1、【 精品教育资源文库 】 第 2 讲 光的干涉、衍射和偏振 基础巩固 1.下列几个光现象中 ,属于衍射现象的是 ( ) A.水中的气泡看起来特别明亮 B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带 C.在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹 D.通过两支铅笔夹成的狭缝看点亮的日光灯出现彩色条纹 2.如图所示 ,一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的 a、 b、 c三束单色光。比较 a、 b、 c三束光 ,可知 ( ) A.当它们在真空中传播时 ,c 光的波长最长 B.当它们在玻璃中传播时 ,c 光的速度最大 C.若它们都从玻璃射向空气 ,c光发生全反射的临界角最大 D.对同一双缝干涉装置 ,c光的相邻
2、干涉条纹之间的距离最小 3.先后用两种不同的单色光 ,在相同的条件下用同一双缝干涉装置做实验 ,在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同 ,其中相邻的两条亮纹间距较大的单色光比相邻的两条亮纹间距较小的单色光 ( ) A.其光子的能量较大 B.在玻璃中传播速度较大 C.在真空中的波长较短 D.在玻璃中传播时 ,折射率较大 4.用两种单色光束 a、 b分别照射同一套双缝干涉演示实验装置 ,得到的干涉图样如图 (a)、 (b)所示 ,则( ) A.a 光的波长大于 b光的波长 B.a 光的光子能量大于 b光的光 子能量 C.a 光在真空中的速度大于 b 光在真空中的速度 【 精品教育资源文库 】 D.同一种
3、介质对 a光的折射率大于对 b光的折射率 5.用双缝干涉的实验装置可以观察到单色光的双缝干涉图样。分别用红、蓝两种单色光和双缝间距为0.18 mm、 0.36 mm的两种双缝板进行实验 ,可以观察到四种不同的干涉图样。下列四个选项中最有可能是蓝色光、双缝间距为 0.36 mm的干涉图样的是 ( ) 6.如图所示 ,虚线 OO与上下表面平行的玻璃砖垂直且与其上表面交于 N点。 a、 b为两束不同频率的单色光 ,以 45 的入射角射到玻璃砖的上表面 ,入射点 A、 B到 N点的距离相等 ,经折射后两束光相交于图中的 P 点。下列说法正确的是 ( ) A.在真空中 ,a光的传播速度小于 b光的传播速
4、度 B.在玻璃中 ,a光的传播速度小于 b光的传播速度 C.同时增大入射角 (始终小于 90), 则 a光在下表面先发生全反射 D.对同一双缝干涉装置 ,a光的干涉条纹比 b光的干涉条纹宽 7.(2017 北京顺义二模 ,15)下列说法正确的是 ( ) A.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象 B.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象 C.电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来换频道的 D.用标准平 面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 综合提能 1.如图所示是双缝干涉实验 ,使用波长为 600 nm的橙色光照射时 ,在光屏上的 P0点和 P0点上方的 P1点恰好形成两列相邻的亮
5、条纹 ;若用波长为 400 nm的紫光重复上述实验 ,则 P0点和 P1点形成的明暗条纹情况是 ( ) A.P0点和 P1点都是亮条纹 B.P0点是亮条纹 ,P1点是暗条纹 【 精品教育资源文库 】 C.P0点是暗条纹 ,P1点是亮条纹 D.P0点和 P1点都是暗条纹 2.光的偏振现象说明光是横波。下列现象中不能反映光的偏振特性的是 ( ) A.一束自然光相继通过两 个偏振片 ,以光束为轴旋转其中一个偏振片 ,透射光的强度发生变化 B.一束自然光入射到两种介质的分界面上 ,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是 90 时 ,反射光是偏振光 C.日落时分 ,拍摄水面下的景物 ,在照相机镜头前装上
6、偏振滤光片可以使景像更清晰 D.通过手指间的缝隙观察日光灯 ,可以看到彩色条纹 3.1924 年 ,德布罗意提出了物质波理论 ,他假设实物粒子也具有波动性 ,大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子 (如电子、质子等 ),他认为粒子的动量 p与波的波长 之间遵从关系 := (h为普朗克常量 ),这一假说后来在一系列实验 中得到了证实。如图甲所示 ,在电子双缝干涉实验中 ,将电子垂直射向两个紧靠的平行狭缝 (电子发射端到两狭缝距离相等 ),在缝后放上一个安装有电子侦测器的屏幕 (屏幕上的 O点位于两狭缝中心对称轴的正后方 ,图中未画出 ),电子打到侦测器上会在屏幕上出现亮点。在实验中 ,以速率 v0
7、发射电子 ,开始时 ,屏幕上出现没有规律的亮点 ,但是当大量的电子到达屏幕之后 ,发现屏幕上不同位置出现亮点的概率并不相同 ,且沿垂直双缝方向呈现出间隔分布 ,如图乙所示。这种间隔分布类似于光的干涉中出现的明暗相间的条纹。则下列说法中正确的是 ( ) 甲 乙 A.以速率 2v0发射电子 ,重复实验 ,O点可能处在暗条纹上 B.以速率 2v0发射电子 ,重复实验 ,所形成的条纹间距会变小 C.若将两个狭缝沿垂直缝的方向移动一段很小的距离 (不改变狭缝和屏幕间的距离 ),重复实验 ,如果屏幕上仍有间隔的条纹分布 ,则 O点一定处在暗条纹上 D.若将两个狭缝沿垂直缝的方向移动一段很小的距离 (不改变
8、狭缝和屏幕间的距离 ),重复实验 ,如果屏幕上仍有间隔的条纹分布 ,则 O点一定处在明条纹上 4.两个狭缝相距 0.3 mm,位于离屏 50 cm处 ,现用波长为 6 000 的光照射 双缝 ,求 : (1)两条相邻暗条纹间的距离是多少 ; 【 精品教育资源文库 】 (2)若将整个装置放于水中 ,那么两条相邻暗条纹间的距离是多大 ?(水的折射率为 ,1 =10-10 m) 【 精品教育资源文库 】 答案精解精析 基础巩固 1.D 水中的气泡看起来特别明亮是因为光从水射向气泡表面时发生了全反射。白光通过三棱镜后出现彩色光带为色散现象。在阳光照射下的肥皂泡上出现彩色条纹是发生了干涉。只有 D项
9、描述的现象属于衍射现象。 2.D 由图可知 nanbnc,a光频率最小 ,波长最长 ;c光频率最大 ,波长最短。由 v= 知 :在玻璃 中传播时 ,a光的速度最大 ,c 光的速度最小。由 sin C= 知 ,从玻璃射向空气时 ,a 光发生全反射的临界角最大 ,c 光发生全反射的临界角最小。双缝干涉条纹间距 x= ,c光波长最短 ,对同一双缝干涉装置 ,c光的相邻干涉条纹间距最小。所以 A、 B、 C选项错误 ,D选项正确。 3.B 由 x= 知 ,在相同条件下用同一双缝干涉装置做实验 ,相邻条纹间距越大的光波长越长 ,C错误 ;再根据波长与频率的关系 ,可知波长越长的光 ,其频率越小 ,能量越
10、小 ,A 错误 ;频率越小的光 ,其折射率越小 ,D错误 ;由 n= ,可知折射率越小的光 ,在玻璃中的传 播速度越大 ,B正确。 4.A 由题图知 ,a光产生的干涉条纹间距大于 b光产生的干涉条纹间距 ,根据双缝干涉相邻亮 (暗 )条纹的间距公式 x= 知 ,a 光的波长大于 b光的波长 ,故 A正确。 a光的波长大于 b光的波长 ,由公式 c=知 ,a光的频率小于 b光的频率 ,而光子的能量与频率成正比 ,则 a光的光子能量小于 b光的光子能量 ,故B 错误。在真空中所有色光的速度都相等 ,都为 c=310 8 m/s,故 C错误。 a光的频率小于 b光的频率 ,所以同一种介质对 a光的折
11、射率小于对 b光的折射率 ,故 D错误。 5.C 根据双缝干涉相邻亮 (暗 )条纹 的间距公式 x= 知 ,当双缝到光屏的距离一定时 ,双缝间距越大 ,波长越短的光的干涉条纹间距越窄 ;双缝间距越小 ,波长越长的光的干涉条纹间距越宽。蓝光的波长小于红光的波长 ,0.36 mm大于 0.18 mm,因此用蓝色光、双缝间距为 0.36 mm的挡板进行实验时 ,所得干涉条纹间距最窄 ,故选项 C符合题意。 【 精品教育资源文库 】 6.D 各种色光在真空中的传播速度都相同 ,故 A选项错误 ;由题给光路图可以看出在入射角相同时 ,b 光在玻璃中的折射角较小 ,故可知玻璃对 b光的折射率较大 ,b光
12、的频率较高 ,在真空中的波长较短 ,由 n= 知a光在玻璃中的传播 速度较大 ,故 B选项错误 ;由几何知识知光从平行玻璃砖上表面射入 ,从下表面射出时的入射角必定小于临界角 ,不可能发生全反射现象 ,故 C选项错误 ;由 x= , 知波长越长的光在同一双缝干涉装置中形成的相邻条纹间距越宽 ,故 D选项正确。 7.B 用三棱镜观察太阳光谱是利用光的折射现象 ;电视机遥控器发出的是红外线脉冲 ;用标准平面检查光学平面的平整程度利用的是光的干涉现象。 综合提能 1.B 无论光的波长多大 ,P0点总是亮条纹。对 600 nm的橙光 ,P1点与 P0点为相邻的亮条纹 ,则S2P1-S1P1= 1=60
13、0 nm,该距离之差是 400 nm 紫光半波长的奇数倍 ,因此用 2=400 nm 的紫光做实验 ,P1处出现暗条纹 ,选项 B正确。 2.D 在垂直于传播方向的平面上 ,沿着某个特定方向振动的光是偏振光 ,A、 B选项反映了光的偏振特性 ,C是偏振现象的应用 ,D是光的衍射现象 ,故选 D。 3.B = = ,当以速率 2v0发射电子时 , 减小 ,由 x= 知 B项正确。改变发射电子的速率 ,但 O点到两狭缝的距离差仍为 0,则 O点仍处在明条纹上 ,A错。若将两个狭缝沿垂直缝的方向移动一小段距离 ,屏幕上仍有干涉条纹 ,但 O点处于明条纹上还是暗 条纹上取决于 O点到两狭缝的距离差 ,C、 D项错。 4.答案 (1)1 mm (2)0.75 mm 解析 (1)x= = m =110 -3m =1 mm (2)= = =4 500 【 精品教育资源文库 】 x= = m= 0.75 mm。
