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  • 研究了PBS的偏振误差对单频激光干涉影响,通过对光源输入光偏振态和PBS入射角度调制,实现了PBS误差在线补偿,提升了干涉信号对比度,抑制了单频激光干涉非线性误差。研究表明,该方法可以有效补偿PBS...
  • 偏振镜对干涉式椭偏仪测量精度影响
  • 提出并实现了一种X切LiNbO3上行波电极偏振无关干涉开关。达到指标为:串音小于-14dB,偏振无关开关电压为19V,带宽达到6GHz以上。进一步减小定向耦合器部分中光波导间距分级步距,串音可达到-20dB以下。
  • 介绍了一种利用HCN激光器测量等离子体极向磁场诊断方法.设计建造了一台偏振干涉仪,获得了测量精度为0.3°法拉第旋转角.实验结果显示该系统可用于HL-1M托卡马克极向场测量.
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  • 【基础回顾】考点一 光的干涉现象的理解1、光的双缝干涉现象的理解 (1)光能够发生干涉的条件:两光的频率相同,振动步调相同. (2)双缝干涉形成的条纹是等间距的,两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比,...

    【基础回顾】 d93d3f279dfd628318121c563f54f37f.png考点一 光的干涉现象的理解 1、光的双缝干涉现象的理解  (1)光能够发生干涉的条件:两光的频率相同,振动步调相同.  (2)双缝干涉形成的条纹是等间距的,两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比,即56285b04dde9b216ce72939712cdbc6e.png (3)用白光照射双缝时,形成的干涉条纹的特点:中央为白条纹,两侧为彩色条纹. 2、薄膜干涉现象的理解  (1)如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形. 4b9854b5a30a88899a98f5944cb12be6.png (2)光照射到薄膜上时,在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射出来,形成两列频率相同的光波,并且叠加.  (3) 原理分析 ①单色光   在P1、P2处,两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍.  Δr=nλ(n=1,2,3…),薄膜上出现明条纹.   在Q处,两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍.Δr=(2n+1)c54cd6ef005cfc8ff7c7faecdb351ac0.png(n=0,1,2,3…),薄膜上出现暗条纹. ②白光:薄膜上出现水平彩色条纹.  (4)薄膜干涉的应用   干涉法检查平面如图所示,两板之间形成一楔形空气膜,用单色光从上向下照射,如果被检平面是平整光滑的,我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹;若被检平面不平整,则干涉条纹发生弯曲. 93640cdec7904f3a0b98b7a15a898129.png考点二 光的衍射现象的理解 1.衍射与干涉的比较 5abe6f83efc2f4d79f7f8efa92d27ac6.png特别提醒:    1.白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹,但光学本质不同.   2. 区分干涉和衍射,关键是理解其本质,实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分. 2.干涉与衍射的本质:光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果,从本质上讲,衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理.在衍射现象中,可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波,它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹. 考点三 光的偏振现象的理解 1. 偏振光的产生方式  (1)自然光通过起偏器:通过两个共轴的偏振片观察自然光,第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光,叫起偏器.第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光,叫检偏器.  (2)自然光射到两种介质的交界面上,如果光入射的方向合适,使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时,反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向相互垂直. 特别提醒:   不能认为偏振片就是刻有狭缝的薄片,偏振片并非刻有狭缝,而是具有一种特征,即存在一个偏振方向,只让平行于该方向振动的光通过,其他振动方向的光被吸收了. 2. 偏振光的理论意义及应用  (1)理论意义:光的干涉和衍射现象充分说明了光是波,但不能确定光波是横波还是纵波.光的偏振现象说明了光波是横波.  (2)应用:照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等. 【技能方法】 1、两束振动情况相同的光源产生的光相互叠加时:  (1)出现明条纹的条件是屏上某点P到两个相干光源S1和S2的路程差等于波长的整数倍或半波长的偶数倍,即   6c484f76a4ec219edaa2efb8f14119cc.png(k=0,1,2,3…)   当k=0时,即PS1=PS2,此时P点处的明条纹叫做中央亮条纹.  (2)出现暗条纹的条件是屏上某点P到两个相干光源S1和S2的路程差等于半波长的奇数倍,即cded1e8827a6ec9487b3a5db5626246d.png (k=0,1,2,3…) 2、光的干涉和衍射比较 00020175ba73d723ee1af1985c42b510.png3、自然光和偏振光的比较 9a0fc4ec5f639f2dd3631d5af0dac264.png【基础达标】 1.(多选)如图,P是一个偏振片,P的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向。下列四种入射光束中哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光:(  ) b5da9b834a8381727ba7bdeb23db04b6.png A.太阳光  B.沿竖直方向振动的光  C.沿水平方向振动的光  D.沿与竖直方向成45º角振动的光 答案】ABD 【解析】   太阳光有各个方向的透振方向,所以能通过偏振片观察到光,A项正确;沿竖直方向振动的光与偏振片的透振方向一致能通过偏振片,所以B项正确;沿水平方向振动的光与透振方向垂直,通过偏振片观察不到光,所以C项错误;只有透振方向与光的振动方向垂直时才观察不到透振光,沿与竖直方向成45º角振动的光能通过偏振片观察到光,所以D项正确。 2.在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹,通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹,这两种现象:(  )  A.前者是光的衍射现象,后者是光的干涉现象  B.前者是光的干涉现象,后者是光的衍射现象  C.都是光的干涉现象  D.都是光的衍射现象 【答案】B 【解析】   在两块捏紧的玻璃板之间会形成空气薄膜,光线通过玻璃时在空气薄膜前后面反射回来的光线干涉后形成干涉图样,所以A、D项错误;通过狭缝观察发光的白炽灯,光线通过狭缝形成单缝衍射图样,所以B项正确;C项错误。 3.(多选)如图所示,a、b、c、d四个图是不同的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是:(  ) b1eb214da915ffceea031d4563b96007.png A.a、b是光的双缝干涉图样,c、d是光的单缝衍射图样  B.a、b是光的单缝衍射图样,c、d是光的双缝干涉图样  C.ab实验装置一样时,形成a图样光的波长比形成b图样光的波长长  D.cd实验装置一样时,形成c图样光的波长比形成d图样光的波长长 【答案】AC 【解析】   干涉图样的条纹等间距,故a、b是光的双缝干涉图样;单缝衍射图样的中间条纹的宽度比较大,所以c、d是光的单缝衍射图样.故A正确,B错误;无论是干涉还是衍射,形成的条纹间距大的波长长,故C正确D错误.故选AC. 4.先后用两种不同的单色光,在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验,在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同,其中间距较大的那种单色光,比另一种单色光:(  )  A.在真空中的波长较短  B.在玻璃中传播的速度较大  C.在玻璃中传播时,玻璃对其折射率较大  D.其在空气中传播速度大 【答案】B 【解析】   根据双缝干涉中相邻两条亮条纹间距公式992842934406f2cd6ef1ad9779db0821.png ,用同双缝干涉装置做实验条纹间距大的说明波长大,所以A项错误;波长越大折射率越小,所以C项错误;在介质中的速度根据公式700009751a0ffd784269137e8fe4fd4b.png,折射率越小在介质中传播的速度越大,所以B项正确;在空气中不同的单色光的速度与在真空中速度相同都等于光速,所以D项错误。 5.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射��尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz,那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少? 【答案】因此膜的厚度至少是1.2×10-7。 【解析】   为了减少进入眼睛的紫外线,应该使入射光分别从该膜的前后两个表面反射形成的光叠加后加强,因此光程差应该是波长的整数倍,因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2。紫外线在真空中的波长是λ=c/f=3.7×10-7m,在膜中的波长是1e91dc818fe7d91b3594d8e61390fd00.png ,因此膜的厚度至少是1.2×10-7 。 【能力提升】 1.在单缝衍射实验中,下列说法中正确的是:(  )  A.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变窄  B.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽  C.使单缝宽度变小,衍射条纹的亮度降低、间距变窄  D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变窄 【答案】B 【解析】   波长较长的光,单缝宽度越小,单缝到屏的距离越大,衍射现象越明显。B正确。 2.由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上,不会产生干涉现象。这是因为:(  )  A.两个光源的光速不同  B.两个光源发出光的强度不同  C.两个光源发出光的频率不同  D.这两个光源是彼此独立的,不是相干光源 【答案】D 【解析】   两束光源是相干光源才产生干涉现象。 3.(多选)如下左图所示,水下光源S向水面A点发射一束复色光线,折射光线分成a、b两束,则下列说法正确的是:(  ) 6e9139304231034265be35646fc559d4.png A.在水中a光的速度比b光的速度大  B.通过同一个单缝发生衍射时,b光中央条纹比a光中央条纹宽  C.若a、b两种单色光由水中射向空气时,a光的临界角较小  D.用同一双缝干涉实验装置做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 【答案】AD 【解析】   光线从水中射向空气入射角相等,折射角γa<γb,可以得出折射率nb>ba ,根据在介质中的速度700009751a0ffd784269137e8fe4fd4b.png,va>vb,所以A项正确;通过折射率的大小可以判断出波长的关系λb<λa,通过同一个单缝发生衍射时,a光的中央条纹宽,所以B项错误;根据全反射临界角公式484bbc94dfc04fb867f28b647dd90132.png,可知b光的临界角比较小,所以C项错误;双缝干涉条纹间距公式992842934406f2cd6ef1ad9779db0821.png,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距,所以D项正确。 4.(多选)在双缝干涉实验中,双缝到光屏上的P点的距离之差△X=0.6μm,若分别用频率为f1=5.0×1014HZ和f2=7.5×1014HZ的单色光垂直照射双缝,则P点出现明、暗条纹的情况是:(  )  A.用频率f1单色光照射时,出现明条纹  B.用频率f2的单色光照射时,出现暗条纹  C.用频率f2的单色光照射时,出现明条纹  D.用频率f1单色光照射时,出现暗条纹 【答案】AB 【解析】   频率为f1对应的波长为58d9503a82049754c3847b26b9dcce50.png,频率为f2对应的波长为49728df794143bb0cf3c24eef0e23c9d.png563b0da5ac53b7d54879b4958d10d762.png,可见用频率 的单色光照射时,双缝到光屏的距离之差是半波长的偶数倍,即波长的整数倍,会出现明条纹,所以A项正确;D项错误;250be3f9d7b4f21df8ab13b41c1cd641.png可见用频率为f2的单色光照射时,双缝到光屏上P点的距离之差是半波长的奇数倍,会出现暗条纹,所以B项正确;C项错误。 5.在双缝干涉实验中,屏上一点P到双缝的距离之差为1.5×10-7m,若用频率为5.0×1014Hz的单色光照射双缝,该点处于亮条纹还是暗条纹?从屏中心算起这是第几条什么条纹? 【答案】暗,第3条暗条纹 【解析】   λ=c/v=6.0×10-7,1.5μm=1.5×10-6m=2.5λ;光程差为半波长的奇数倍,P点处于暗条纹,令2.5λ=(2k-1)λ/2,k=3,这是第3条暗条纹。 【终极闯关】 1. 【2015•全国新课标Ⅱ•34(1)】(多选)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线,则______(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分) 8c3fc2793bce7b692c2638f20d17808e.png A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度  B.在真空中,a光的波长小于b光的波长  C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率  D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失  E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 【答案】ABD 【解析】   由图可知:玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率,故C错误;在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度,故A正确;a光的频率大于b光的频率,在真空中,a光的波长小于b光的波长,故B正确;若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,因为a光的折射率大,则折射光线a首先消失,故D正确;a光的波长小于b光的波长,分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距,故E错误。 2.【2014•全国大纲卷】在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为589nm的光,在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm,则双缝的间距为:(  )  A.2.06×10-7 B.2.06×10-4 C.1.68×10-4 D.1.68×10-3【答案】 C 【解析】 试题分析:   根据双缝干涉实验中相邻两明纹中心间距公式有:5a10843bef5f18f268f33c0d55023ac1.png,解得:afc7be72eea21b5ed79bfb8afdaf9a66.png,故选项C正确。 3.【2014•浙江卷】(多选)关于下列光学现象,说法正确的是:(  )  A.水中蓝光的传播速度比红光快  B.光从空气向射入玻璃时可能发生全反射  C.在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深  D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽 【答案】CD 【解析】 【试题分析】   蓝光的频率大于红光的频率,故水对蓝光的折射率较大,再根据700009751a0ffd784269137e8fe4fd4b.png可得水中蓝光的传播速度比红光慢,所以A错误;光从空气向射入玻璃时,是从光梳进入光密介质不可能发生全反射,所以B错误;根据光的折射定律可知,在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深,所以C正确;根据56285b04dde9b216ce72939712cdbc6e.png知,同一装置,波长越长条纹间距越宽,故D正确。 4.(2013•大纲版卷)下列现象中,属于光的衍射现象的是:(  )  A.雨后天空出现彩虹  B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹  C.海市蜃楼现象  D.日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹 【答案】 B 【解析】   雨后天空出现彩虹是由于光的折射,属于色散现象;通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射现象。海市蜃楼现象是光的全反射现象。日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹是光的干涉现象。 5. (2013•上海卷)白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,其原因是不同色光的:(  )  A.传播速度不同   B.强度不同  C.振动方向不同   D.频率不同 【答案】 D 【解析】   双缝干涉的条纹间距0dfec05e4ba0250a3e51c4022d05ac7a.png,l为双缝到屏的距离,λ为入射光的波长,d是双缝的间距。白光通过双缝后对7种单色光来讲,只有λ有是不同的,所以条纹间距不同,导致7种单色光的亮条纹暗条纹交替出现形成彩色条纹,各种色光传播的速度都一样3×108m/s,c=λf,波长不同即频率不同, D正确.

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空空如也

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偏振光的干涉