2020版高考物理一轮复习第二章第2讲光的波动性电磁波相对论练习解析版

第4节光的波动性__电磁波__相对论,(1)光的颜色取决于折射率。

(×)(2)只有频率相同的两列光波才能产生干涉。

(√)(3)在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光。

(×)(4)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。

(×)(5)自然光是偏振光。

(×)(6)电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场。

(×)(7)无线电波不能发生干涉和衍射现象。

(×)(8)波长不同的电磁波在本质上完全不同。

(×)(9)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的。

(×)突破点(一) 光的干涉、衍射及偏振1．光的干涉(1)明暗条纹的判断方法 ①单色光a ．如图所示，光源S 1、S 2发出的光到屏上P 点的路程差r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2，…)时，光屏上出现亮条纹。

b ．光的路程差r 2－r 1＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2，…)时，光屏上出现暗条纹。

②白光：光屏上出现彩色条纹。

③中央条纹为亮条纹。

(2)双缝干涉条纹是等间距的相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离与波长成正比(装置已确定的情况下)。

利用双缝干涉实验可测量光波的波长。

(3)薄膜干涉①如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。

②光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA ′和后表面BB ′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。

③原理分析 单色光a ．在P 1、P 2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr 等于波长的整数倍，即Δr ＝nλ(n ＝1,2,3，…)，薄膜上出现亮条纹。

b ．在Q 处，两列反射回来的光波的路程差Δr 等于半波长的奇数倍，即Δr ＝(2n ＋1)λ2(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹。

白光：薄膜上出现水平彩色条纹。

(4)薄膜干涉的应用干涉法检查平面如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。

[A组·基础题]1．(2016·北京卷)下列说法正确的是( A )A．电磁波在真空中以光速c传播B．在空气中传播的声波是横波C．声波只能在空气中传播D．光需要介质才能传播2．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a光的颜色(见图乙)．则以下说法中正确的是( C )A．a光的频率比b光的大B．水对a光的折射率比b光的大C．a光在水中的传播速度比b光的大D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光的窄3．如图所示，两束平行单色光a、b从空气射入玻璃三棱镜，出射光为①和②，对这两束光，下列说法正确的是( C )A．出射光①是a光B．在该三棱镜中a光的传播速度比b光的大C．从同种介质射入真空发生全反射时，a光的临界角比b光的小D．分别通过同一双缝干涉装置，a光形成的相邻亮条纹间距大4．(多选)关于光的干涉现象，下列说法正确的是( BC )A．在波峰与波峰叠加处，将出现亮条纹；在波谷与波谷叠加处，将出现暗条纹B．在双缝干涉实验中，光屏上距两狭缝的路程差为1个波长的某位置，将出现亮纹C．把入射光由黄光换成紫光，两相邻亮条纹间的距离变窄D．当薄膜干涉的条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等5．(多选)(2018·长春模拟)应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图表示变化的场，下图表示变化的场产生的另外的场)，正确的是( BC )解析：A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A图中的下图是错误的；B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B图正确；C图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位差为π2，C图是正确的；D图的上图是振荡的电场，可在其周围空间产生同频率振荡的磁场，但是下图中的图象与上图相比较，相位差为π，故D图不正确．6．(多选)(2018·岳阳模拟)如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样，现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是( AD )解析：因为单色光斜射入平行玻璃砖时的出射光线应平行于入射光线，故选项B错误；根据干涉图样，a光的干涉条纹间距较大，所以a光的波长较长，在同种介质中的折射率较小，故沿相同方向斜射入平行玻璃砖时a光的侧移量小，选项A正确；由于a光的折射率小，临界角较大，则更不易发生全反射，选项C错误，选项D正确．7．(多选)关于波的现象，下列说法正确的有( ADE )A．当波从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化B．光波从空气进入水中后，更容易发生衍射C．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低D．不论机械波、电磁波，都满足v＝λf，式中三参量依次为波速、波长、频率E．电磁波具有偏振现象8．(多选)以下说法正确的是( BCD )A ．单摆做简谐运动的回复力是重力和摆线拉力的合力B ．照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的薄膜干涉原理C ．古代某寺庙里的磬常自鸣自响，属于声音的共振现象D ．如果某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变长E ．不同波长的声波在同一介质中传播时，传播速度一样；不同频率的光波在同一介质中传播时，频率越高，波速越大[B 组·能力题]9．下列说法正确的是( C )A ．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理B ．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率C ．高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢D ．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比减小10．(多选)下列说法正确的是( BDE )A ．光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定B ．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的C ．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小D ．光的偏振特征说明光是横波E ．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故11. 如图所示，市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处．这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线．以λ表示红外线的波长，则所镀薄膜的最小厚度应为( B )A.18λB ．14λ C.12λ D ．λ12．如图所示，在同一均匀介质中有S 1和S 2两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同， 且振动的步调完全一致，S1与S2之间相距为4 m，若S1、S2振动频率均为10 Hz，两列波的波速均为10 m/s，B点为S1和S2连线的中点，今以B点为圆心，以R＝BS1为半径画圆．(1)该波的波长为多少？(2)在S1、S2连线之间(S1和S2两波源点除外)振动减弱的点有几个？(3)在该圆周上(S1和S2两波源点除外)共有几个振动加强的点？解析：(1)由公式λ＝vf＝1010m＝1 m.(2)S1、S2之间恰好有4个波长，振动减弱点距两波源的距离之差Δr＝λ2(2n＋1)，故当n＝0、1、2、3时，Δr＝12，32，52，72.由对称性可知B点左右各4各点，一共8个点．(3)振动加强点距两波源距离之差Δr＝nλ.当n＝0、1、2、3，时，距离差值小于4个波长．根据对称性，在上半圆上共有7个，由对称可知下半圆上也有7个，故共有14个．答案：(1)1 m(2)8个减弱点(3)14个加强点。

2020届高考物理光的波动性、电磁波和相对论（含答案）1.在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有() A．改用红光作为入射光B．改用蓝光作为入射光C．增大双缝到屏的距离D．增大双缝之间的距离答案AC2.下列现象属于光的衍射的是()A．雨后天空出现彩虹B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C．海市蜃楼现象D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹答案B3.如图所示，让太阳光或白炽灯光先后通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。

这个实验表明()A．光是电磁波B．光是一种横波C．光是一种纵波D．光是概率波答案B4.下列关于电磁波的说法正确的是()A．电磁波只能在真空中传播B．电场随时间变化时一定产生电磁波C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在答案C5.在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。

若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是()A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E．将光源向远离双缝的位置移动答案ACD6.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是()A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象答案D7.(1)在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是()A．光的折射现象、色散现象B．光的反射现象、干涉现象C．光的衍射现象、偏振现象D．光的直线传播现象(2)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，图的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()A．甲、丙B．乙、丙C．甲、丁D．乙、丁(3)如图，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m，则在这里出现的应是______(填“明条纹”或“暗条纹”)。

权掇市安稳阳光实验学校第二章光学电磁波相对论一、选择题(每小题4分，共40分1．(2007·高考上海卷)光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应，这一现象说明( ) A．光是电磁波B．光具有波动性C．光可以携带信息 D．光具有波粒二象性解析：衍射现象说明光具有波动性，利用衍射条纹的图样与障碍物的形状对应，可以让光携带不同的信息．答案：BC2.空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图2－1所示．方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜．图2－2给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生图2－1效果的是( )图2－2解析：从光线的出射方向可以看出，a光线垂直下框射出，b光线垂直上框射出，只有B图能满足上述情况．答案：B[3．在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形透光平面，如果透光圆面的半径正在匀速增大，则光源正在( )A．匀加速上升 B．匀加速下沉C．匀速上升 D．匀速下沉解析：因为发生全反射，所以圆形透光面半径r＝d tanα，r是匀速变大的，则d也是匀速变大的，故光源是在匀速下沉，选项D是正确的．答案：D4．以下关于光的说法正确的是( )A．光纤通信利用了全反射的原理B．无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照射时发生了薄膜干涉C ．人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的衍射图样D．麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在答案：ABC5．绿光在水中的波长和紫光在真空中的波长相等，已知水对该绿光的折射率是4/3，则下列说法中正确的是( )A．水对这种紫光的折射率应略小于4/3B．绿光与紫光在真空中的波长之比是3∶4C．绿光与紫光的频率之比是3∶4D．绿光在真空中的传播速度大于紫光在真空中的传播速度解析：根据光在介质中的波速与频率的关系：v＝λf，结合折射率n ＝cv，代入数据计算得：绿光与紫光的频率之比是3∶4，所以选项C是正确的，其余的A、B、D三个选项都是错误的．答案：C6.自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车，尾灯由透明介质制成，其外形如图2－3所示，下面说法正确的是( )A．汽车灯光从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B．汽车灯光从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C．汽车灯光从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射D．汽车灯光从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射图2－4解析：我们从题图中取一个凸起并作出一条光路如图2－4所示，由图可知，每一部分相当于一块全反射棱镜，要想让司机看到，光要沿入射的反方向射出，因此光只能从右侧(直边)射入，经过尾灯左表面反射回去，故选项C正确，A、B、D错误．答案：C7．某电路中电场随时间变化的图象如图2－5所示，能发射电磁波的电场是( )[来图2－5解析：图A中电场不随时间变化，不会产生磁场．图B和C中电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波．图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而该磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，才能发射电磁波．答案：D8.如图2－6所示，有一光束以与界面成45°入射到半径为R的半玻璃球的球心O点处，折射光束与界面夹角为60°.现让光线向界面方向偏转，同时旋转半玻璃球且保持半玻璃球上表面始终水平，则出射光线照亮玻璃球的最大截面积是( )A.R22B.πR 22C.2πR22D.3πR22解析：当光束以45°角入射时，折射角为30°，n＝sin45°sin30°＝ 2.光线向界面靠近，当入射角等于90°时，折射光线照亮玻璃球的截面积最大，此时折射角γ＝45°，被照亮的截面半径r＝R sin45°＝22R，被照亮的最大截面积S ＝πr2＝πR22，故B选项正确．答案：B9.MN是空气与某种液体的分界面．一束红光由空气射到分界面，一部分光线被反射，一部分光线进入液体中．当入射角是45°时，折射角为30°，如图2－7所示，以下判断正确的是( )A．反射光线与折射光线的夹角为90°B．该液体对红光全反射的临界角为60°C．在该液体中，红光的传播速度比紫光大D．当紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角也是30°解析：由反射定律知，反射角等于45°，可知反射光线与折射光线的夹角为105°；由公式n＝sinθ1sinθ2得n＝2，液体对红光的全反射临界角C＝arcsin1n ＝45°；紫光的折射率大于红光，由公式v＝c/n知，在该液体中，红光的传播速度大于紫光．答案：C10．(2010·辽宁月考)光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要器件是真空玻璃管，这些玻璃管可将太阳能转换成水的内能，真空玻璃管表面采用镀膜技术增加透射性，使尽可能多的太阳能转换为内能，这种镀膜技术的物理依据是( )A.光的衍射 B ．光的粒子性 C ．光的干涉 D ．光的直线传播解析：为了增加透射性，可在真空玻璃管表面镀一层厚度为14λ的增透膜，物理依据是薄膜干涉，正确选项为C.答案：C二、实验题(共16分)11．(6分)用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O 为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，图2－9所示的四个图中P 1、P 2、P 3和P 4是四个学生实验插针的结果．图2－9(1)在这四个图中肯定把针插错了的是__________．(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是__________．计算玻璃的折射率的公式是__________．解析：(1)垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线，经玻璃砖折射后，折射光线不能与入射光线平行(除了过圆心的光线)，A 错．(2)测量较准确的是图D ，因B 图的入射光线经过圆心，出射光线没有发生折射，C 图的入射光线离圆心太近，射到圆界面上时，入射角太小不易测量，会产生较大的误差．测量出入射角与折射角后，由折射定律求出折射率n ＝sin θ1sin θ2.答案：(1)A (2)D n ＝sin θ1sin θ212．(10分)用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d 的大小恰好是图2－10中游标卡尺的读数，如图(d)，双缝到毛玻璃屏间距离l 的大小也由图中毫米刻度尺读出，如图(c)．实验时先移动测量头[如图(a)]上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条明纹，如图(b)所示，并记下螺旋测微器的读数x 1，如图(e)所示，然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器读数x 7，如图(f)所示，由以上测量数据求得该单色光的波长为__________．图2－10图2－10解析：根据条纹宽度公式Δx ＝l d λ可知：波长λ＝dlΔx ，只要根据题目提供的数据就可求解，据图(d)可直接读出d ＝0.25 mm ，双缝到屏的距离由图(c)读出l ＝749.0 mm.条纹宽度可先读出7条条纹间距为(14.700－0.300) mm ，注意此为6个条纹宽度，即6Δx ＝14.400 mm ，每条条纹宽度Δx ＝2.400 mm.将以上数据代入得：λ＝d Δx l ＝0.25×2.400749.0mm ＝8.01×10－7m.答案：8.01×10－7m三、计算题(共44分)13．(8分)据报道：北京奥运会，光纤通信网覆盖所有奥运会场馆，为各项比赛提供了安全可靠的通信服务．光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输．如图2－11所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L ，它的玻璃芯的折射率为n 1，外层材料的折射率为n 2，光从一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t ，请探究分析以下问题：图2－11(1)n 1和n 2的大小关系；(2)最长时间t 的大小(图中标的C 为全反射的临界角，其中sin C ＝n 2/n 1)． 解析：(1)欲使光在n 1和n 2的界面上发生全反射，需有n 1＞n 2.(2)光在介质n 1中的传播最长路程s ＝Lsin C ，传播速度为v ＝cn 1，故最长时间t ＝s v ＝n 1L c sin C ＝n 21Ln 2c.答案：(1)n 1＞n 2 (2)n 21Ln 2c14.(10分)如图2－12所示，AOB 是由某种透明物质制成的1/4圆柱体的横截面(O 为圆心)，折射率为 2.今有一束平行光以45°的入射角射向柱体的OA 平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB 面上射出，设凡射到OB 面的光线全部被吸收，也不考虑OA 面的反射，求圆柱AB 面上能射出光线的部分占AB表面的几分之几？解析：如图2－13所示，从O 点射入的光线折射角为γ，根据折射定律有n ＝sin45°/sin γ，解得γ＝30°.假设从某位置P 点入射的光线，折射到AB弧面上Q 点处，入射角恰等于临界角C ，有sin C ＝1/n ，代入数据得C ＝45°，易得图中角β＝45°，故射出光线的部分占AB 表面的比例为：45°/90°＝1/2.答案：1215．(12分)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，否则将会严重地损害视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减轻对眼睛伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率n ＝1.5，所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz.那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？解析：要使从该膜的前后两个表面反射形成的光叠加后加强，光程差应该是波长的整数倍，光程差为膜的厚度的两倍，故膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12.紫外线在真空中的波长λ＝cν，在膜中的波长λ′＝λn，因此膜的厚度至少是D ＝λ′2＝c 2nν＝1.23×10－7m.答案：1.23×10－7m16．(14分)(2007·高考海南卷)如图2－14所示，置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体．容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm 长的线光源．靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源．开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分．将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端．再将线光源沿同一方向移动8.0 cm ，刚好可以看到其顶端．求此液体的折射率n .图2－14解析：当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮住的液面上时，射到遮光板边缘O 的那条光线的入射角最小．如图2－15所示，线光源底端在A 点时，望远镜内刚好可以看到此光源底端，设过O 点液面的法线为OO 1，则∠AOO 1＝α，其中α为此液体到空气的全反射临界角．由折射定律有 sin α＝1n①同理，线光源顶端在B 1点时，通过望远镜刚好可以看到此光源顶端，则∠B 1OO 1＝α.设此时线光源底端位于B 点．由图中几何关系可得sin α＝ABAB 1②联立①②式得n ＝AB 2＋BB 21AB③由题给条件可知AB ＝8.0 cm ，BB 1＝6.0 cm ， 代入③式得n ＝1.25. 答案：1.25。

第三节 光的波动性 电磁波 相对论初步【要点归纳】一、干涉实验1．1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象，人们开始认识到光具有波动性．2．杨氏双缝干涉实验(1)双缝干涉的装置示意图实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏．(2)单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况．也可用激光直接照射双缝．(3)双缝的作用：将一束光分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光．3．光产生干涉的条件：两束光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同．杨氏双缝干涉实验是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的．4．干涉图样(1)若用单色光作光源，干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹．(2)若用白光作光源，干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的．5．证明了光是一种波．二、决定条纹间距的条件1．如图所示，设屏上的一点P 到双缝的距离分别为r 1和r 2，路程差Δr ＝r 2－r 1.(1)若满足路程差为波长的整数倍，即Δr ＝kλ (其中k ＝0,1,2,3，…)，则出现亮条纹．(2)若满足路程差为半波长的奇数倍，即Δr ＝2k ＋12λ(其中k ＝0,1,2,3，…)，则出现暗条纹．2．双缝干涉实验中，屏幕上相邻亮条纹和相邻暗条纹是等间距的，这个间距与光的波长、屏幕到双缝的距离和双缝的间距有关．波长越长，屏幕到双缝的距离越大，双缝的间距越小，干涉条纹的间距越宽．三、屏上出现亮、暗条纹的条件频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致，即振动方向总是相同；暗条纹处振动步调总相反．具体产生亮、暗条纹的条件为：(1)出现亮条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍．即|PS 1－PS 2|＝kλ＝2k ·λ2(k ＝0,1,2,3，…)． k ＝0时，PS 1＝PS 2，此时P 点位于屏上的O 处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹．k 为亮条纹的级次．(2)出现暗条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是半波长的奇数倍．即|PS 1－PS 2|＝(2k －1)·λ2(k ＝1,2,3，…)．k 为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开．(3)时间上的关系①亮条纹：Δt ＝nT (n ＝0,1,2,3，…)．②暗条纹：Δt ＝(2n ＋1)·T 2(n ＝0,1,2,3，…)．式中Δt 表示两列光波到同一点的时间差；T ＝1f为光波的周期． 四、用干涉法检查平面平整度如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的．如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图乙中P 条纹所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图乙中Q 所示．(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左到右的位置顺序上)五、增透膜(1)增透膜的原理如图所示，在增透膜的前后表面反射的两列光波形成相干波，相互叠加，当路程差为半波长的奇数倍时，在两个表面反射的光反向，相互抵消，从而使反射的两列光波产生相消干涉，反射光的能量几乎等于零．一般取最小厚度d满足2d＝λ2(此波长为光在该种介质中的波长)，由于白光中含有多种波长的光，所以增透膜只能使其中一定波长的光相互抵消．(2)增透膜的应用：为了减少光学装置中的反射光的损失，可在元件表面涂一层透明薄膜，一般是氟化镁．六、光的衍射1．定义：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了直线传播的方向，在屏上应该出现阴影的区域出现明条纹或亮斑，应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑的现象．2．衍射图象：衍射时产生的明暗条纹或光环．3．单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹．4．圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环．5．泊松亮斑：障碍物的衍射现象．在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑．6．衍射光栅(1)结构由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．(2)衍射图样特点与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加．七、各种衍射图样1．单缝衍射图样(1)中央条纹最亮、越向两边越暗，条纹间距不等．越靠外，条纹间距越小．(2)缝变窄通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮纹的亮度降低．(3)中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关．入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大．(4)用白光做单缝衍射时，中央亮条纹是白色的，两边是彩色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮．2．圆孔衍射图样(1)中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小．(2)圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱．(3)用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大．(4)白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环．(5)只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样，在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到几种不同的现象——圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)、完全黑暗．3．不透明的小圆板衍射图样(泊松亮斑)(1)中央是亮斑．(2)泊松亮斑图样的亮环或暗环的距离随着圆板半径的增大而减小，而且背景是明亮的，如图所示．八、单缝衍射与双缝干涉1. 单缝衍射与双缝干涉的比较2.对单缝衍射和双缝干涉的三点提醒(1)单缝衍射可以理解为若干个光源的干涉，从而理解条纹相间排列．(2)光波的波长变大，衍射条纹、干涉条纹的宽度都变大．(3)复色光的衍射或干涉图样，可认为是各单色光单独衍射或干涉所成图样的叠加．九、衍射光栅1．结构：有许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学元件。

第二讲光的波动性电磁波➢知识梳理一、光的干涉1．如果两列光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同，就会发生干涉现象。

2．光的双缝干涉(1)原理如图2所示。

(2)出现亮、暗条纹的条件①光的路程差r2－r1＝±kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹。

②光的路程差r2－r1＝±(2k＋1)λ2(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹。

(3)相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距公式：Δx＝ldλ。

(4)干涉条纹的特点①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹，如图3所示。

②白光：光屏上出现彩色条纹且中央亮条纹是白色，即发生色散，如图4所示。

3．薄膜干涉(1)原理：如图5所示，不同位置的薄膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的反射光的路程差不同，叠加后出现明暗相间的条纹。

(2)应用①增透膜和增反膜。

②利用薄膜干涉的原理对镜面或其他精密的光学平面的平滑度进行检测。

二、光的衍射1．几种典型衍射条纹的特点(1)单缝衍射：①单色光的衍射图样中间为宽且亮(填特点)的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；单色光的波长越长，单缝越窄，中央亮纹越宽。

如图7所示。

②白光的衍射图样中间为宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹。

其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光，如图8所示，这是光在衍射时的色散。

(2)圆孔衍射：如图9所示，中央是大且亮的圆形光斑，周围分布着明暗相间的不等距圆环，且越靠外，亮圆环越窄越暗。

(3)圆盘衍射(泊松亮斑)：如图10所示，当光照到不透明的半径很小的小圆盘上时，对于一定的波长，在适当的距离上，圆盘的阴影中心出现亮斑，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。

2．发生明显衍射的条件在障碍物或狭缝的尺寸与光的波长相当，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会十分明显。

在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别。

三、光的偏振1．偏振在横波中，各点的振动方向总与波的传播方向垂直。