1、素养培优课(四)干涉图样的特点和衍射的分辨本领培优目标1掌握干涉图样的特点和产生的原理,并会分析解决相关问题2理解衍射对分辨本领的影响、衍射光栅的应用 考点1干涉图样的特点和产生的原理1从屏上判断亮暗条纹的条件(1)判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹,要看该点到两个光源(双缝)的路程差(光程差)与波长的比值(2)路程差等于波长整数倍处出现亮条纹,等于半波长奇数倍处出现暗条纹2从时间的关系上,屏上某处出现亮暗条纹的条件:(1)亮条纹:tnT(n0,1,2,3,)(2)暗条纹:t(2n1)(n0,1,2,3,)式中t表示两列光波到同一点的时间差,T为光波的周期【典例1】如图所示是双缝干涉实验装置,使用
2、波长为600 nm的橙色光源照射单缝S,在光屏中央P处观察到亮条纹,在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹(即P1到S1、S2的路程差为一个波长),现换用波长为400 nm的紫光源照射单缝,则()AP和P1仍为亮条纹BP为亮条纹,P1为暗条纹CP为暗条纹,P1为亮条纹DP、P1均为暗条纹B从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成两束相干光,由题意知屏中央P点到S1、S2距离相等,即分别由S1、S2射出的光到P点的路程差为零,因此中央是亮条纹,无论入射光是什么颜色的光、波长多大,P点都是中央亮条纹而分别由S1、S2射出的光到P1点的路程差刚好是橙色光的一个波长,即|P1S1P1S2|600 nm橙
3、当换用波长为400 nm的紫光时,|P1S1P1S2|600 nm紫,则两列光波到达P1点时振动情况完全相反,即分别由S1、S2射出的光到达P1点时相互削弱,因此,在P1点出现暗条纹综上所述,选项B正确跟进训练1(2018北京高考)用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹,在光源与单缝之间加上红色滤光片后()A干涉条纹消失B彩色条纹中的红色条纹消失C中央条纹变成暗条纹D中央条纹变成红色D当用白光做干涉实验时, 频率相同的色光,相互叠加干涉,在光屏上形成彩色条纹,中央形成白色的亮条纹;当在光源与单缝之间加上红色滤光片后,只有红光能通过单缝,然后通过双缝后相互叠加干涉,在光屏上形成红色干涉条纹,光屏中
4、央为加强点,所以中央条纹变成红色亮条纹,故D正确,A、B、C错误 考点2衍射对分辨本领的影响及衍射光栅的应用1分辨本领和放大率(1)光学仪器的透镜就相当于小圆孔,透镜直径越小,产生的衍射现象越明显,分辨本领就越低(2)光学仪器不能通过增大仪器的放大率来提高它的分辨本领增大放大率,虽然放大了像点之间的距离,但每个像的衍射斑也被放大了原来不能分辨的物体,放的再大,仍然不能被我们的眼睛或照相底片所分辨2光栅(1)光通过光栅后,在接收屏上得到的光栅衍射图样是单缝衍射和多缝干涉的共同结果(2)多缝干涉使得光栅衍射的亮条纹的亮度比单缝衍射时的更窄、亮度更亮(3)复色光经光栅衍射后会彼此分开,被分解形成彩色
5、条纹光栅作为分光器件,常被用于单色仪和光谱仪中【典例2】(多选)关于光栅及其衍射图样,下列说法正确的是()A衍射光栅分为透射光栅和反射光栅B衍射光栅常被作为分光器件使用C衍射光栅形成的衍射图样比单缝衍射形成的图样更清晰D衍射光栅形成的衍射图样与光的干涉无关ABC衍射光栅分为透射光栅和反射光栅,选项A正确;白光通过光栅后能被分解并形成彩色条纹,因此衍射光栅常被作为分光器件使用,选项B正确;衍射光栅形成的衍射图样比单缝衍射形成的图样更窄、更亮、更清晰,选项C正确;光栅衍射图样是单缝衍射和多缝干涉的共同结果,选项D错误跟进训练2关于光的分辨本领,下列说法正确的是()A显微镜的透镜直径越小,分辨本领越强B显微镜的透镜直径越大,分辨本领越强C显微镜的放大倍率越小,分辨本领越强D显微镜的放大倍率越大,分辨本领越强B显微镜的透镜直径越大,分辨本领越强,显微镜的分辨本领与它的放大率无关,选项B正确