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(接5日)
【例1】用綠光做雙縫乾涉實驗,在光屏上呈現出綠、暗相間的條紋,相鄰兩條綠條紋間的距離為Δx。下列說法中正確的有( )
A.如果增大單縫到雙縫間的距離,Δx將增大
B.如果增大雙縫之間的距離,Δx將增大
C.如果增大雙縫到光屏之間的距離,Δx將增大
D.如果減小雙縫的每條縫的寬度,而不改變雙縫間的距離,Δx將增大
解:公式Δx=-中l表示雙縫到屏的距離,d表示雙縫之間的距離。因此Δx與單縫到雙縫間的距離無關,於縫本身的寬度也無關。本題選C。
【例2】如圖所示,S是一個單色的點光源,M是水平放置的平面鏡,S到M所在平面間的距離很近。P是放在豎直面內的一個光屏。試用作圖法確定在光屏上的什麼范圍內可以觀察到光的乾涉現象?
解析:如圖,點光源S發出的光一部分直接照到光屏上(如陰影部分所示),另一部分則照到平面鏡上,經平面鏡反射後再照到光屏上。這一部分光好像是從點光源的像點S'發出的一樣,這樣就把同一束光分成了兩束,形成相乾光源,在它們疊加的區域內,形成明暗相間的乾涉條紋。
做法:連接S和平面鏡的右邊緣並延長交平面鏡於b;根據對稱性做S在平面鏡中的像點S',連接S'和平面鏡的左、右邊緣並延長交平面鏡於c、d;光屏上c、d之間的部分是兩束光疊加的區域,在此區域內可以觀察到乾涉現象。
點評:(1)只要設法把一束光分成兩束,就可以在兩束光疊加的區域內觀察到光的乾涉現象。(2)本題這種裝置叫勞埃德鏡。為了真正能觀察到乾涉現象,本題中的點光源S到平面鏡的距離必須非常小(S和S'間的距離相當於雙縫乾涉實驗中雙縫間的距離d)。
二、衍射
⑴各種不同形狀的障礙物都能使光發生衍射。
⑵發生明顯衍射的條件是:障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長相比,甚至比波長還小。(當障礙物或孔的尺寸小於0.5mm時,有明顯衍射現象。)
⑶在發生明顯衍射的條件下,當窄縫變窄時,亮斑的范圍變大,條紋間距離變大,而亮度變暗。
【例3】平行光通過小孔得到的衍射圖樣和泊松亮斑比較,下列說法中正確的有( )
A.在衍射圖樣的中心都是亮斑
B.泊松亮斑中心亮點周圍的暗環較寬
C.小孔衍射的衍射圖樣的中心是暗斑,泊松亮斑圖樣的中心是亮斑
D.小孔衍射的衍射圖樣中亮、暗條紋間的間距是均勻的,泊松亮斑圖樣中亮、暗條紋間的間距是不均勻的
解:從課本上的圖片可以看出:A、B選項是正確的,C、D選項是錯誤的。(這部分內容看書很重要)
三、光的偏振
⑴光的偏振也證明了光是一種波,而且是橫波。各種電磁波中電場E的方向、磁場B的方向和電磁波的傳播方向之間,兩兩互相垂直。
⑵光波的感光作用和生理作用主要是由電場強度E引起的,因此將E的振動稱為光振動。
⑶自然光。太陽、電燈等普通光源直接發出的光,包含垂直於傳播方向上沿一切方向振動的光,而且沿各個方向振動的光波的強度都相同,這種光叫自然光。
⑷偏振光。自然光通過偏振片後,在垂直於傳播方向的平面上,只沿一個特定的方向振動,叫偏振光。自然光射到兩種介質的界面上,如果光的入射方向合適,使反射和折射光之間的夾角恰好是90°,這時,反射光和折射光就都是偏振光,且它們的偏振方向互相垂直。我們通常看到的絕大多數光都是偏振光。
【例4】有關偏振和偏振光的下列說法中正確的有( )
A.只有電磁波纔能發生偏振,機械波不能發生偏振
B.只有橫波能發生偏振,縱波不能發生偏振
C.自然界不存在偏振光,自然光只有通過偏振片纔能變為偏振光
D.除了從光源直接發出的光以外,我們通常看到的絕大部分光都是偏振光
解:機械能中的橫波能發生偏振。自然光不一定非要通過偏振片纔能變為偏振光。本題應選B、D。(完)
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