Question

[物理--选修3-4]
（1）下列所示的图片、示意图或实验装置图都来源于课本，则下列判断准确无误的是

 

A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S₁、S₂的路程差是光的半波长的偶数倍，则P是亮纹
D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
（2）如戊图为一半球形玻璃砖的一个截面，其半径为R．玻璃砖的折射率为n=

3

，光线Ⅰ从顶点A直射向球心，光线Ⅱ的入射点为B，∠AOB=60°，试画出两束光线的光路图（只画折射光线），并求这两束光线经CD面出射后的交点到球心O的距离．

Answer 1

分析：（1）甲图是小孔衍射的图样，不是“泊松亮斑”．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度．丙图是双缝干涉原理图，若P到S₁、S₂的路程差是光的半波长的偶数倍，则P是亮纹．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹．
（2）画出光路图，由n=

sini

sinr

求出折射角，由几何知识求出光线Ⅱ射到CD面上入射角，由折射定律求出折射角．光线Ⅰ经过玻璃砖后方向不变，再由几何知识求出这两束光线经CD面出射后的交点到球心O的距离．

解答：解：（1）A、甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”是圆板衍射．故不是“泊松亮斑”．故A错误．
B、乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度．故B正确．
C丙图是双缝干涉原理图，若P到S₁、S₂的路程差是光的半波长的偶数倍，两列光波的波峰与波峰或波谷与波谷在P点相遇，振动加强，P处形成亮纹．故C正确．
D、丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹．故D错误．
故选BC
（2）画出光路图如图．光线由Ⅰ经过玻璃砖后方向不变．
光线Ⅱ在圆弧面上入射角为i₁=60°，由n=

sini

sinr

得sinr₁=

sini1

n

得 r₁=30°
光线Ⅱ射到CD面上入射角，i₂=30°，根据光路可逆性可知，折射角r₂=60°
由几何知识得：OE=

1 2 R

cos30°

=

3

3

R
求出这两束光线经CD面出射后的交点到球心O的距离OF=OEtan30°=

R

3

．
故答案为：（1）BC；
（2）这两束光线经CD面出射后的交点到球心O的距离为

R

3

．

点评：第1题是常见的光现象及其应用，可结合实验原理和实验现象加强记忆．第2题是几何光学问题，画光路图是基础，几何知识的运用是关键．