本试题 “下列说法中正确的是[ ]A、在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变宽B、调谐是电磁波发射过程中的一步骤C、两列水波发生干涉时...” 主要考查您对电磁波
双缝干涉
光的衍射
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电磁波:
概念 | 变化的电场和磁场并不局限于空间某个区域,而是由近及远向周围空间传播开去。电磁场这样由近及远地传播,就形成了电磁波 |
波的图像 | |
特点 | (1)横波,电场方向、磁场方向、传播方向相互垂直 (2)不需要介质,真空中传播速度最大,c=3.0× 108m/s (3)可以脱离“波源”独立存在 (4)同一电磁波在不同介质中传播时频率不变.波速、波长改变 (5)不同电磁波在同一介质中传播时波速与频率有关:频率越高波速越小 (6)电磁波具有波的共性,满足”:A/的关系。能发生反射、折射、干涉、衔射、偏振、多普勒效应等现象 |
电磁波谱 | 按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱,叫做电磁波谱 |
电磁波是个很大的家族,按波长由长到短包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,不同的电磁波有不同的特性和作用 |
电磁波和机械波的对比:
光的干涉:
1.定义:在两列光波的叠加区域,某些区域的光被加强,出现亮纹,某些区域的光被减弱,出现暗纹,且加强区域和减弱区域互相间隔的现象叫做光的干涉现象
2.发生干涉的条件:两列光的频率相同、相位差恒定和振动方向相同
能发生干涉的两列波称为相干波。如果两个光源发出的光能够发生干涉,这样的两个光源称为相十光源,相干光源可将同一束光分成两列光而获得
3.明暗条纹的条件:亮纹:
暗纹:
双缝干涉:
①中央为亮纹,两侧是明、暗相间的条纹,且亮纹与亮纹间、暗纹与暗纹问的距离相等。
②相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离,其中d为两缝问的距离,L为缝到屏的距离,λ为光的波长。此式表明,相同装置,波长越长,干涉条纹越宽。
③若用白光做实验,则中央亮纹为白色,两侧出现彩色条纹。彩色条纹显示了不同颜色光的于涉条纹间距是不同的
双孔干涉:
中央是一条直亮条纹,两侧是明暗相间的条纹,形状为焦点相同的双曲线,两焦点连线与双孔连线平行
光的衍射:
1.定义:当光照射到小孔或障碍物上时,光离开直线路径绕到孔或障碍物的阴影里去的现象,叫做光的衍射现象
2.明显衍射条件:障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多.甚至比光的波长还要小
3.形成原因:光的衍射是相干光波叠加的结果,当光源发出的光照射到小孔或障碍物上时,小孔处可以看成许多点光源,障碍物的边缘也可看成许多点光源(惠更斯原理)。这些点光源是相干光源,发出的光相干涉,在光屏上形成明暗相间的条纹
衍射图样及条纹特征:
单缝衍射 | 圆孔衍射 | 圆板衍射 |
①单缝衍射条纹的分布是不均匀的,中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同。用单色光照射单缝时,光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹,中央亮条纹最宽最亮。用白光照射单缝时,中间是白色亮条纹,两边是彩色条纹,其中最靠近中间的色光是紫光,最远离中间的色光是红光。 ②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。 ③缝变窄,通过的光能变少,而光能分布的范围变宽,所以亮纹的亮度降低 |
①衍射图样中,中央亮圆的亮度最大,外面是亮、暗相间的圆环,但外围亮环的亮度小,用不同的光照射时得到的图样也不一样,如果用单色光照射时,中间为亮圆,外面是亮度越来越暗的亮环。如果用白光照射时,中间亮圆为白色,周围是彩色圆环。 ②中央是大且亮度最大的圆形亮斑,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。 ③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。 ④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。 ⑤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。 ⑥圆孔越小,中央亮斑的直径越大,同时亮度越弱 |
①圆板阴影区的中央有个亮斑——泊松亮斑。 ②圆板阴影区的周围有明暗相问的圆形衍射条纹 ③亮环或暗环的间距随半径的增大而减小,即越向外条纹越窄 |
光的干涉和衍射的比较:
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