第4课时光的干涉衍射和偏振
导学目标 1.掌握光的干涉现象产生的条件，特别是双缝干涉中出现明暗条纹的条件及判断方法.2.掌握光产生明显衍射的条件，以及衍射与干涉现象的区别.3.掌握光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用．
一、光的干涉
[基础导引]
1．在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10－7m，如果用频率
6.0×1014 Hz的黄光照射双缝，试通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹．2．描绘地势高低可以用等高线，描绘静电场可以用等势线，薄膜干涉条纹实际上是等厚线，同一干涉条纹上各个地方薄膜的厚度是相等的．利用光的干涉检查平整度时，观察到了干涉条纹的形状，就等于知道了等厚线的走向，因而不难判断被检测平面的凹下或凸出的位置．为什么薄膜干涉条纹是等厚线？
[知识梳理]
1．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是________的相干光波．屏上某点到双缝的路程差是________________时出现亮条纹；路程差是半波长的________时出现暗条纹．相邻的明条纹(或暗条纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝的距离l之间的关系为____________．
2．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)____________反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度________．
特别提醒 1.只有相干光才能形成稳定的干涉图样．
2．单色光形成明暗相间的干涉条纹，白光形成彩色条纹．
二、光的衍射
[基础导引]
太阳光照着一块遮光板，遮光板上有一个较大的三角形孔．太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑．请说明：遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上的图形将怎样变化？说出其中的道理．
[知识梳理]
1．光________________________________的现象叫光的衍射．
2．发生明显衍射的条件：只有在障碍物的尺寸比光的波长小或者跟波长相差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象．
3．泊松亮斑：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)．
特别提醒 1.光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．
2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．
三、光的偏振
[基础导引]
图2
市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片．偏振片与普通的有色玻璃片相比有什么优点？安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向？利用偏振眼镜可以做哪些实验、做哪些检测？
[知识梳理]
1．偏振：光波只沿____________的方向振动，称为光的偏振．
2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿____________振动的光，而且沿各个方向振动的光波的________都相同，这种光叫做自然光．
3．偏振光：在________于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光．光的偏振证明光是________．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．
特别提醒 1.自然光通过偏振片后，就变成了偏振光．
2．平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外都是不同程度的偏振光
.
考点一 光的干涉 考点解读
1．明暗条纹的判断方法
(1)单色光
a ．如图1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，光屏上出现明条纹．
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．
图1
(2)白光：光屏上出现彩色条纹．
(3)中央条纹为明条纹．
2．双缝干涉是等间距的，相邻明条纹(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2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
①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．
图3
图4
图5 Δr ＝nλ(n ＝1,2,3…)，薄膜上出现明条纹．
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．Δr ＝(2n ＋1)λ2
(n ＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹．
②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3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，我们
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． 典例剖析
例1 如图4所示，在双缝干涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏
上 B 的一点，已知P 点与S 1、S 2距离之差为2.1×10－6 m ，分别用A 、两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P 点是亮条纹还是暗条
纹？
(1)已知A 光在折射率为n ＝1.5的介质中波长为4×10－
7 m ； (2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10－7 m ，当B 光从这种介 质射向空气时，临界角为37°；
(3)若让A 光照射S 1，B 光照射S 2，试分析光屏上能观察到的现象．
跟踪训练1 如图5所示，在双缝干涉实验中，已知SS 1＝SS 2，且S 1、
S 2到光屏上P 点的路程差Δr ＝1.5×10－
6 m. (1)当S 为λ＝0.6 μm 的单色光源时，在P 点处将形成______条纹．
(2)当S 为λ＝0.5 μm 的单色光源时，在P 点处将形成______条纹．(均
选填“明”或“暗”)
例2 用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm ，在距离双缝为1.2 m
处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5 mm.求这种单色光的波长．
探究所得 掌握条纹间距公式Δx ＝l d
λ. 跟踪训练2 薄膜干涉在科学技术上有很大应用．如图6甲是干涉法检查平面示意图，图乙是得到的干涉图样，则干涉图样中条纹弯曲处的凹凸情况是______．(选填“上凸”或“下凹”
)
图6
考点二 衍射与干涉的比较 考点解读
1．衍射与干涉的比较
