備戰(zhàn)2019年高考物理 考點(diǎn)一遍過 考點(diǎn)69 光的干涉、衍射和偏振(含解析)
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1、光的干涉、衍射和偏振 一、光的干涉 1.穩(wěn)定干涉的相干條件:相干光源(頻率相同、相位相同)發(fā)出的兩列光波發(fā)生干涉。 2.雙縫干涉:由同一光源發(fā)出的光經(jīng)雙縫后,在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋。白光的雙縫干涉條紋是中央為白色條紋,兩邊為彩色條紋,單色光的雙縫干涉中相鄰亮條紋間的距離為。 3.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后兩面反射的光相遇而形成的。干涉圖樣中同一條亮(或暗)條紋上所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度相同。 (1)如圖所示,豎直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時(shí),在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射出來,形成兩列頻率相同的光波,并且疊加。 (2)薄膜
2、干涉的應(yīng)用:干涉法檢查平面。如圖所示,兩板之間形成一楔形空氣膜,用單色光從上向下照射,如果被檢平面是平整光滑的,會(huì)觀察到平行且等間距的明暗相間條紋;若被檢平面不平整,則干涉條紋發(fā)生彎曲。 二、光的衍射 1.發(fā)生明顯衍射的條件:障礙物的尺寸或狹縫的寬度跟光的波長相差不多,甚至比光的波長還小的時(shí)候,衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯。 2.衍射圖樣 (1)單縫衍射 ①單色光:明暗相間的不等距條紋,中央亮紋最寬最亮,兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性。 ②白光:中間為寬且亮的白色條紋,兩側(cè)是窄且暗的彩色條紋(紫光靠近中央,紅光遠(yuǎn)離中央)。 (2)圓孔衍射:明暗相間的不等距圓環(huán),圓環(huán)面積遠(yuǎn)超過孔的直線照明的面積。
3、(3)圓盤衍射:明暗相間的不等距圓環(huán),中心有一亮斑稱為泊松亮斑。 三、光的偏振 1.自然光:太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光,包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光,而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同,這種光叫做自然光。 2.偏振光:在垂直于傳播方向的平面上,只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)的光,叫做偏振光。光的偏振證明光是橫波。自然光通過偏振片后,就得到了偏振光。 3.不能認(rèn)為偏振片就是刻有狹縫的薄片,偏振片并非刻有狹縫,而是具有一種特征,即存在一個(gè)偏振方向,只讓平行于該方向振動(dòng)的光通過,其他振動(dòng)方向的光被吸收了。 4.應(yīng)用:照相機(jī)鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等。 薄膜干涉條紋
4、產(chǎn)生的原因是 A.薄膜內(nèi)的反射光線和折射光線相互疊加 B.同一束光線經(jīng)薄膜前后兩表面反射后相互疊加 C.入射光線和從薄膜反射回來的光線疊加 D.明條紋是波峰和波峰疊加而成,暗條紋是波谷與波谷疊加而成 【參考答案】B 【詳細(xì)解析】薄膜干涉條紋是光線經(jīng)過薄膜上表面和下表面反射后相互疊加產(chǎn)生的,AC錯(cuò)誤,B正確;明條紋是波峰與波峰或波谷與波谷疊加產(chǎn)生的,暗條紋是波峰與波谷疊加產(chǎn)生的,D錯(cuò)誤。 【知識(shí)拓展】與雙縫干涉的原理類似,當(dāng)薄膜厚度的2倍,即光程差為光的半波長的偶數(shù)倍時(shí),干涉加強(qiáng),顯示亮條紋;當(dāng)薄膜厚度的2倍為光的半波長的奇數(shù)倍時(shí),干涉削弱,顯示暗條紋。 1.(2018·北京
5、市東城區(qū)北京55中高二期中)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,雙縫間的距離為,雙縫到像屏的距離為,調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置使像屏上可以見到清晰的干涉條紋。關(guān)于干涉條紋的情況,下列敘述正確的是 A.若將像屏向左平移一小段距離,屏上的干涉條紋間距將變小 B.若將像屏向右平移一小段距離,屏上的干涉條紋間距將變小 C.若將雙縫間的距離減小,像屏上的兩個(gè)相鄰明條紋間的距離變小 D.若將雙縫間的距離減小,像屏上的兩個(gè)相鄰暗條紋間的距離不變 【答案】A 【解析】由于干涉條紋的間距,若將像屏向左平移一小段距離,L減小,屏上的干涉條紋間距將變小,A正確;若將像屏向右平移一小段距離,L增大,屏上的干涉條紋間距將變大,
6、B錯(cuò)誤;所以若將雙縫間距離減小,d減小,像屏上的兩個(gè)相鄰明條紋間的距離會(huì)變大,故CD錯(cuò)誤。 2.在研究材料A的熱膨脹特性時(shí),可采用如圖所示的干涉實(shí)驗(yàn)法,A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一個(gè)透明的平行板B,B與A上表面平行,在它們中間形成一個(gè)厚度均勻的空氣膜,現(xiàn)在用波長為λ的單色光垂直照射,同時(shí)對(duì)A緩慢加熱,在B上方觀察到B板的亮度發(fā)生周期性變化,當(dāng)溫度為t1時(shí)最亮,然后亮度逐漸減弱至最暗;當(dāng)溫度升到t2時(shí),亮度再一次回到最亮,則 A.出現(xiàn)最亮?xí)r,B上表面反射光與A上表面反射光疊加后加強(qiáng) B.出現(xiàn)最亮?xí)r,B下表面反射光與A上表面反射光疊加后相抵消 C.溫度從t1升至t2過程中,A
7、的高度增加 D.溫度從t1升至t2過程中,A的高度增加 【答案】D 【解析】當(dāng)A、B間的空氣膜厚度為單色光波長的整數(shù)倍時(shí),出現(xiàn)最亮,B下表面反射光與A上表面反射光疊加后加強(qiáng),AB錯(cuò)誤;當(dāng)溫度為t1時(shí)最亮,設(shè)此時(shí)A、B間空氣膜的厚度為d,則2d=kλ(k為正整數(shù)),當(dāng)溫度升到t2時(shí),再一次最亮,則2(d–h)=(k–1)λ,聯(lián)立可得h=,C錯(cuò)誤,D正確。 (2018·北京市房山區(qū)高二終結(jié)性檢測)下列四種現(xiàn)象不屬于光的衍射現(xiàn)象的是 A.太陽光照射下,架在空中的電線在地面上不會(huì)留下影子 B.不透光的圓片后面的陰影中心出現(xiàn)一個(gè)泊松亮斑 C.用點(diǎn)光源照射小圓孔,后面屏上會(huì)出現(xiàn)明暗
8、相間的圓環(huán) D.通過游標(biāo)卡尺兩卡腳間的狹縫觀察發(fā)光的日光燈管,會(huì)看到平行的彩色條紋 【參考答案】A 【詳細(xì)解析】A屬于光沿直線傳播,A符合題意;光線通過小圓盤,則會(huì)在屏上出現(xiàn)中心有亮斑,說明光線也偏離原來的直線方向傳播,所以屬于光的衍射,故B不符合題意;用點(diǎn)光源照射小圓孔,后面屏上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán),這是光的衍射,故C不符合題意;對(duì)于通過狹縫觀察發(fā)光的白熾燈也會(huì)看到彩色條紋,是因?yàn)楫?dāng)縫的寬度小于波的波長時(shí),能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,D不符合題意。 1.(2018·四川省遂寧中學(xué)外國語實(shí)驗(yàn)學(xué)校高二學(xué)段考試)如圖所示的4種明暗相間的條紋,是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉
9、圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮紋)。則在下面的四個(gè)圖中從左往右排列,那個(gè)圖是黃光形成的條紋 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋,所有條紋寬度相同且等間距,故AC是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣;單縫衍射條紋是中間明亮且寬大,越向兩側(cè)寬度越小越暗,而波長越大,中央亮條紋越粗,故BD是衍射圖樣,紫光波長較短,則中央亮條紋較細(xì),故B是紫光的衍射條紋,D是黃光的衍射條紋。故選D。 2.抽制細(xì)絲時(shí)可用激光監(jiān)控其粗細(xì),如圖所示,激光束越過細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板上的一條同樣寬度的窄
10、縫規(guī)律相同,則以下說法正確的是 A.這是利用光的干涉現(xiàn)象 B.這是利用光的衍射現(xiàn)象 C.如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲粗了 D.如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲細(xì)了 【答案】BD 【解析】激光束通過細(xì)絲時(shí),產(chǎn)生的條紋與單縫衍射的規(guī)律相同,是一種光的衍射現(xiàn)象,A錯(cuò)誤,B正確;衍射條紋的寬窄與狹縫的寬窄有關(guān),狹縫越窄,條紋越寬,C錯(cuò)誤,D正確。 有關(guān)偏振和偏振光的下列說法中正確的有 A.只有電磁波才能發(fā)生偏振,機(jī)械波不能發(fā)生偏振 B.只有橫波能發(fā)生偏振,縱波不能發(fā)生偏振 C.自然界不存在偏振光,自然光只有通過偏振片才能變?yōu)槠窆? D.除了從光源直接發(fā)出的光以外,我
11、們通??吹降慕^大部分光都是偏振光 【參考答案】BD 【詳細(xì)解析】機(jī)械波中的橫波能發(fā)生偏振,A錯(cuò)誤;能發(fā)生偏振現(xiàn)象的波一定是橫波,B正確;由光源直接發(fā)出的自然光一般是非偏振光,但經(jīng)過反射的光一般為偏振光,除了從光源直接發(fā)出的光以外,我們通常看到的絕大部分光都是偏振光,C錯(cuò)誤,D正確。 【名師點(diǎn)睛】本題的易錯(cuò)點(diǎn)是知道光源發(fā)出的光是非偏振光,但不知道我們看到的大部分光都是經(jīng)過了反射的,而反射光線一般為偏振光。 1.(2018·黑龍江省牡丹江市第一高級(jí)中學(xué)高二下學(xué)期期中考試)如圖所示,人眼隔著偏振片B、A去看一只電燈泡S,一束透射光都看不到,那么,以下說法中正確的是 A.使A和B同時(shí)
12、轉(zhuǎn)過90°,能夠看到透射光 B.單使B轉(zhuǎn)過90°過程中,看到光先變亮再變暗 C.單使B轉(zhuǎn)過90°過程中,看到光逐漸變亮 D.單使A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),始終看不到透射光 【答案】C 【解析】使A和B同時(shí)轉(zhuǎn)過90°,仍不能看到透射光,原來人眼隔著檢偏器B、起偏器A去看一只電燈泡S,無法看到透射光,說明兩個(gè)偏振片正好相垂直,現(xiàn)在同時(shí)轉(zhuǎn)依然看不到,故A錯(cuò)誤;原來人眼隔著檢偏器B、起偏器A去看一只電燈泡S,無法看到透射光,說明兩個(gè)偏振片正好相垂直,現(xiàn)在單使B轉(zhuǎn)過90°過程中,看到光逐漸變亮,單使B轉(zhuǎn)過90°過程中,看到光逐漸變亮,故B錯(cuò)誤,C正確;單使A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),漸漸看到透射光,故D錯(cuò)誤;故選C。 【名師
13、點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是搞清自然光與偏振光的區(qū)別是振動(dòng)方向是否單一,當(dāng)兩個(gè)偏振片的偏振方向相互垂直時(shí),沒有光線透過;平行時(shí)透光量最大。 1.關(guān)于光的衍射現(xiàn)象,下列說法正確的是 A.衍射現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光疊加后干涉的結(jié)果 B.雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象 C.一切波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 D.影的存在是一個(gè)與衍射現(xiàn)象相矛盾的客觀事實(shí) 2.(2018·福建省福州八中高二期末考試)下列現(xiàn)象中屬于光的衍射現(xiàn)象的是 A.雨后天空美麗的彩虹 B.陽光下肥皂膜的彩色條紋 C.光通過三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋 D.對(duì)著日光燈從兩鉛筆縫中看到的彩色條紋 3.下列說法正確的是 A.太陽光通過三
14、棱鏡形成彩色光譜,這是光的干涉的結(jié)果 B.用光導(dǎo)纖維傳送圖像信息,這是光的衍射的應(yīng)用 C.瞇著眼睛看發(fā)光的燈絲時(shí)能觀察到彩色條紋,這是光的偏振現(xiàn)象 D.在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)水面下的景物,可使景像清晰 4.(2018·北京市第101中學(xué)高二下學(xué)期期中考試)下列現(xiàn)象中可以說明光是橫波的是 A.光的干涉和衍射現(xiàn)象 B.光的色散現(xiàn)象 C.光的全反射現(xiàn)象 D.光的偏振現(xiàn)象 5.如圖所示為一顯示薄膜干涉及現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置,P是附有肥皂膜的鐵絲圈,S是一點(diǎn)燃的酒精燈。在肥皂膜上觀察到的干涉圖象應(yīng)是下圖中的 6.(2018·四川省三臺(tái)縣塔山中學(xué)高二月考)單色光源發(fā)出的
15、光經(jīng)一狹縫,照射到光屏上,可觀察到的圖像是下圖中 A. B. C. D. 7.在觀察光衍射的實(shí)驗(yàn)中,分別觀察到如圖甲、乙所示的清晰的明暗相間的圖樣,圖中黑線為暗紋.那么障礙物應(yīng)是 A.乙圖對(duì)應(yīng)的是很小的不透明圓板 B.甲圖對(duì)應(yīng)的是很大的不透明圓板 C.乙圖對(duì)應(yīng)的是很大的中間有大圓孔的不透明擋板 D.甲圖對(duì)應(yīng)的是很大的中間有小圓孔的不透明擋板 8.(2018·河北省定州中學(xué)高二下學(xué)期第一次月考)用極微弱的可見光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),隨著時(shí)間的增加,在屏上先后出現(xiàn)如圖(a)、(b)、(c)所示的圖像,則 A.圖像(a)表明光具有粒子性
16、 B.圖像(c)表明光具有波動(dòng)性 C.用紫外光觀察不到類似的圖像 D.實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波 9.將兩個(gè)偏振片緊靠在一起,放在一盞燈的前面,眼睛通過偏振片看到的光很弱。如果將其中一個(gè)偏振片旋轉(zhuǎn)180°,在旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)觀察到 A.燈光逐漸增強(qiáng),然后又逐漸減弱 B.燈光逐漸增強(qiáng),然后又逐漸減弱到零 C.燈光逐漸增強(qiáng),沒有減弱現(xiàn)象 D.燈光逐漸增強(qiáng),再減弱,然后又增強(qiáng)到最亮 10.(2018·陜西省榆林一中高三上學(xué)期第四次模擬考試)彩虹的產(chǎn)生原因是光的色散,如圖所示為太陽光射到空氣中小水珠時(shí)的部分光路圖,其中a、b為兩種單色光。以下說法正確的是 A.在真空中a光波長小于b光波
17、長 B.在真空中a光速度大于b光速度 C.用同一單縫衍射裝置看到的a光衍射條紋的中央亮紋比b光的窄 D.用同一雙縫干涉裝置看到的a光干涉條紋間距比b光干涉條紋間距寬 11.用卡尺觀察單縫衍射現(xiàn)象,當(dāng)縫寬由0.1 mm逐漸增大到0.5 mm的過程中 A.衍射條紋間距變窄,衍射現(xiàn)象逐漸消失 B.衍射條紋間距變寬,衍射現(xiàn)象越加顯著 C.衍射條紋間距不變,亮度增加 D.衍射條紋間距不變,亮度減小 12.如圖所示為半圓形的玻璃磚,C為AB的中點(diǎn),OO'為過C點(diǎn)的AB面的垂線。a,b兩束不同頻率的單色可見細(xì)光束垂直AB邊從空氣射入玻璃磚,且兩束光在AB面上入射點(diǎn)到C點(diǎn)的距離相等,兩束光
18、折射后相交于圖中的P點(diǎn),以下判斷正確的是 A.在半圓形的玻璃磚中,a光的傳播速度大于b光的傳播速度 B.a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率 C.兩種色光分別通過同一雙縫干涉裝置形成的干涉條紋,相鄰明條紋的間距a光的較大 D.若a,b兩束光從同一介質(zhì)射入真空過程中,a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角 E.b光比a光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 13.夜晚,汽車前燈發(fā)出的強(qiáng)光將迎面駛來的汽車司機(jī)照得睜不開眼,嚴(yán)重影響行車安全。若考慮將汽車前燈玻璃改用偏振玻璃,使射出的燈光變?yōu)槠窆猓煌瑫r(shí)汽車前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好與燈光的振動(dòng)方向垂直,但還要能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物
19、體。假設(shè)所有的汽車前窗玻璃和前燈玻璃均按同一要求設(shè)置,如下措施中可行的是 A.前窗玻璃的透振方向是豎直的,車燈玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃的透振方向是豎直的,車燈玻璃的透振方向是豎直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,車燈玻璃的透振方向是斜向左上45° D.前窗玻璃和車燈玻璃的透振方向都是斜向右上45° 14.(2018·天津市武清區(qū)楊村第三中學(xué)高三上學(xué)期第一次月考)用同一光管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng),得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖。則這兩種光 A.照射該光電管時(shí)a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大 B.a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率 C.通
20、過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰條紋間距大 D.a(chǎn)光的折射率大于b光的折射率 15.關(guān)于光學(xué)鏡頭增透膜的以下說法中,正確的是 A.增透膜是為了減少光的反射損失,增加透射光的強(qiáng)度 B.增透膜的厚度等于入射光在真空中波長的 C.增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波長的 D.因?yàn)樵鐾改さ暮穸纫话氵m合綠光反射時(shí)相互抵消,紅光、紫光的反射不能完全抵消,所以涂有增透膜的鏡頭呈淡紫色 16.(2018·河北南宮中學(xué)等四校高二下學(xué)期第一次月考)用紅光做楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),在屏上能觀察到明暗相間且間隔相等的紅色干涉條紋,現(xiàn)若用一張不透明的紙將其中的一個(gè)狹縫擋住,則在屏上可以觀察到 A.一片紅光
21、B.和狹縫寬度相當(dāng)?shù)囊粭l紅色亮線
C.明暗相間但間隔不等的紅色條紋
D.仍是原來形狀的紅色條紋,但其中的亮條紋比原來稍暗些
17.如圖所示是利用薄膜干涉檢查平整度的裝置,同樣的裝置也可以用于液體折射率的測定。方法是只需要將待測液體填充到兩平板間的空隙(之前為空氣)中,通過比對(duì)填充后的干涉條紋間距d′和填充前的干涉條紋間距d就可以計(jì)算出該液體的折射率。已知空氣的折射率為1。則下列說法正確的是
A.d′
22、)下列說法正確的是 A.光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光從紅光改為紫光,則相鄰亮條紋間距一定變大 B.高級(jí)照相機(jī)鏡頭在陽光下呈現(xiàn)淡紫色,這是光的偏振現(xiàn)象 C.玻璃中的氣泡看起來特別明亮,這是光的干涉現(xiàn)象 D.雨后天晴,馬路上油膜在陽光照耀下出現(xiàn)彩色,這是光的干涉現(xiàn)象 19.(2018·山西省晉中市平遙縣平遙中學(xué)高三年級(jí)第一學(xué)期)光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列說法正確的是 A.用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象 B.用三棱鏡觀察白光看到彩色圖樣是利用光的折射現(xiàn)象 C.在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象 D.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用
23、光的干涉現(xiàn)象 20.(2018·福建省師大附中高二下學(xué)期期中考試)如圖所示,P是一偏振片,P的偏振化方向(用帶有箭頭的實(shí)線表示)為豎直方向。一光束射向P,該光束的振動(dòng)方向與P的振動(dòng)方向成45°角(用帶有箭頭的虛線表示)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)P半周,觀察到光線的亮度變化情況是 A.先變亮,再變暗 B.先變亮,然后變暗,再變亮 C.先變暗,再變亮 D.先變暗,然后變亮,再變暗 21.(2018·北京卷)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置得到白光的干涉條紋,在光源與單縫之間加上紅色濾光片后 A.干涉條紋消失 B.彩色條紋中的紅色條紋消失 C.中央條紋變成暗條紋 D.中央條紋變成紅色 22.(20
24、17·北京卷)物理學(xué)原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應(yīng)用。例如,利用波的干涉,可將無線電波的干涉信號(hào)用于飛機(jī)降落的導(dǎo)航。如圖所示,兩個(gè)可發(fā)射無線電波的天線對(duì)稱地固定于飛機(jī)跑道兩側(cè),它們類似于楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫。兩天線同時(shí)都發(fā)出波長為λ1和λ2的無線電波。飛機(jī)降落過程中,當(dāng)接收到λ1和λ2的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí),表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑道。下列說法正確的是 A.天線發(fā)出的兩種無線電波必須一樣強(qiáng) B.導(dǎo)航利用了λ1與λ2兩種無線電波之間的干涉 C.兩種無線電波在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定 D.兩種無線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合 23.(2018·江蘇卷)兩束單色光A、B的波長分別為、,且>,則____
25、__(選填“A”或“B”)在水中發(fā)生全反射時(shí)的臨界角較大。用同一裝置進(jìn)行楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),可以觀察到______(選填“A”或“B”)產(chǎn)生的條紋間距較大。 24.(2016·江蘇卷)楊氏干涉實(shí)驗(yàn)證明光的確是一種波,一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上,兩狹縫就成了兩個(gè)光源,它們發(fā)出的光波滿足干涉的必要條件,則兩列光的______相同。如圖所示,在這兩列光波相遇的區(qū)域中,實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,如果放置光屏,在____(選填“A”、“B”或“C”)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)暗條紋。 1.AB【解析】衍射現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光疊加后干涉的結(jié)果,雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象,AB正確;
26、只有波長較長的波容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,C錯(cuò)誤;影與衍射現(xiàn)象不相矛盾,D錯(cuò)誤。 3.D【解析】太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜,這是光的色散,是光的折射的結(jié)果,A錯(cuò)誤;用光導(dǎo)纖維束傳送圖象信息,這是光的全反射的應(yīng)用,B錯(cuò)誤;瞇著眼睛看發(fā)光的燈絲時(shí)能觀察到彩色條紋,這是光的衍射現(xiàn)象,C錯(cuò)誤;在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)水面下的景物,可濾去水面反射的偏振光,使水下的景像清晰,D正確。 4.D【解析】橫波的振動(dòng)方向與傳播方向垂直,縱波的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一條直線上,當(dāng)橫波穿過偏振片時(shí),透射光線的強(qiáng)度和偏振片的透振方向有關(guān),說明光是橫波,而干涉與衍射說明光是一種波,對(duì)于光的色散與
27、全反射,是光的折射現(xiàn)象,D正確。 5.D【解析】酒精燈放出黃色的光線,當(dāng)黃色的光線照射到肥皂膜上時(shí)從肥皂膜的前后兩個(gè)表面分別反射兩列光,這兩列光的頻率相同,故為相干光源,當(dāng)光程差為波長的整數(shù)倍時(shí)呈現(xiàn)亮條紋,當(dāng)光程差為半波長的奇數(shù)倍時(shí)呈現(xiàn)暗條紋,由于重力的作用使下側(cè)的肥皂膜厚度比較大,而上側(cè)的比較薄,相同的高度肥皂膜的厚度相同,故出現(xiàn)水平的明暗相間的干涉條紋,選D。 6.A【解析】光的雙縫干涉條紋是等間距等寬度的明暗相間的條紋,而在光的單縫衍射圖樣中,中間是寬度最大最亮的亮條紋,在中央亮條紋兩邊的亮條紋寬度越來越小,亮度也越來越低,故選項(xiàng)A正確。 7.AD【解析】甲圖是圓孔衍射圖樣,對(duì)應(yīng)
28、的是很大的中間有小圓孔的不透明擋板,乙圖是泊松亮斑的衍射圖樣,對(duì)應(yīng)的是很小的不透明圓板,AD正確,BC錯(cuò)誤。 8.ABD【解析】(a)中是少量的光打在底板上,出現(xiàn)的是無規(guī)則的點(diǎn)子,顯示出光是粒子性;(b)中延長光照時(shí)間,使大量光子打在底板上,出現(xiàn)了明暗相間的干涉條紋或衍射條紋,顯示了光的波動(dòng)性;(c)中用紫外光仍可看到條紋,只是條紋寬度較窄;表明光的波動(dòng)性和粒子性這一對(duì)矛盾在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化,這是一種概率統(tǒng)計(jì)波。ABD正確。 9.A【解析】開始時(shí)眼睛通過偏振片看到的光很弱,說明兩偏振片的偏振方向近似垂直,將其中一個(gè)偏振片旋轉(zhuǎn)180°,兩偏振片的偏振方向的夾角先減小,再增大到近似垂直,
29、則觀察到的燈光先逐漸增強(qiáng),再逐漸減弱,選A。 11.A【解析】光的波長很短,縫寬越窄,衍射現(xiàn)象越明顯,當(dāng)縫寬由0.1 mm逐漸增大到0.5 mm,衍射條紋間距變窄,衍射現(xiàn)象逐漸消失,選A。 12.ACD【解析】由圖分析可知,玻璃磚對(duì)b束光的偏折角大于對(duì)a束光的偏折角,根據(jù)折射定律得知:玻璃磚對(duì)b束光的折射率大于對(duì)a束光的折射率,由得到,a光在玻璃磚中的速度大于b光的傳播速度,故A正確;b光的折射率大,則b光的頻率高,故B錯(cuò)誤;干涉條紋的間距與波長成正比,a光的頻率小,波長長,故相鄰明條紋的間距a光的較大,故C正確;由公式分析得知,a光的折射率n小,則a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全
30、反射的臨界角,故D正確;光的波長越長,波動(dòng)性越強(qiáng),越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,所以可知a光比b光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,故E錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】解決光學(xué)問題的關(guān)鍵要掌握全反射的條件,折射定律,臨界角公式,光速公式,運(yùn)用幾何知識(shí)結(jié)合解決這類問題。 14.C【解析】光電效應(yīng)方程,其中,聯(lián)立得:,由題圖可得b光照射光電管時(shí)反向截止電壓較大,則b光的頻率較大,b光的折射率較大,波長較小,根據(jù)可知通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰條紋間距大。故ABD錯(cuò)誤,C正確;故選C。 【名師點(diǎn)睛】要熟練掌握所學(xué)公式,明確各個(gè)物理量之間的聯(lián)系。如本題中折射率、臨界角、光子能量、最大初動(dòng)能等都有光的頻率有關(guān)。 15.
31、ACD【解析】在選擇增透膜時(shí),一般是使對(duì)人眼靈敏的綠色光在反射時(shí)相互抵消,這時(shí)光譜中其他頻率的光反射不能完全抵消,所以涂有增透膜的鏡頭呈淡紫色,AD正確;要使增透膜兩面反射的光相互抵消,兩面反射光的路程差應(yīng)為光在薄膜中的波長一半的奇數(shù)倍,則薄膜厚度為波長的奇數(shù)倍,B錯(cuò)誤,C正確。 16.C【解析】雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋,所有條紋寬度相同且等間距,若將其中一個(gè)縫封住,屬于單縫衍射,那么單縫衍射條紋是中間明亮且寬大,越向兩側(cè)寬度越小越暗,而波長越大,中央亮條紋越粗,故C正確,ABD錯(cuò)誤;故選C。 【名師點(diǎn)睛】掌握單縫衍射和雙縫干涉的條紋的特點(diǎn),及條紋間距與波長的關(guān)系是解決此題的唯一
32、途徑,故要加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的記憶。 17.B【解析】薄膜干涉是光在空氣層的上下兩次反射疊加后形成的,光程差為厚度的兩倍,相鄰亮條紋處的薄膜厚度分別為和(n為正整數(shù)),厚度差為,條紋間距,換成液體后波長減小為,條紋間距減小為,可得折射率,選B。 18.D【解析】A項(xiàng):光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,光的雙縫干涉條紋間距,若僅將入射光從紅光改為紫光,由于紅光波長大于紫光,則相鄰亮條紋間距變小,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng):照相機(jī)的鏡頭呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象,因?yàn)榭梢姽庥小凹t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫”七種顏色,而膜的厚度是唯一的,所以只能照顧到一種顏色的光讓它完全進(jìn)入鏡頭,一般情況下都是讓綠光全部進(jìn)入的,這種情況下,你在
33、可見光中看到的鏡頭反光其顏色就是淡紫色,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng):玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象而產(chǎn)生的,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng):雨后天晴馬路上油膜在陽光照耀下出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象,屬于薄膜干涉,故D正確。故應(yīng)選D。 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)光的現(xiàn)象,只要光的振動(dòng)方向不與偏振片的狹逢垂直,都能有光通過偏振片。 21.D【解析】當(dāng)用白光做干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),頻率相同的色光,相互疊加干涉,在光屏上形成彩色條紋,中央形成白色的亮條紋;當(dāng)在光源與單縫之間加上紅色濾光片后,只有紅光能通過單縫,然后通過雙縫后相互疊加干涉,在光屏上形成紅色干涉條紋,光屏中央為加強(qiáng)點(diǎn),所以中央條紋變成紅色亮條紋,故選項(xiàng)D正確,ABC錯(cuò)誤。 【
34、名師點(diǎn)睛】本題考查了光的干涉現(xiàn)象,注意只有頻率相同、振動(dòng)相同的兩列波才能形成穩(wěn)定的干涉圖像,同時(shí)要掌握哪些點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),哪些點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)。 22.C【解析】由于兩無線電波波源對(duì)稱分布在跑道兩側(cè),兩種波長的無線電波各自發(fā)生干涉,在跑道處干涉均加強(qiáng),當(dāng)接收到的λ1和λ2的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí),表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑道,導(dǎo)航利用了兩種波長的無線電波各自的穩(wěn)定干涉,所以天線發(fā)出的兩種無線電波不必一樣強(qiáng),AB錯(cuò)誤;兩種無線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定,但不重合,否則接收到λ1和λ2的信號(hào)都保持最強(qiáng)的位置不一定在跑道上,C正確,D錯(cuò)誤。 23.A A 【解析】波長越長,頻率越小,折射率越小,根據(jù)臨界角,可知波長越大臨界角越大,所以A光的臨界角大;雙縫干涉條紋的間距,因?yàn)锳光的波長較長,所以A光產(chǎn)生的條紋間距較大。 24.頻率 C 16
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