6.光的衍射與偏振7.激光課后訓(xùn)練鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.在光的單縫衍射試驗中可視察到清楚的亮暗相間的圖樣,下列四幅圖片中屬于光的單縫衍射圖樣的是()(a)(b)(c)(d)A.(a)、(c) B.(b)、(c)C.(a)、(d) D.(b)、(d)答案:D解析:單縫衍射條紋的特點是中心亮條紋最寬、最亮,雙縫干涉條紋的特點是等間距的條紋,所以(a)是干涉條紋,(b)、(d)是單縫衍射條紋,(c)是水波的衍射圖樣。2.(多選)在單縫衍射試驗中,下列說法正確的是()A.其他條件不變,將入射光由黃色換成綠色,衍射條紋間距變窄B.其他條件不變,使單縫寬度變小,衍射條紋間距變窄C.其他條件不變,換用波長較長的光照耀,衍射條紋間距變寬D.其他條件不變,增大單縫到屏的距離,衍射條紋間距變寬答案:ACD解析:黃光波長大于綠光波長,當(dāng)單縫寬度肯定時,波長越長,衍射現(xiàn)象越明顯,條紋間距也越寬,所以A、C正確;當(dāng)光的波長肯定時,單縫寬度越小,衍射現(xiàn)象越明顯,衍射條紋間距會變寬,B錯誤;當(dāng)光的波長肯定,單縫寬度也肯定時,增大單縫到屏的距離,衍射條紋間距會變寬,D正確。3.下列應(yīng)用激光的實例中,不正確的是()A.因為激光的相干性好,所以可以用激光光源干脆照耀雙縫做干涉試驗B.激光的亮度高,因此我們可以用激光束來切割物體,焊接金屬,在硬質(zhì)難熔材料上打孔,醫(yī)學(xué)上用激光“刀”做切除腫瘤等外科手術(shù)C.激光是很好的單色光,它產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象最清楚。利用干涉現(xiàn)象可以精確測量物體的長度D.激光的亮度高,可以用來照明答案:D解析:在做雙縫干涉試驗時,一般要在雙縫前加一個單縫,目的是產(chǎn)生兩列頻率相同的相干波,才能視察到雙縫干涉現(xiàn)象,而激光的相干性好,故可以用激光光源干脆照耀雙縫做干涉試驗,故A正確;激光具有平行度好、亮度高等特點,醫(yī)學(xué)上用激光作“光刀”來切除腫瘤是應(yīng)用了激光亮度高的特點,但不能用來照明,故B正確,D錯誤;激光是很好的單色光,它產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象最清楚,利用干涉現(xiàn)象可以精確測量物體的長度,并且精確度高,故C正確。4.一束紅光射向一塊有雙縫的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈現(xiàn)明暗相間的干涉條紋,現(xiàn)將其中一條窄縫攔住,讓這束紅光只通過一條窄縫,則在光屏上可以看到()A.與原來相同的明暗相間的條紋,只是亮條紋比原來暗些B.與原來不相同的明暗相間的條紋,而中心亮條紋變寬些C.只有一條與縫寬對應(yīng)的亮條紋D.無條紋,只存在一片紅光答案:B解析:雙縫為相干光源的干涉,單縫為光的衍射,且干涉和衍射的圖樣不同。衍射圖樣和干涉圖樣的異同點:中心都出現(xiàn)亮條紋,但衍射圖樣中心亮條紋較寬,兩側(cè)都出現(xiàn)明暗相間的條紋,干涉圖樣為等間隔的明暗相間的條紋,而衍射圖樣兩側(cè)為不等間隔的明暗相間的條紋,且亮度快速減弱,所以本題正確選項為B。5.某次光的衍射試驗中,視察到如圖所示的明暗相間的圖樣,則障礙物為()A.很小的不透亮圓板B.中間有較小圓孔的不透亮擋板C.很大的不透亮圓板D.中間有較大圓孔的不透亮擋板答案:B解析:用光照耀很小的不透亮圓板時后面出現(xiàn)一亮點,即泊松亮斑,故A錯誤;用光照耀中間有較小圓孔的不透亮擋板時是明暗相間的衍射圖樣,故B正確;用光照耀很大的不透亮圓板時后面是一片陰影,故C錯誤;在衍射試驗中,假如不透亮擋板中間的圓孔比較大時,不會發(fā)生衍射現(xiàn)象,或者衍射現(xiàn)象不明顯,視察不到明暗相間的圖樣,故D錯誤。6.(多選)光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波,下列現(xiàn)象中能反映光的偏振特性的是()A.一束自然光相繼通過兩個偏振片,以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個偏振片,透射光的強度發(fā)生改變B.一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上,當(dāng)反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時,反射光線是偏振光C.日落時分,拍攝水面下的景物,在照相機鏡頭前裝上偏振光片,可以使景象更清楚D.通過手指間的縫隙視察日光燈,可以看到彩色條紋答案:ABC解析:自然光通過第一個偏振片后形成單一振動方向的偏振光,再通過其次個偏振片時,若偏振片的透射方向與此偏振光的振動方向垂直,則無光透過其次個偏振片,若二者平行則透射光最強,故選項A反映了光的偏振;一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上,當(dāng)反射光線與折射光線垂直時,反射光線和折射光線都是偏振光且偏振方向垂直,選項B反映了光的偏振;拍攝水中景物或玻璃櫥窗中景物時,由于水或玻璃表面反射光較強,使所拍攝景物不清楚,在照相機鏡頭前裝上偏振光片,使其透振方向與反射光的偏振方向垂直,則有效防止反射光進(jìn)入照相機,從而使所拍景象更清楚,選項C反映了光的偏振;通過手指間的縫隙視察日光燈,看到彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象。實力提升1.(多選)如圖所示,P是豎直方向的偏振片(用實線表示透振方向),下列四種光束中,哪幾種照耀P時能在P的另一側(cè)視察到透射光()A.太陽光B.沿豎直方向振動的光C.沿水平方向振動的光D.沿與豎直方向成45°角振動的光答案:ABD解析:只要光的振動方向不與偏振片的透振方向垂直,光都能通過偏振片,故A、B、D正確。2.如圖所示,(a)表示單縫,(b)表示雙縫,用某單色光分別照耀豎直放置的單縫和雙縫,在縫后較遠(yuǎn)位置豎直放置的光屏上可以視察到明暗相間的條紋(圖中陰影表示亮條紋),則()A.圖(c)表示單縫衍射條紋,圖(d)表示雙縫干涉條紋B.單縫S越寬,越簡單視察到對應(yīng)的明暗條紋C.雙縫間距離越小,對應(yīng)條紋間距越大D.照耀雙縫的單色光波長越短,對應(yīng)條紋間距越大答案:C解析:依據(jù)單縫衍射條紋間距不等,而雙縫干涉條紋間距相等,則有題圖(c)表示雙縫干涉條紋,題圖(d)表示單縫衍射條紋,故A錯誤;依據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知,單縫S越窄,越簡單視察到對應(yīng)的明暗條紋,故B錯誤;在雙縫干涉中,干涉條紋的間距Δx=ldλ,由公式可得,條紋間距與波長λ、雙縫與屏之間的距離l成正比,與雙縫間的距離d成反比,故C正確,D3.下圖是一種利用光纖溫度傳感器測量溫度的裝置,一束偏振光射入光纖,由于溫度的改變,光纖的長度、芯徑、折射率發(fā)生改變,從而使偏振光的振動方向發(fā)生改變,光接收器接收的光強度就會改變。設(shè)起偏振器和檢偏振器透振方向相同,關(guān)于這種溫度計的工作原理,下列說法正確的是()A.到達(dá)檢偏振器的光的振動方向改變越小,光接收器所接收的光強度就會越小,表示溫度改變越大B.到達(dá)檢偏振器的光的振動方向改變越大,光接收器所接收的光強度就會越小,表示溫度改變越大C.到達(dá)檢偏振器的光的振動方向改變越小,光接收器所接收的光強度就會越小,表示溫度改變越小D.到達(dá)檢偏振器的光的振動方向改變越大,光接收器所接收的光強度就會越小,表示溫度改變越小答案:B解析:依據(jù)題意知,溫度改變越大,光通過光纖時振動方向改變越大,起偏振器和檢偏振器的透振方向是相同的,光從光纖中通過時振動方向改變越大,透過檢偏振器的光強度就會越小,所以光接收器接收的光強度也就會越小。因此選項B正確。4.(多選)如圖所示,兩束單色光a、b從水面下射向A點,光線經(jīng)折射后合成一束光c,則下列說法正確的是()A.用同一雙縫干涉試驗裝置分別以a、b光做試驗,a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距B.用a、b光分別做單縫衍射試驗時它們的衍射條紋寬度都是勻稱的C.在水中