PAGEPAGE1第4課時光的衍射光的偏振[對點訓練]學問點一·衍射及圖樣分析1．(多選)關于單縫衍射試驗，下列說法中正確的是()A．將入射光由黃光換成綠光，衍射條紋間距變窄B．使單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄C．換用波長較長的光照耀，衍射條紋間距變寬D．增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬答案ACD解析當單縫寬度肯定時，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，即光偏離直線傳播的路徑越遠，條紋間距越大；當光的波長肯定時，單縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，條紋間距越大；當光的波長和單縫的寬度肯定時，增大單縫到屏的距離，衍射條紋的間距也會變寬。故A、C、D正確。2．(多選)關于光的衍射現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋B．白光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋C．光照到不透亮小圓盤上出現(xiàn)泊松亮斑，說明發(fā)生了衍射D．光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑，說明光沿直線傳播，不存在光的衍射答案AC解析白光的單縫衍射圖樣是彩色條紋，B錯誤；光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑，存在光的衍射，只是不明顯，D錯誤。A、C正確。3．(多選)關于衍射，下列說法正確的是()A．衍射現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光疊加后產(chǎn)生的結(jié)果B．雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象C．一切波都很簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D．影的存在是一個與衍射現(xiàn)象相沖突的客觀事實答案AB解析衍射圖樣是困難的光波的疊加現(xiàn)象，雙縫干涉中光通過兩個狹縫時均發(fā)生衍射現(xiàn)象，一般現(xiàn)象中既有干涉又有衍射。一切波都能發(fā)生衍射，但要發(fā)生明顯的衍射，須要滿意障礙物的尺寸小于或相當于波長的條件。4．如圖所示的四個圖形中，哪個是聞名的泊松亮斑的衍射圖樣()答案B解析選項D的中心是大且亮的圓形亮斑，四周分布著明暗相間的同心圓環(huán)，且越向外，圓形條紋寬度越小，可推斷此圖樣為圓孔衍射圖樣，很小的不透亮的圓板產(chǎn)生的圖樣中心也是亮點，但其四周有一個大的陰影區(qū)，在影區(qū)的邊沿有明暗相間的圓環(huán)，它與圓孔衍射的圖樣是不同的，B選項才是泊松亮斑衍射圖樣，故B正確。5．如圖所示，甲、乙兩幅圖是由單色光分別入射到圓孔而形成的圖象，其中圖甲是光的________(填“干涉”或“衍射”)圖象。由此可以推斷出圖甲所對應的圓孔的孔徑________(填“大于”或“小于”)圖乙所對應的圓孔的孔徑。答案衍射小于解析圖甲是明暗相間不等間距的圓環(huán)，是光的衍射現(xiàn)象。圖乙出現(xiàn)亮斑，是因為孔徑較大，光沿直線傳播，所以圖甲所對應的圓孔的孔徑小于圖乙所對應的圓孔的孔徑。學問點二·光的衍射和光的干涉聯(lián)系和區(qū)分6．點光源照耀一個障礙物，在屏上所形成的陰影的邊緣部分模糊不清，緣由是()A．光的反射B．光的折射C．光的干涉D．光的衍射答案D解析光遇到障礙物會發(fā)生衍射，屏上所成陰影的邊緣部分模糊不清，故D正確。7．單色光通過雙縫產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，同種單色光通過單縫產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，在光屏上都得到明暗相間的條紋，比較這兩種條紋()A．干涉、衍射條紋間距都是勻稱的B．干涉、衍射條紋間距都是不勻稱的C．干涉條紋間距不勻稱，衍射條紋間距勻稱D．干涉條紋間距勻稱，衍射條紋間距不勻稱答案D解析干涉條紋間距相同，而衍射條紋間距不勻稱，中心亮條紋最寬。D正確。8．某同學運用激光器做光源，在不透光的擋板上開一條縫寬為0．05mm的窄縫，進行光的衍射試驗，如圖所示。則他在光屏上看到的條紋是()答案D解析此為單縫衍射，故條紋間距不等，單縫水平方向，條紋也應為水平方向，故D正確。學問點三·光的偏振9．關于自然光與偏振光，下列說法正確的是()A．自然光能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，而偏振光不能B．只有將自然光透過偏振片才能獲得偏振光C．自然光只能是白光，而偏振光不能是白光D．自然光和偏振光都能使感光底片感光答案D解析振動沿各個方向勻稱分布的光是自然光，而振動只沿某個特定方向的光是偏振光。干涉和衍射是光的特性，所以自然光和偏振光都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，A錯誤；光的偏振現(xiàn)象并不罕見，除了從光源干脆發(fā)出的光外，我們通常見到的光絕大部分都是偏振光，反射光和折射光通常也是偏振光，B錯誤；光的顏色與光的振動方向無關，白光是復色光，只要光在與傳播方向垂直的平面內(nèi)沿各個方向振動，且各方向振動的強度相同，它就是自然光，因此單色光也可以是自然光，C錯誤；自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，所以D正確。10．如圖所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q，可以看到透射光的強度會發(fā)生改變，這是光的偏振現(xiàn)象。這個試驗表明()A．光是電磁波B．光是一種橫波C．光是一種縱波D．自然光是偏振光答案B解析縱波振子是沿傳播方向振動的，所以它可以通過偏振片，沒有偏振現(xiàn)象產(chǎn)生；而橫波振子是沿與傳播方向垂直的方向振動的，而且振子的平衡位置不變，當波傳到偏振片時，部分波就無法傳過去了，即發(fā)生了“偏振”現(xiàn)象，故B正確，A、C、D錯誤。11．一束光由真空入射到平面玻璃上，當其折射角為30°時，反射光恰好發(fā)生完全偏振(反射光線與折射光線垂直)，由此可以計算出玻璃的折射率是多少？此時的入射角稱為起偏角，也叫布儒斯特角，試求折射率為n的介質(zhì)的布儒斯特角的正切值。答案eq\r(3)tanθ1＝n解析光由空氣進入玻璃，光路圖如圖所示，依據(jù)折射定律可得n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，而θ1＋θ2＝90°，所以n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝tanθ1由題意知θ2＝30°，所以θ1＝60°，n＝tan60°＝eq\r(3)所求的布儒斯特角為θ1，tanθ1＝n。易錯點·偏振光的判定及視察到的現(xiàn)象12．(多選)如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在圖中P處迎著光入射的方向視察，看不到光亮。則()A．圖中a是偏振光B．圖中b是偏振光C．將B轉(zhuǎn)過180°，將在P處看到光亮D．將A轉(zhuǎn)過90°，將在P處看到光亮易錯分析錯誤認為只有轉(zhuǎn)動偏振片B，才能看到亮暗的改變，而漏選D。答案BD解析電燈S發(fā)出的光是自然光，自然光沿各個方向的振動是勻稱分布的，通過一個偏振片后透射光中只有沿偏振片透振方向振動的光，所以A錯誤，B正確；偏振片B只透過振動方向與其透振方向一樣的偏振光，人眼在P處看不到光亮，說明其透振方向與偏振片A的透振方向垂直。將B轉(zhuǎn)過180°后，其透振方向仍與偏振片A的透振方向垂直，人眼在P處依舊看不到光亮，所以C錯誤；將A轉(zhuǎn)過90°后，其透振方向與偏振片B的透振方向相同，人眼在P處能看到光亮，所以D正確。

[提升訓練]一、選擇題1．(多選)下列現(xiàn)象屬于光的衍射現(xiàn)象的是()A．雨后漂亮的彩虹B．陽光下肥皂膜上的彩色條紋C．光照耀到一個半徑很小的圓板后，在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑D．對著日光燈從兩鉛筆的縫中看到的彩色條紋答案CD解析彩虹是由于光的折射形成的，A錯誤；陽光下肥皂膜上的彩色條紋屬于光的干涉現(xiàn)象，B錯誤；C、D選項分別是光經(jīng)過圓板和縫后形成的衍射條紋，C、D正確。2．(多選)在垂直于太陽光的傳播方向前后放置兩個偏振片P和Q。在Q的后邊放上光屏，以下說法正確的是()A．Q不動，旋轉(zhuǎn)偏振片P，屏上光的亮度不變B．Q不動，旋轉(zhuǎn)偏振片P，屏上光的亮度時強時弱C．P不動，旋轉(zhuǎn)偏振片Q，屏上光的亮度不變D．P不動，旋轉(zhuǎn)偏振片Q，屏上光的亮度時強時弱答案BD解析P是起偏器，它的作用是把太陽光(自然光)轉(zhuǎn)變?yōu)槠窆猓撈窆獾恼駝臃较蚺cP的透振方向一樣，所以當Q與P的透振方向平行時，通過Q的光強最大；當Q與P的透振方向垂直時，通過Q的光強最小，即無論旋轉(zhuǎn)P或Q，屏上的光強都是時強時弱。3．在拍攝日落前水面下的景物時，應在照相機鏡頭前裝一個偏振片，其目的是()A．減弱反射光，從而使景物的像清楚B．增加反射光，從而使景物的像清楚C．增加透射光，從而使景物的像清楚D．減弱透射光，從而使景物的像清楚答案A解析由于反射光的干擾，景物的像經(jīng)常比較模糊，裝上偏振片的目的是減弱反射光，但不能增加透射光。故A正確。4．在視察光的衍射現(xiàn)象的試驗中，通過緊靠眼睛的卡尺測腳形成的狹縫，觀看遠處的線狀白熾燈絲(燈管或燈絲都要平行于狹縫)，可以看到()A．黑白相間的直條紋B．黑白相間的弧形條紋C．彩色的直條紋D．彩色弧形條紋答案C解析白熾燈發(fā)出的是復色光，其中各種色光的波長不同，產(chǎn)生的衍射條紋間距不同，各單色光相互疊加，成為彩色直條紋。故C正確，A、B、D錯誤。5．下列四種現(xiàn)象，不是光的衍射現(xiàn)象造成的是()A．通過游標卡尺兩卡腳間狹縫視察發(fā)出紅光的燈管，會看到平行的明暗相間的條紋B．不透光的圓片后面的陰影中心出現(xiàn)一個泊松亮斑C．太陽光照耀下，架在空中的電線在地面上不會留下影子D．用點光源照耀小圓孔，后面屏上會出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán)答案C解析在選項C中，電線的直徑要比光的波長大許多，根本不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。地面上沒有留下電線的影子是由于電線直徑與太陽相比，太陽相當于發(fā)光面積很大的光源，太陽光可以從電線的側(cè)面照耀到地面，使地面沒有電線的影子，與醫(yī)院手術(shù)室用的無影燈的工作原理相像。其他選項均是光的衍射現(xiàn)象造成的。故C正確。6．(多選)如圖所示，兩束單色光a、b從水下面射向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a光的速度比b光的速度小D．在水中a光的臨界角大于b光的臨界角E．若a光與b光以相同的入射角從水射向空氣，在不斷增大入射角時水面上首先消逝的是a光F．a(chǎn)比b更簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象答案ADF解析由題圖知a光的折射率小于b光的折射率，所以a光的頻率較小，波長較長，在介質(zhì)中的速度較大，臨界角較大，不易發(fā)生全反射，衍射本事較強。據(jù)此可推斷C、E錯誤，D、F正確；波長越長，干涉條紋間距越大，A正確；光的衍射條紋寬度不勻稱，B錯誤。7．如圖所示，讓自然光照到P、Q兩偏振片上，當P、Q兩偏振片的透射光偏振方向間的夾角為以下哪個度數(shù)時，透射光的強度最弱()A．0°B．30°C．60°D．90°答案D解析由偏振現(xiàn)象可知D正確。8．如圖所示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。設起偏器和檢偏器透振方向相同，關于這種溫度計的工作原理。正確的說法是()A．到達檢偏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．到達檢偏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．到達檢偏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．到達檢偏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，起偏器和檢偏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B正確。二、非選擇題9．某同學把卡尺間的窄縫調(diào)整到0．5mm去視察某一線光源，看到了彩色條紋。他把縫的寬度增加到0．8mm，再視察同一光源，看到的現(xiàn)象是______________，但亮度增大。若他把縫的寬度減小到0．2mm，則看到的現(xiàn)象是__________________。這說明在衍射現(xiàn)象中，衍射圖樣條紋的寬度及亮度與________有關，當其________時，衍射現(xiàn)象更為明顯。答案彩色條紋變窄彩色條紋變寬但亮度減弱單縫寬度變窄解析當窄縫寬度變窄時，它和光波的波長越接近，衍射現(xiàn)象越明顯，同時通過窄縫的光能越少，到達光屏上的條紋的寬度越寬，亮度就越弱。10．某同學自己動手制作如圖所示的裝置視察光的干涉現(xiàn)象，其中A為單縫屏，B為雙縫屏，整個裝置位于一暗箱中，試驗過程如下：(1)該同學用一束太陽光照耀A屏時，屏C上沒有出現(xiàn)干涉條紋；移去B后，在屏上出現(xiàn)不等間距條紋，此條紋是由于________產(chǎn)生的。(2)移去A后，遮住縫S1或縫S2中的任一個，C上均出現(xiàn)一窄亮斑。出現(xiàn)以上試驗結(jié)果的主要緣由是____________________________。答案(1)光的衍射(2)雙縫S1、S2太寬解析(1)移去B后只剩下單縫，故發(fā)生單縫衍射形成條紋，故此條紋是由于光的衍射產(chǎn)生的。(2)移走A后，遮住S1(或S2)，C上沒有出現(xiàn)條紋而只出現(xiàn)一個窄亮斑，說明衍射現(xiàn)象不明顯，故主要緣由是雙縫S1、S2太寬。11．分析以下現(xiàn)象產(chǎn)生的緣由：(1)通過盛水的玻璃杯，在適當?shù)慕嵌?，可看到彩色光?2)菜湯上的油花呈現(xiàn)彩色；(3)隔著帳幔看遠處的燈，見到燈四周輻射彩色的光線；(4)光線照在花布上，可以望見花布上的圖樣。答案略解析(1)白光通過盛水的玻璃杯發(fā)生折射，在適當?shù)慕嵌龋魃夥謩e較大，可看到彩色光。(2)光經(jīng)過菜湯上油膜的前后兩個表面發(fā)生反射，兩列反射光波相互疊加，產(chǎn)生干涉條紋，因此菜湯上的油花呈現(xiàn)彩色。(3)遠處燈發(fā)出的光經(jīng)過帳幔的縫隙，產(chǎn)生衍射，因此可見到燈四周輻射彩色的光線。(4)光線照在花布上望見花布的圖樣