2、糖的分类:
1、糖的概念:
(一)本课预习题:
1、下列哪些现象属于干涉现象:
A、雨后美丽的彩虹;
B、对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹;
C、阳光下肥皂膜上的彩色条纹;
D、光通过三棱镜产生的彩色条纹。
2、如图所示,用干涉法检查某厚玻璃板的上表面是否平整的装置,所用单色光是用普通光源加滤光片产生的,检查中所观察到的条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的?
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B、a的上表面和b的上表面;
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D、a的下表面和b的下表面。
3、从两支手电筒射出的光,当它们照射到同一点时看不到干涉花纹,是因为:
A、手电筒射出的光不是单色光;
B、干涉图样太细小,看不清楚;
C、周围环境的漫反射光太强;
D、两个光源是非相干光源。
4、对增透膜的叙述不正确的有:
A、摄影机的镜头上涂一层增透膜后,可提高成像质量;
B、增透膜是为了增加光的透射,减小光的反射;
C、增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的1/4 ;
D、增透膜的厚度应为入射光在空气中波长的1/4 。
5、如图所示,用单色光做双缝干涉实验,P处为第二亮纹,改用频率较高的单色光重做实验(其它不变)时,则第二亮纹的位置:
A、仍在P处; B、在P点上方; C、在P点下方;
D、要将屏向双缝方向移近一些才能看到亮纹。
(五)、电磁波谱
1、麦克斯韦提出光是一种电磁波。
2、电磁波按波长由大到小的排列顺序为(部分有重叠):无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线。
3、频率不同的电磁波表现出不同的作用;红外线主要作用是热作用,紫外线主要作用是化学作用,x射线穿透本领很大,γ射线穿透本领更大。
4、频率不同的电磁波产生的机理不同:无线电波是振荡电路中自由电子的周期性振动产生的;红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受激发产生的;x射线是原子的内层电子受激发产生的;γ射线是原子核受激发产生的。
(四)、光的衍射
1、光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象叫光的衍射。
2、产生明显衍射现象的条件;障碍物或孔的尺寸比波长小或者相差不多。
3、用单色光进行单缝衍射时,屏上出现明暗相间的条纹,但中间的亮条纹宽且亮,用白光做实验,屏上出现中间宽且亮的白色条纹,两侧是窄且暗的彩色条纹。
4、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)。
(三)、薄膜干涉:
利用薄膜前后表面的反射光得到相干光波。
1、肥皂液薄膜干涉实验
(1)实验做法:肥皂薄膜必须竖直立放,并把液膜当成镜面从前面看火焰的反射后的虚像。
(2)由学生两人一组做实验,注意观察火焰反射虚像中近似水平的明暗相间的条纹。
(3)分析明暗相间条纹的来源。
……虚线代表前表面反射
--实线代表后表面反射
竖直放置的肥皂液薄膜由于重力作用而形成楔形薄膜。
图中所画的波都是反射波,是从楔形薄膜前表面和后表面分别反射的两列波叠加,这两列波是同一光源发出的,所以是相干波,由于同一水平线上的薄膜厚度近似相同,所以干涉后能产生水平的明暗条纹。
若用白光照射,则在薄膜某一厚度的地方某一波长的光反射后增强,而另一些波长的光反射后弱,这样薄膜的像上就出现彩色条纹。在水面的油膜上常常看到彩色花纹就是由于油膜的各部分的厚度不均匀,从油膜的上表面和下表面分别反射的光发生干涉而形 成的。
2、薄膜干涉技术的应用。
(1)干涉法检查工件表面:
用干涉法检查平面的平整程度,精度可达10-6cm;
(2)镜片增透膜:
透镜和棱镜表面镀增透膜(MgF2),其厚度是入射光在薄膜中波长的1/4。
(二)、光的干涉
1、产生稳定干涉的条件:①两个光源发出的光频率相同,②两个光源发出的光在空间叠加。
2、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相同的相干光波。屏上某点到双缝的路程差是波长整数倍处出现亮纹,是半波长的奇数倍处出现暗纹,条纹间距与单色光波长成正比。
杨氏实验:
(1)、实验装置:用单色光源;双孔屏上的两个小孔离的很近,到前一小孔的距离相等,所以两小孔处光振动不但频率相等,而且总是同相的。
(2)实验结果:在屏上出现明暗相间的干涉条纹。若用白光做该实验则屏上出现彩色的干涉条纹。
双缝干涉实验:与前面杨氏实验原理相同,只是将双孔改为平行的双缝,双缝距离很近,大约0.1毫米左右。在单孔处是一线光源(可以通过光源照射滤光玻璃后经狭缝产生),使双缝与光源平行,即可在屏上得到比
小孔实验更明亮的干涉条纹。
分析双缝干涉示意图
根据实验得:
(1)当屏上某点到双缝S1S2的路程差是光波波长的整数倍时,在这些地方出现亮纹
(2)当屏上某点到双缝S1S2的路程差是光波半波长的奇数倍时,在这些地方出暗纹
(3)干涉条纹是等间距的;
(4)同样条件的双缝实验,用红光和紫光得到的相邻暗条纹间的宽度不等。下面我们通过计算来分析其原因:
O是S1S2的中垂线与屏的交点
d是S1S2距离
l是缝与屏的距离
x是P点到O点的距离
r1r2是屏上某点P到S1S2的距离
条件:l≥d,且l≥x
设SS到P点的路程差为﹠,
则﹠=r2-r1 从图上可以看出:
r22=l2+(x+d/2)2………………①
r12=l2+(x-d/2)2………………②
①-②得: ﹠=dx/l
当﹠等于光波波长的整数倍时,两列波在P点同相,出现明条纹.
k·λ=d/l·x k=0、1、2、…
x=k·l/d·λ
当﹠等于半波长的奇数倍时,两列波在P点反相,出现暗条纹.
(2K+1) ·λ/2=d/l·x k=0、1、2……
x=(2k+1) ·l/d·λ/2
则相邻明暗相间条纹间的距离是 △X=l/d·λ
a、同一实验中,任意两个相邻的亮纹间的距离是相等的
b、△X与l、d、λ三因素有关,当l、d相同条件下,△X与λ成正比,所以红光和紫光分别做实验得到的条纹间隔是不同的,经光波长比紫光波长长,因而红光干涉条纹比紫光宽。
c、波长与频率乘积等于波速而光在真空中的波速是相同的。故不同波长的色光它们的频率不同。P203各种色光的波长和频率表。
(一)、历史上光的波动学说和光的粒子学说:
1、17世纪同时出现了两种学说---牛顿的微粒说和惠更斯的波动说;
2、两种学说对光的现象的解释各有成功和不足之处;
3、19世纪从实验中观察到了光的干涉、衍射现象,证明了光具有波动性;
4、19世纪末发现了光电效应,证明了光具有粒子性。所以光既具有波动性又具有粒子性。
3、光的衍射;
2、光的干涉;
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