和丙图可以发现小孔衍射图样和小圆屏衍射图样的区别：①小圆屏衍射图样的中央有个亮斑——著名的“泊松亮斑”；②小圆屏衍射图样中亮环或暗环间距随着半径的增大而减小，而圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大；③乙图背景是黑暗的，丙图背景是明亮的．5．光的直线传播是一种近似的规律光的直线传播是一种近似的规律，具体从以下两个方面去理解：(1)多数情况下，光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传播的规律传播的，在它们的后面留下阴影或光斑．如果障碍物、缝或小孔都小到与照射光的波长差不多(或更小)，光就表现出明显的衍射现象，在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环．(2)光是一种波，衍射是它基本的传播方式，但在一般情况下，由于障碍物都比较大(比起光的波长来说)，衍射现象很不明显．光的传播可近似地看做是沿直线传播．所以，光的直线传播只是近似规律．要点二、光的偏振1．自然光和偏振光(1)自然光：从普通光源直接发出的自然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏向哪一个方向．这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫自然光．自然光介绍：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
光的色散与衍射棱镜的色散与光的衍射光的色散是指当光通过介质时，不同波长的光在介质中传播速度不同，从而引起光的分离现象。
而光的衍射是指光通过狭缝或物体边缘时，会发生波的弯曲现象，使得光波的传播方向发生改变。
本文将探讨光的色散与衍射，以及衍射棱镜的色散与光的衍射的关系。
一、光的色散光的色散是一种光的性质，其现象可以通过光通过玻璃棱镜时观察到。
当白光通过玻璃棱镜时，会发现不同颜色的光在经过棱镜后分离成彩色光带，这就是光的色散现象。
光的色散是由于不同波长的光在介质中传播速度不同导致的。
按照波长从大到小的顺序，彩虹中的颜色依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
这是因为不同波长的光在玻璃棱镜中的折射角度不同，从而导致了光的色散现象。
红光的波长比较长，所以在折射时偏离的角度较小，而紫光的波长比较短，所以偏离的角度较大。
二、衍射棱镜的色散衍射棱镜是一种结合了衍射和色散特性的光学器件。
它可以分离入射光的不同波长，使得不同颜色的光分别偏离出来。
这是因为衍射现象使得光通过狭缝时发生弯曲，而色散现象使得不同波长的光在介质中传播速度不同。
衍射棱镜的设计和制造通常基于光的色散特性，通过合理选择衍射棱镜的材料和几何形状，可以实现对特定波长的光的分离，从而用于光谱分析、光学测量等领域。
三、光的衍射光的衍射是光通过狭缝或物体边缘时产生的一种波的传播现象。
当光通过一个狭缝时，狭缝的尺寸和光的波长决定了衍射现象的强度和特征。
较宽的狭缝会导致衍射现象较弱，而较窄的狭缝则会导致衍射现象较强。
光的衍射可以解释一些现象，例如当光通过窗户的缝隙进入室内时，会在墙上形成一道增强的光带，这就是衍射现象的结果。
衍射现象也是人们能够观察到遥远星体的原因之一，因为星光在穿越大气层时会发生衍射，使得我们能够看到被星光照亮的附近物体。
综上所述，光的色散与衍射是光学中重要的现象和性质。
光的色散是指不同波长的光在介质中传播速度不同，从而导致光分离成彩色光带的现象。
光的衍射、偏振、色散、激光一、选择题1．如图所示，a 、b 两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果有相同的折射角，下列说法正确的是( )．A ．b 在介质中的折射率比a 大B ．若用b 光做单缝衍射实验，要比用a 时中央条纹更宽C ．用a 更易观察到泊松亮斑D ．做双缝干涉实验时，用a 光比用b 光条纹间距更大2．如图所示的四个图形中哪个是著名的泊松亮斑的衍射图样( )．3．如图所示的四种明暗相间的条纹，分别是红光、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(黑色部分表示亮纹)．则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )．A ．红黄蓝紫B ．红紫蓝黄C ．蓝紫红黄D ．蓝黄红紫4．关于自然光和偏振光以下说法正确的是( )．A ．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同B ．偏振光是在垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光C ．自然光透过一块偏振片后就成为偏振光，偏振光透过一块偏振片后又还原为自然光D ．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光5．如图所示，让自然光照射到P 、Q 两偏振片上，当P 、Q 两偏振片的透振方向夹角为以下哪些度数时，透射光的强度最弱？( )．A ．0°B ．30°C ．60°D ．90°6．水中同一深度排列着四个不同颜色的球．如果从水面上方垂直俯视各球，感觉最浅的是( )．A ．红球B ．黄球C ．绿球D ．紫球7．如图所示，一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上，经三棱镜折射后会聚于光屏M 上的一点N ，这两束单色光分别用a 、b 表示．对于这两束光的颜色以及在玻璃中的传播速度，下列说法中正确的是( )．A ．a 为红光，在玻璃中的传播速度小于b 光B ．a 为蓝光，在玻璃中的传播速度小于b 光C ．b 为红光，在玻璃中的传播速度小于a 光D ．b 为蓝光，在玻璃中的传播整小于于a 光8．如图所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜，里面是空气，一束白光A 从棱镜的左边射入，从棱镜的右边射出了发生了色散，射出的可见光分布在a 点和b 点之间，则( )．A ．从a 点射出的是红光，从b 点射出的是紫光B ．从a 点射出的是紫光，从b 点射出的是红光C ．从a 点和b 点射出的都是红光，从ab 中点射出的是紫光D ．从a 点和b 点射出的都是紫光，从ab 中点射出的是红光9．如图所示，一细束复色光从空气中射到半球形玻璃体球心O 点，经折射分为a 、b 两束光，分别由P 、Q 两点射出玻璃体．PP′、QQ′均与过O 点的界面法线垂直．设光线a 、b 在玻璃体内穿行所用的时间分别为a t 、b t ，则:a b t t 等于( )．A ．QQ′: PP′B ．PP′: QQ′C ．OP′: OQ′D ．OQ′: OP′16．如图所示，a 和b 都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为 ，一细光束以入射角α从P0点射入，θϕ>．已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过b板后( )．A．传播方向相对于入射光方向向左偏转p角B．传播方向相对于入射光方向向右偏转p角C．红光在蓝光的左边D．红光在蓝光的右边11．如图所示，一束白色光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是( )．A．红光的偏折最大，紫光的偏折最小B．红光的偏折最小，紫光的偏折最大C．玻璃对红光的折射率比紫光大D．玻璃中紫光的传播速度比红光大12．如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图像应是图中的( )．13．激光发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，c表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是( )．A．该光在真空中的波长为nλB．该光在真空中的波长为天λ/nC．该光的频率为c/λD．该光的频率为c/(从nλ)14．关于激光的应用问题，下列说法中正确的是( )．A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息B．计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光有相干性的特点来进行的C．医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点二、填空题15．霓虹是由空中的小水滴对日光的折射、色散、全反射的综合效应所形成的．通常可看到两道弓形彩带，里面一道叫虹，比较明亮；外面一道叫霓，较为暗淡，如图(a)所示．(1)虹是阳光在水滴内经二次折射、一次全反射形成的，如图(b)所示，从内到外色序的排列是_______；(2)霓是阳光在水滴内经二次折射、二次全反射形成的，如图(c)所示，从内到外色序的排列是_______．16．某脉冲激光器耗电功率2×103 W，每秒输出10个光脉冲，每个光脉冲输出的时间为10－8 s，携带的能量为0.2 J，每个光脉冲的功率为________W，该激光器将电能转化为激光能量的效率为________．三、解答题17．一般认为激光器发出的是频率为v的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率v是它的中心频率，它所包含的频率范围是△v(也称频率宽度)，让单色光照射到薄膜表面，一部分从前表面反射回来(这部分称为甲光)，其余的进入薄膜内部，其中的一小部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出(这部分称为乙光)。
甲、乙这两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉．乙光比甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间△t．理论和实践都证明，能观察到明显的干涉现象的条件是：△t的最大值△t m与△v的乘积近似等于1，即只有满足m 1t v△△≈，才会观察到明显的稳定的干涉现象．已知某红宝石激光器发出的激光v＝4.32×1014 Hz，它的频率宽度△v＝8.0×109Hz．让这束单色光由空气斜射到折射率n＝2的薄膜表面，射入时与薄膜表面成45°角，如图所示．(1)求从O点射入薄膜中的光线的传播方向及传播速率．(2)估算在上图所示的情景下，能观察到明显稳定的干涉现象的薄膜的最大厚度d m．【答案与解析】一、选择题1．【答案】B【解析】由题可知，a光的折射率大，故A项错误；a、b两光a光的频率高，即a光波长小于b 光波长，故B项正确，C、D两项错误．2．【答案】B3．【答案】B【解析】从题中图样可以看出从左数1、3为干涉图样，由Lxdλ=△可知，左数第一个为红光的干涉图样，第3个为蓝光的干涉图样，2、4为衍射图样，第4图衍射明显，故4应为黄光的衍射图样，故应选B项．4．【答案】B、D【解析】太阳光、灯光是自然光．5．【答案】D【提示】两偏振片透振方向相同时透过的偏振光最强，两偏振片透振方向垂直时几乎没有偏振光透过．6．【答案】D【解析】设球的实际深度为h，人感觉的深度为h′，根据视深公式hhn'=可知，由于水对紫光的折射率最大，故紫球看起来最浅，故选D．7．【答案】B8．【答案】B【解析】光从左边界面入射后，发生折射现象，此时光从光密介质射向光疏介质，由于水对紫光的折射率比对红光的大，所以在入射角相同的情况下，折射角不同，紫光的折射角大于红光，故a为紫光，b为红光．9．【答案】A10．【答案】D【解析】光线通过玻璃板后，方向不变但发生侧向位移，光频率越高，折射率越大，侧向位移越大．红光频率小于蓝光，所以蓝光侧向位移大，第一次透过玻璃板a后红光位于蓝光右边(如图所示)，当光线射到b上时，由于θϕ>，由几何关系知光线从法线左侧入射．侧移情况与a相似，红光仍在蓝光右边，且两者间距加大，故选D．11．【答案】B12．【答案】D【解析】酒精灯发出的光在肥皂膜前后两个表面上反射后叠加，形成干涉图样，两列反射光叠加时的光程差与肥皂膜的厚度有关，相同厚度处光程差相同，而同一条明条纹(或暗条纹)上光程差也相同，肥皂膜竖起时同一水平线的膜厚度相同．故肥皂膜上的明(暗)条纹是一些水平的平行直线，即正确答案为D．13．【答案】A、D【解析】注意光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，对激光也是一样．由于速度变化的原因，波长会相应变化，对同一频率的光它在真空中的波长应大于在介质中的波长．14．【答案】C【解析】由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用激光的相干性，A 项错误．计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行性好，B 项错误．医疗中的激光“光刀”利用了激光的高亮度的特点，C 项正确．激光测距利用激光的平行性好，D 项错误．二、填空题15．【答案】(1)紫到红 (2)红到紫【解析】根据光的折射现象和色散知，太阳光经过水滴的光路图如图所示．所以(1)问正确答案是紫到红．同理可分析(2)的正确答案是红到紫．16．【答案】2×107 0.1% 【解析】780.2W 210W 10W P t -===⨯． 100.2J 2J W =⨯=有，故η＝0.1%． 三、解答题17．【答案】见解析【解析】（1）设从O 点射入薄膜中的光线的折射角为r ，根据折射定律有sin 45sin n r =°， 所以折射角为s i n 451a r c s i n a r c s i n 302r ===°°n ．光在薄膜中的传播速率82.1210m /s c v n==⨯． （2）光在薄膜中经过的路程2cos d s r =，光通过薄膜所用时间2cos s d t v v r==△，当△t 取最大值△t m 时，对应的薄膜厚度最大．又因为m 1t v △△≈，所以m 21c o s d v r v≈△，解出2m cos 1.1510m 2v r d v-=⨯≈△．。
