1、第第 5 章章 光的干涉、衍射和偏振光的干涉、衍射和偏振 一、光的干涉与衍射的比较 内容 干涉 衍射 现象 在光重叠区域出现加强或减弱的 现象 光绕过障碍物偏离直线传播的现 象 产生条件 两束光频率相同、相位差恒定， 即必须是相干光源 障碍物或孔的尺寸与波长差不多 或比波长更小(明显衍射的条件) 典型实验 杨氏双缝干涉实验、薄膜干涉 单缝衍射(圆孔衍射、不透明圆盘 衍射) 图样特点 中央明纹，两边等间距分布的明 暗相间条纹 中央最宽最亮，两边不等间距分 布的明暗相间条纹 应用 检查平面、增透膜、测定波长 【例 1】 (多选)用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验，比普通光源效果更好， 图像更清晰。
2、如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还 能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况。下列说法正确的 是( ) A.当做单缝实验时，光强分布图如乙所示 B.当做单缝实验时，光强分布图如丙所示 C.当做双缝实验时，光强分布图如乙所示 D.换用太阳光做单缝实验，光屏上会出现彩色的不均匀条纹 答案 AD 解析 当做单缝实验时，中间是亮条纹，往两侧条纹亮度逐渐降低，且亮条纹的 宽度不等， 所以其光强分布图如乙所示， A 项正确， B 项错误； 当做双缝实验时， 在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹，所以其光强分布图如丙所示，C 项错误；换 用太阳光做单缝实验，太阳光通过单缝衍射
3、形成彩色不均匀条纹，D 项正确。 【针对训练 1】 如图所示为双缝干涉实验，甲图为用绿光照射时的结果，a 为中 央亮条纹，a为其相邻亮条纹；乙图为换用另一种单色光照射时的结果，a 为中央 亮条纹，a为其相邻亮条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，以下 说法正确的是( ) A.乙图可能是用红光照射，表明红光波长较长 B.乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较长 C.乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较短 D.乙图可能是用红光照射，表明红光波长较短 答案 C 解析 由题图知甲图中条纹间距大，由 y l d 可知，在 l 和 d 相同的情况下，y 大，则 大；y 小，则 小；所以题图乙中所用单
4、色光波长较短，因紫光比绿光 波长短，故选项 C 正确。 二、光的波动性的应用 1.利用光的双缝干涉测光的波长等物理量 单色光发生双缝干涉时会在屏上形成明暗相间的条纹，且条纹间距满足公式 y l d；若已知 y、l、d 则可求 ，若已知 l、d、 则可求 y。 2.利用光的薄膜干涉检查薄膜厚度变化或检查工件表面是否平整， 还可使光增透。 在薄膜干涉图样中，同一条纹对应同一厚度的薄膜，所以条纹形状与薄膜等厚线 的形状一致。 3.利用单缝衍射确定缝宽的变化 单缝衍射的条纹宽度与缝宽和波长有确定的关系，根据条纹宽度变化即可确定缝 宽变化情况。 4.利用偏振片改变光的强度 自然光经镜面反射后的反射光为偏
5、振光，偏振片的透振方向与光的偏振方向的夹 角不同，透过偏振片的光强度也就不同，根据这一原理可以有效地减少反射光的 影响。 【例 2】 下列关于光现象的说法中正确的是( ) A.用白光做双缝干涉实验时，屏上从中央条纹向外，紫光的亮条纹偏离中央的距 离最大 B.白光单缝衍射时，偏离中央亮条纹最远的是红光 C.白光经三棱镜折射发生色散，红光偏向角最大 D.涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色光的透 射 答案 B 解析 白光中紫光的波长最短，根据双缝干涉实验知，亮(暗)条纹间距 y 与波长 成正比，由此可知紫光的亮条纹间距最小，因而其亮条纹偏离中央亮条纹的距 离最小。单缝衍射
6、中，红光波长最长，其偏离中央亮条纹最远。白光经三棱镜色 散，因为紫光折射率最大，所以紫光的偏向角最大。涂有增透膜的照相机镜头呈 淡紫色，是因为薄膜干涉使白光中的绿光透射多，而红光和紫光反射较多。故选 项 B 正确。 【针对训练 2】 (多选)如图所示，a 是一偏振片，a 的透振方向为竖直方向。下列 四种入射光束哪几种照射 a 时能在 a 的另一侧观察到透射光( ) A.太阳光 B.沿竖直方向振动的光 C.沿水平方向振动的光 D.沿与竖直方向成 45 的光 答案 ABD 解析 根据光的偏振知识，只要光的振动方向不与偏振片的透振方向垂直，光都 能通过偏振片。当光的振动方向与偏振片的透振方向相同时，透射光最强，当二 者垂直时，光完全不能透过。当二者间的夹角在 0 90 逐渐增加时，透射光逐 渐减弱。太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成 45 角振动的光均能通 过偏振片。