一、光的干涉、衍射和偏振
1.光的干涉
(1)图示:
(2)定义:在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现亮条纹,某些区域相互减弱,出现暗条纹,且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。
(3)条件:两束光的频率相同、相位差恒定。
(4)双缝干涉图样特点:单色光照射时,形成明暗相间的等间距的干涉条纹;白光照射时,中央为白色亮条纹,其余为彩色条纹。
(5)条纹间距:Δx=λ,其中l是双缝到光屏的距离,d是双缝间的距离,λ是入射光波的波长。
2.光的衍射
(1)发生明显衍射的条件:只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多,甚至比光的波长还小的时候,衍射现象才会明显。
(2)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较
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单缝衍射
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圆孔衍射
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单色光
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中央为亮且宽的条纹,两侧为明暗相间的条纹,且越靠近两侧,亮条纹的亮度减弱,宽度越小(如图甲所示)
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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,宽度减小(如图乙所示)
②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小
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白光
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中央为亮且宽的白色条纹,两侧为亮度逐渐变暗宽度逐渐变窄的彩色条纹,其中最靠近中央的色光是紫光、离中央最远的是红光
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中央是大且亮的白色亮斑,周围是不等间距的彩色的同心圆环
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甲 乙 丙
(3)泊松亮斑(圆盘衍射)
当光照射到不透明的半径很小的小圆盘上时,在圆盘的阴影中心出现亮斑,在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。(如图丙所示)
3.光的偏振
(1)自然光:包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
(2)偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,只沿着某个特定的方向振动的光。
(3)光的偏振现象说明光是一种横波。