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(接5日)
【例1】用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹,相邻两条绿条纹间的距离为Δx。下列说法中正确的有( )
A.如果增大单缝到双缝间的距离,Δx将增大
B.如果增大双缝之间的距离,Δx将增大
C.如果增大双缝到光屏之间的距离,Δx将增大
D.如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,Δx将增大
解:公式Δx=-中l表示双缝到屏的距离,d表示双缝之间的距离。因此Δx与单缝到双缝间的距离无关,于缝本身的宽度也无关。本题选C。
【例2】如图所示,S是一个单色的点光源,M是水平放置的平面镜,S到M所在平面间的距离很近。P是放在竖直面内的一个光屏。试用作图法确定在光屏上的什么范围内可以观察到光的干涉现象?
解析:如图,点光源S发出的光一部分直接照到光屏上(如阴影部分所示),另一部分则照到平面镜上,经平面镜反射后再照到光屏上。这一部分光好像是从点光源的像点S'发出的一样,这样就把同一束光分成了两束,形成相干光源,在它们叠加的区域内,形成明暗相间的干涉条纹。
做法:连接S和平面镜的右边缘并延长交平面镜于b;根据对称性做S在平面镜中的像点S',连接S'和平面镜的左、右边缘并延长交平面镜于c、d;光屏上c、d之间的部分是两束光叠加的区域,在此区域内可以观察到干涉现象。
点评:(1)只要设法把一束光分成两束,就可以在两束光叠加的区域内观察到光的干涉现象。(2)本题这种装置叫劳埃德镜。为了真正能观察到干涉现象,本题中的点光源S到平面镜的距离必须非常小(S和S'间的距离相当于双缝干涉实验中双缝间的距离d)。
二、衍射
⑴各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。
⑵发生明显衍射的条件是:障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比,甚至比波长还小。(当障碍物或孔的尺寸小于0.5mm时,有明显衍射现象。)
⑶在发生明显衍射的条件下,当窄缝变窄时,亮斑的范围变大,条纹间距离变大,而亮度变暗。
【例3】平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较,下列说法中正确的有( )
A.在衍射图样的中心都是亮斑
B.泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽
C.小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑,泊松亮斑图样的中心是亮斑
D.小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的,泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的
解:从课本上的图片可以看出:A、B选项是正确的,C、D选项是错误的。(这部分内容看书很重要)
三、光的偏振
⑴光的偏振也证明了光是一种波,而且是横波。各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间,两两互相垂直。
⑵光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的,因此将E的振动称为光振动。
⑶自然光。太阳、电灯等普通光源直接发出的光,包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫自然光。
⑷偏振光。自然光通过偏振片后,在垂直于传播方向的平面上,只沿一个特定的方向振动,叫偏振光。自然光射到两种介质的界面上,如果光的入射方向合适,使反射和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光,且它们的偏振方向互相垂直。我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。
【例4】有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有( )
A.只有电磁波才能发生偏振,机械波不能发生偏振
B.只有横波能发生偏振,纵波不能发生偏振
C.自然界不存在偏振光,自然光只有通过偏振片才能变为偏振光
D.除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光
解:机械能中的横波能发生偏振。自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光。本题应选B、D。(完)