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第四讲 波动光学
【知识框架】
【重难点知识回顾】
一、光的色散
1.光的色散：白光通过三棱镜后，在光屏上会形成一条彩色光带，这种现象叫做光的色散
2.光的色散现象说明
（1）白光是复色光，它由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等几种颜色的光组成
（2）同一种介质对不同颜色的光的折射率n 不同，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大
①由n =
𝑐
𝑣可知，在同一种介质中，红光的传播速度最大，紫光最小
②由sin =
1
𝑛可知，在同一种介质中，红光发生全反射的临界角最大，紫光的最小
二、光的干涉
1.光的干涉现象：两列光波相叠加，某些区域的光被加强，某些区域的光被减弱，并且光被加强和减弱的区域
相互间隔的现象称为光的干涉现象
2.光产生干涉现象的条件：两列光频率相同，相位差恒定
3. 杨氏双缝干涉实验
单色光通过双缝后，在光屏上出现明暗相间的等间距条纹，条纹间距与相关光的波长有关。若双缝间距为d，
双缝到光屏的距离为𝑙 ，相干光的波长为λ，则干涉图样中相邻两条明（或暗）条纹的间距∆x =
𝑙
𝑑λ，所以λ
=
𝑑
𝑙∆x。只要测出d、𝑙、∆x即可测出光的波长。
4.干涉图样：
红光 紫光 白光
2
三、光的衍射
1.光的衍射现象：当光照射到小孔或障碍物时，光离开直线传播路径而绕到孔或障碍物后面阴影里的现象
2.发生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比光的波长小，或者与光的波长相差不多
3.衍射图样
（1）单缝衍射
①单色光：明暗相间的不等距条纹，中间亮纹最宽最亮，两侧条纹具有对称性
②白光：中央为宽且亮的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹，最靠近中央的是紫光，远离中央的是红光
（2）圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，圆环远远超过孔的直线照明的面积。
4.干涉与衍射的比较
光的干涉现象
光的衍射现象
产生原因
每一个小孔（缝）也能发生衍射，衍射
现象中各子光源也能发生干涉
小孔（缝）处的光源可以看成无数个子波
源，它们在空间也会叠加，振动加强的点产
生明条纹，振动减弱的点产生暗条纹
产生条件
频率相同的两列相干光相遇叠加
小孔（缝）足够小
条纹宽度
条纹间的距离相等
中央亮条纹最宽，两侧的亮条纹逐渐变窄
光强分布
中央明条纹往两侧光强变化很小
光强分布主要集中在中央亮纹，两侧亮纹逐
渐变暗
条纹与波长
变化关系
条纹间距与波长成正比
条纹随缝宽而变化，缝越窄衍射现象越明显
四、光的偏振
1.偏振现象：如图所示，机械波是横波时，当质点的振动方向与狭缝平行时，机械波能透过狭缝传播（如甲
图），反之则不能传播（如乙图）；对纵波而言，不管什么情况，纵波总能通过狭缝而传播。如图丙所示
2.自然光：若光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强
度都相同，这种光叫自然光
3.偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定方向振动的光叫偏振光
