物理 · 高中 · 约 6 分钟

机械波与光的波动性:v=λf 铁律、红长紫短口诀

波速公式 v = λf 里「波速由介质决定、频率由波源决定」这条铁律是所有波的计算基石;干涉与衍射的条件、双缝干涉条纹间距公式、红光紫光的种种比较,是光的波动性题目的双核心。

机械波基础

要点内容
分类横波:振动方向与传播方向垂直(绳波、光波);纵波:平行(声波)
核心公式v = λf = λ/T
决定关系波速由介质决定,频率由波源决定;进入新介质 f 不变,v 与 λ 变
传播本质波传递的是振动形式和能量,介质质点不随波迁移,只在附近往复振动
多普勒效应波源与观察者靠近时接收频率升高,远离时降低(火车驶来鸣笛变尖)

干涉与衍射

现象发生条件表现
干涉两列波频率相同、相位差恒定形成稳定的加强区与减弱区(相间分布)
明显衍射缝、孔或障碍物的尺寸与波长差不多,或者更小波绕过障碍物继续传播
双缝干涉单色光通过双缝等间距的明暗相间条纹,Δx = Lλ/d
薄膜干涉膜前后两面反射光叠加肥皂泡彩色条纹、镜头增透膜
单缝衍射单色光通过窄缝中央亮纹宽而亮,两侧条纹变窄变暗

光的波动性证据与电磁波谱

  • 双缝干涉(杨氏实验):证明光是一种波
  • 偏振现象:证明光是横波(纵波无偏振)
  • 电磁波谱按波长从长到短:无线电波 → 红外线 → 可见光 → 紫外线 → X 射线 → γ 射线
  • 波长越长越容易发生明显衍射;无线电波绕过山头靠的就是衍射
  • 双缝干涉条纹间距 Δx = Lλ/d:L 是缝到屏的距离,d 是双缝间距

辨析:红光和紫光到底谁强谁弱

记口诀「红长紫短」:频率红光小于紫光,波长红光大于紫光;同种介质折射率红光小于紫光,所以过三棱镜紫光偏折更厉害;双缝干涉中红光条纹间距更大(Δx 与 λ 成正比,红疏紫密)。判断口诀:红长紫短、红疏紫密、红偏小紫偏大。考题来回换问法,答案都从这组关系推。

推荐工具

免费在线使用,图片不上传服务器

内容区广告位 · 响应式