7.(08·天津·16)下列有关光现象的说法正确的是( )
A.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由紫光改为红光,则条纹间距一定变大
B.以相同入射角从水中射向空气,紫光能发生全反射,红光也一定能发生全反射
C.紫光照射某金属时有电子向外发射,红光照射该金属时也一定有电子向外发射
D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
6.(08·北京·13)下列说法正确的是 ( )
A.用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象
B.用X光机透视人体是利用光电效应
C.光导纤维传输信号是利用光的干涉现象
D.门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象
5.(09·福建·13)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是 ( )
A. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象
D. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
4.如图13-4-9所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象,这个实验表明:
A.光是电磁波 B.光是一种横波
C.光是一种纵波 D.光是概率波
3.市场上有种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低,从而广泛地应用于博物馆,商店等处,这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(例如氟化镁),这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。 以λ表示此红外线的波长,则所镀薄膜的厚度最小应为:
A.λ/8 B.λ/4 C.λ/2 D.λ
2.如图13-4-8所示,一束白光从左侧射入肥皂薄膜,下列说法中正确的是( )
A. 人从右侧向左看,可看到彩色条纹.
B.人从左侧向右看,可看到彩色条纹
C.彩色条纹平行排列
D.彩色条纹竖直排列
A 基础达标
1.用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹,相邻两条绿条纹间的距离为Δx。下列说法中正确的有
A.如果增大单缝到双缝间的距离,Δx将增大
B.如果增大双缝之间的距离,Δx将增大
C.如果增大双缝到光屏之间的距离,Δx将增大
D.如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,Δx将增大
考点1. 双缝干涉的现象及其分析
剖析: 双缝干涉中出现明、暗条纹是由屏上某点P到两缝的路程差来决定的,而条纹间距则由双缝到屏的距离、双缝之间的距离和光的波长共同决定。明确双缝干涉中条纹特点和分布情况、掌握出现的明条纹和暗条纹的条件是解决这类问题的关键。对双缝干涉可以理解为两个单缝衍射的叠加结果,但不是两个单缝衍射的简单相加,而是在满足一定条件下的能量再分配,要满足相干条件才产生干涉条纹。
[例题1] 如图13-4-5所示是双缝干涉实验装置,屏上O点到双缝S1、S2的
距离相等.当用波长为0.75μm的单色光照射时,P是位于O上方的第二
条亮纹位置,若换用波长为0.6μm的单色光做实验,P处是亮纹还是暗纹?在OP之间共有几条暗纹?
解析:当用波长为λ1=0.75μm单色光时P为O上方第二条亮纹,所以P到双缝S1、S2的距离差△r=2λ1=2×0.75μm=1.5μm.改用λ2=0.6μm.的单色光时,路程差△r=λ2,所以P为暗纹,从O到P路程差由零逐渐增大,必有路程差为和λ2的两点,即OP之间还有两条暗纹.
[变式训练1]在双缝干涉实验中以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时( )
A.只有红色和绿色的双缝于涉条纹,其它颜色的双缝干涉条纹消失
B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其它颜色的双缝干涉条纹依然存在
C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮
D.屏上无任何光亮
解析:由于双缝前各有一块滤光片,分别都透过红光和绿光,这两种色光不能发生干涉,故在屏上无双缝干涉条纹,但是这两种色光通过每个单缝时发生单缝衍射,故屏上仍有光亮.所以C选项正确,
考点2. 薄膜干涉现象及其分析
剖析: 薄膜干涉问题的关键是要弄清题设条件并结合产生薄膜干涉现象的原因和条件来分析。薄膜干涉是由于光在薄膜前后两个表面上反射的光引起的,一般来说在不同厚度的薄膜上的光程差不同,所以同一厚度薄膜的两个表面反射的光干涉即形成同一条纹,故薄膜干涉有时又叫等厚干涉。另外,平时学习要注意观察,注重感性和理性的结合。
[例题2] 把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图13-4-6,这时可以看到亮暗相间的条纹,下面关于条纹的说法中正确的是( )
A.将薄片向着劈尖移动使劈角变大时,条纹变疏
B.将薄片远离劈尖移动使劈角变小时,条纹变疏
C.将上玻璃板平行上移,条纹向着劈尖移动
D.将上玻璃板平行上移,条纹远离劈尖移动
解析:楔形空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉,空气层厚度相同的地方,两列波的路程差相同,故如果被测表面是平的,干涉条纹就是一组平行的直线,如图,当劈角为α时,相邻两条纹间等于,当劈角增大为β时,相邻的条纹左移至A’、C’处,条纹间距变为.设-=△s,则-=△s,故=,=.
因为β>α,所以>,故劈角增大时,条纹变密.
同理,当上玻璃板平行上移时,易得A’C’CA为平行四边形,
所以条纹向壁尖移动,且间距不变,本题选B、C.
[变式训练2]劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图13-4-7(1)所示.将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后,从上往下看到干涉条纹如图(2)所示.干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图(1)装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下看到的干涉条纹( )
A.变疏 B.变密 C.不变 D.消失
[解析] 由薄膜干涉的原理和特点可知,干涉条纹是由膜的上、下表面反射的光叠加干涉而形成的,某一明条纹或暗条纹的位置就由上、下表面反射光的路程差决定,且相邻明条纹或暗条纹对应的该路程差是恒定的,而该路程差又决定于条纹下对应膜的厚度差,即相邻明条纹或暗条纹下面对应的膜的厚度差也是恒定的.当抽去一纸片后,劈形空气膜的劈尖角--上、下表面所夹的角变小,相同的厚度差对应的水平间距离变大,所以相邻的明条纹或暗条纹间距变大,即条纹变疏.答案A正确.
(三)、光的偏振
1.光的偏振也证明了光是一种____,而且是_______波。各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间,两两互相垂直。
2.光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的,因此将E的振动称为光振动。
3.自然光。太阳、电灯等普通光源直接发出的光,包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫自然光。
4.偏振光。自然光通过偏振片后,在垂直于传播方向的平面上,只沿一个特定的方向振动,叫偏振光。自然光射到两种介质的界面上,如果光的入射方向合适,使反射和折射光之间的夹角恰好是90°,这时,反射光和折射光就都是偏振光,且它们的偏振方向互相垂直。我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。
(二)、衍射
注意关于衍射的表述一定要准确。(区分能否发生衍射和能否发生明显衍射)
1.光的衍射现象是光离开直线路径而_____________________的现象.
2.泊松亮斑:当光照到不透光的极小圆板上时,在圆板的__________出现的亮斑。当形成泊松亮斑时,圆板阴影的边缘是模糊的,在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。
3. 各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。
4.产生明显衍射的条件:___________________________________________.
小结:光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果,但存在明显的区别:
单色光的衍射条纹与干涉条纹都是明暗相间分布,但衍射条纹中间亮纹最宽,两侧条纹逐渐变窄变暗,干涉条纹则是等间距,明暗亮度相同。 白光的衍射条纹与干涉条纹都是彩色的。
5.衍射图样
a.单缝衍射:中央为___________,向两侧有明暗相间的条纹,但间距和亮度______________。白光衍射时,中央仍为白光,最靠近中央的是_________,最远离中央的是__________。
b.圆孔衍射:明暗相间的___________圆环。
c.泊松亮斑:光照射到一个半径很小的圆板后,在圆板的___________出现的亮斑,这是光能发生衍射的有力证据之一。
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