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知识点归纳 知识点一、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． 知识点二、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． 知识点三、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． 知识点四、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。狭缝的个数越多，衍射条纹的宽度越窄，亮度越亮。 2．衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。 3．衍射光栅的种类：反射光栅和透射光栅。 典例分析 衍射现象 【例】 对于单缝衍射现象，下列说法正确的是( ) A．缝的宽度d越小，衍射条纹越亮 B．缝的宽度d越小，衍射现象越明显 C．缝的宽度d越小，光的传播路线越接近直线 D．入射光的波长越短，衍射现象越明显 解析 单缝宽度越小，衍射条纹的亮度越小，选项A错；入射光的波长越长，单缝宽度越小，衍射现象越明显，选项B对，选项C、D错。 答案 B 归纳总结：对衍射现象的理解 (1)衍射现象是否明显方面：入射光波长越大，障碍物、小孔和狭缝的尺寸越小，衍射现象越明显。 (2)衍射条纹的亮度方面：小孔和狭缝的尺寸越小，衍射条纹的亮度越小。 自我检测 1．沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的天气现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下( ) A．只有波长较短的一部分光才能到达地面 B．只有波长较长的一部分光才能到达地面 C．只有频率较大的一部分光才能到达地面 D．只有频率较小的一部分光才能到达地面 解析 据光明显衍射的条件，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光线能到达地面，据λ＝c/f知，到达地面的光是频率较小的部分。 答案 BD 2．关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是( )
A．甲图是光的干涉图样 B．乙图是光的衍射图样 C．丙图是利用光的折射原理 D．丁图是光导纤维利用光的全反射原理，其内芯折射率小于外套的折射率 解析 甲图是光的衍射图样，乙图是光的干涉图样，故A、B错误；丙图是光的折射原理，C正确；丁图中光导纤维的内芯折射率大于外套的折射率，D错误。 答案 C 3．做单缝衍射实验和双缝干涉实验时，用激光比普通光源效果更好，图象更清晰。如图甲所示，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．做单缝实验时，光强分布图如乙所示 B．做单缝实验时，光强分布图如丙所示 C．做双缝实验时，光强分布图如乙所示 D．做双缝实验时，光强分布图如丙所示 解析 双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹一定不等间距，即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹。若做单缝实验时，光强分布图如乙所示，故A正确、B错误；若做双缝实验时，光强分布图如丙所示，故C错误、D正确。 答案 AD 4．用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上的条纹，下列说法正确的是( ) A．双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹 B．单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹 C．双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的彩色条纹 D．单缝衍射和双缝干涉条纹都是等间距的明暗相间的条纹 解析 双缝干涉条纹是明暗相间的等间距的条纹，A对；单缝衍射条纹是中央最宽两侧逐渐变窄的明暗相间的条纹，B对；在双缝干涉中，单色光形成明暗相间的等间距条纹，白光形成彩色条纹，C错；单缝衍射和双缝干涉的图样不同，D错． 答案 AB 5．某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点，你认为正确的是( ) A．若狭缝与线状白炽灯平行，衍射条纹与狭缝平行 B．若狭缝与线状白炽灯垂直，衍射条纹与狭缝垂直 C．衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关 D．衍射条纹的间距与光的波长有关 解析 若狭缝与线状灯平行，衍射条纹与狭缝平行且衍射现象明显，若狭缝与线状灯垂直，观察不到明显的衍射条纹，衍射条纹的疏密程度与缝宽有关，狭缝越小，条纹间距越大；条纹间距与波长有关，波长越长，条纹间距越大． 答案 ACD 6．如图甲、乙所示是单色光通过窄缝后形成明暗相间的两种条纹图样，下列判断正确的是( )
A．甲为单缝衍射的图样 B．乙为双缝干涉的图样 C．甲为双缝干涉的图样 D．乙为单缝衍射的图样 解析 甲图中的条纹宽度不等，中央宽，两侧窄，应为单缝衍射图样．乙图中的条纹等宽等距，应为双缝干涉图样，故A、B正确，C、D错误． 答案 AB 7．在单缝衍射实验中，下列说法正确的是( ) A．将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变小(λ黄＞λ绿) B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变小 C．使单缝宽度变大，衍射条纹间距变大 D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变大 解析 当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变大．故A、D正确． 答案 AD 8．沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下( ) A．只有波长较短的一部分光才能到达地面 B．只有波长较长的一部分光才能到达地面 C．只有频率较大的一部分光才能到达地面 D．只有频率较小的一部分光才能到达地面 解析 根据光发生明显衍射的条件，发生沙尘暴时，只有波长较长的光能到达地面，据λ＝知，到达地面的光是频率较小的． 答案 BD 9．如图所示，杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？简单说明理由．
(1)在单色自然光源S后加一偏振片P. (2)在(1)情况下，在双缝后再加P1、P2，P1与P2透振方向垂直． 解析 (1)能．到达S1、S2的光是从同一偏振光分解出来的，它们满足相干条件，能看到干涉条纹，且由于偏振片很薄，对路程差的影响可忽略，干涉条纹的位置与间距和没有P时基本一致，只是强度由于偏振片的吸收作用而减弱．(2)不能．由于从P1、P2射出的光振动方向相互垂直，不满足干涉条件，故光屏E被均匀照亮，但无干涉现象． 答案 见解析 |
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