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。