專題53 光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象（練）1下列應(yīng)用中是利用光的干涉原理的是_（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。A增透膜 B偏振片 C全息照相D在磨制各中鏡面或其它精密光學(xué)平面時，檢查鏡面的平整度E切割和焊接金屬【答案】ACD【解析】 增透膜、全息照相以及在磨制各中鏡面或其它精密光學(xué)平面時，檢查鏡面的平整度，都是利用光的干涉現(xiàn)象；而偏振片是利用光的偏振；切割和焊接金屬與光的干涉無關(guān)；故選ACD【名師點睛】考查應(yīng)掌握各種儀器的工作原理和使用方法，注意干涉與衍射之間的區(qū)別與聯(lián)系2在光的雙縫干涉實驗中，光屏上出現(xiàn)的條紋情況是： （ ）A中央明條紋最寬B各種不同色光的暗條紋間距一樣大C對于同種色光，光屏離雙縫距離越遠明條紋的間距越小D在相同裝置中紅光的明條紋間距比紫光的明條紋間距大【答案】D【名師點睛】解答此題要知道：雙縫干涉條紋等間距、等寬度、等亮度根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式比較條紋間距的大小。3（多選）下列關(guān)于光現(xiàn)象，說法正確的是： （ ）A通過游標(biāo)卡尺測量爪的狹縫觀察日光燈周圍有彩紋，是由于光的折射B雨后彩虹是陽光通過水霧形成的衍射現(xiàn)象C激光全息照相利用了激光相干性好的特點D拍攝玻璃櫥窗里的物體時，在鏡頭前裝偏振濾光片可以減弱玻璃表面反射光的影響【答案】CD【解析】 通過游標(biāo)卡尺測量爪的狹縫觀察日光燈周圍有彩紋，是光的衍射，A錯誤；雨后彩虹是由于光的折射造成色散形成的，故B錯誤；激光全息照相利用了激光相干性好的特點，C正確；反射光是偏振光，拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，或拍攝水面上的物品時，往往在鏡頭前加裝偏振片以減弱玻璃表面反射光進入照相機鏡頭，故D正確；【名師點睛】該題考查到光的衍射、干涉、偏振現(xiàn)象和各種電磁波的性質(zhì)，對光的本性的考查比較全面都是基礎(chǔ)知識屬于基礎(chǔ)題目4以下說法正確的是_（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。A對于同一障礙物，波長越長的光波越容易繞過去B白光通過三棱鏡后在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的一種干涉現(xiàn)象C紅光由空氣進入水中，波長變長，顏色不變D用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉E不管光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀察到的光速是不變的。【答案】ADE【名師點睛】考查光的明顯衍射的條件，區(qū)別光的折射與干涉色散，注意光的干涉的條件，同時掌握光從一介質(zhì)進入另一介質(zhì)時，光的頻率不變，即顏色不變5用氦氖激光器進行雙縫干涉實驗，已知使用的雙縫間距離d=0.1mm，雙縫到屏的距離l=60m，測得屏上干涉條紋中亮紋的間距是38cm，氦氖激光器發(fā)出的紅光的波長是多少？假如把整個裝置放入折射率是的水中，這時屏上的條紋間距是多少？【答案】（1）氦氖激光器發(fā)出的紅光波長是63×107m；（2）屏上的明條紋間距是285×102m【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握波動和振動的關(guān)系，以及條紋間距公式x=的應(yīng)用1如圖所示用Ab兩種單色光分別通過同一個雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣，現(xiàn)讓Ab兩種單色光組成的復(fù)色光通過三棱鏡或平行玻璃磚，光的傳播路徑和方向可能正確的是： （ ）A BC D【答案】C【解析】 由圖看出a光的干涉條紋大，根據(jù)雙縫干涉相鄰條紋間距公式可知，a光的波長大，則同一介質(zhì)對a的折射率小，對b光的折射率大；根據(jù)平行玻璃磚的光學(xué)特性可知，光線經(jīng)過兩次折射后從玻璃射出的出射光線與入射光線平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，所以出射時a光應(yīng)在右側(cè)，故A錯誤；根據(jù)平行玻璃磚的光學(xué)特性可知，出射光線與入射光線平行，即ab應(yīng)該都與入射光平行，故B錯誤；由分析可知，a光的臨界角較大當(dāng)光從棱鏡射入空氣中時，若b發(fā)生全反射，則a光可能不發(fā)生全反射，能從棱鏡射出，但光線在棱鏡右側(cè)面仍有反射，反射光則為復(fù)色光，故C正確；若a光發(fā)生全反射，則b光一定發(fā)生全反射，兩光束都不能從棱鏡射出，故D錯誤?！久麕燑c睛】解決本題掌握光學(xué)的基本知識：雙縫干涉相鄰條紋間距公式、折射定律、臨界角公式、全反射的條件，知道折射率與波長、頻率等等的關(guān)系。2兩束單色光、從水下同一位置同一方向射向水面，只產(chǎn)生兩束光線，光路圖如圖所示，則： （ ）A兩束光在水中傳播時，光束的速度大于光束的速度B兩束光在水中傳播時波長一樣C兩束光線通過同一小孔時，光線的衍射現(xiàn)象更明顯D光束從水中到空氣中頻率變大【答案】C【名師點睛】本題整合了光的折射、全反射、衍射、速度等多個知識點，有效地考查了學(xué)生對光學(xué)內(nèi)容的掌握情況；要知道折射率較大的光，頻率較大，臨界角小，在介質(zhì)中的傳播速度較小3（多選）如圖所示是一豎立的肥皂液薄膜的橫截面，關(guān)于豎立肥皂液薄膜上產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象的下列陳述中正確的是： （ ）A干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波的疊加B干涉條紋的暗紋是由于上述兩列反射波的波谷與波谷疊加而成C用綠色光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距比黃光照射時小D薄膜上干涉條紋基本上是水平的【答案】ACD【解析】 由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波的疊加，故A正確；干涉條紋的暗紋是由于上述兩列反射波的波谷與波峰疊加而成，故B錯誤；條紋間距與光的波長成正比，由于綠光波長短，故綠光條紋間距小，故C正確；薄膜的干涉是等厚干涉，同一條紋厚度相同，故條紋是水平的，故D正確；故選ACD【名師點睛】薄膜干涉分為兩種一種叫等傾干涉，另一種稱做等厚干涉等厚干涉是由平行光入射到厚度變化均勻、折射率均勻的薄膜前、后表面而形成的干涉條紋薄膜厚度相同的地方形成同條干涉條紋，故稱等厚干涉牛頓環(huán)和楔形平板干涉都屬等厚干涉。4下面有關(guān)光的干涉現(xiàn)象的描述中,正確的是： （ ）A在光的雙縫干涉實驗中,將入射光由綠光改為紫光,則條紋間隔變寬B白光經(jīng)肥皂膜前后表面反射后,反射光發(fā)生干涉形成彩色條紋C在光的雙縫干涉實驗中,若縫S1射入綠光,S2射入紫光,則條紋是彩色的D光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動性【答案】BD【名師點睛】決本題的關(guān)鍵掌握雙縫干涉條紋的間距公式，以及知道當(dāng)兩列光的路程差等于半波長的偶數(shù)倍，出現(xiàn)明條紋，當(dāng)路程差是半波長的奇數(shù)倍，出現(xiàn)暗條紋5登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴(yán)重地損壞視力。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛的傷害的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n=15，所要消除的紫外線的頻率為Hz，那么它設(shè)計的這種“增反膜”的厚度至少是多少？【答案】因此膜的厚度至少是。【解析】為了減少進入眼睛的紫外線，應(yīng)該使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射形成的光疊加后加強，因此光程差應(yīng)該是波長的整數(shù)倍，因此膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的1/2。紫外線在真空中的波長是，在膜中的波長是，因此膜的厚度至少是?！久麕燑c睛】該實驗通過光在膜的前后表面的反射光在前表面疊加，形成干涉，產(chǎn)生干涉條紋，路程差為半波長的偶數(shù)倍，出現(xiàn)明條紋，路程差為半波長的奇數(shù)倍，出現(xiàn)暗條紋1【2016·上海卷】在雙縫干涉實驗中，屏上出現(xiàn)了明暗相間的條紋，則： （ ）A中間條紋間距較兩側(cè)更寬B不同色光形成的條紋完全重合C雙縫間距離越大條紋間距離也越大D遮住一條縫后屏上仍有明暗相間的條紋【答案】D【方法技巧】通過雙縫干涉條紋特征和單縫衍射條紋特征進行分析和判斷，再應(yīng)用公式分析條紋間距。2【2016·天津卷】右圖是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則： （ ）A在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大B從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角大C照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時，a光的飽和電流大D若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級能量差大【答案】D【解析】由圖可知a光的干涉條紋間距小于b光的，根據(jù)可知，a的波長小于b的波長，a光的頻率大于b光的頻率，a光的折射率大于b光的折射率，則根據(jù)可知，在同種介質(zhì)中傳播時a光的傳播速度較小，選項A錯誤；根據(jù)可知，從同種介質(zhì)中射入真空，a光發(fā)生全反射的臨界角小，選項B錯誤；發(fā)生光電效應(yīng)時飽和光電流與入射光的強度有關(guān)，故無法比較飽和光電流的大小，選項C錯誤；a光的頻率較高，若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，則產(chǎn)生a光的能級差大，選項D正確?！久麕燑c睛】此題考查了雙縫干涉、全反射、光電效應(yīng)以及玻爾理論等知識點；要知道雙縫干涉中條紋間距的表達式，能從給定的圖片中得到條紋間距的關(guān)系；要知道光的頻率越大，折射率越大，全反射臨界角越小，波長越小，在介質(zhì)中傳播的速度越小。3【2016·江蘇卷】在上述楊氏干涉實驗中，若單色光的波長=589×10-7m，雙縫間的距離d=1mm，雙縫到屏的距離=2m求第1個亮條紋到第11個亮條紋的中心間距【答案】1178×102 m【方法技巧】重點考查條紋間距的公式。4【2015·全國新課標(biāo)·34（1）】如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線，則_（填入正確選項前的字母，選對1個給2分，選對2個給4分，選對3個給5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。A在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度B在真空中，a光的波長小于b光的波長C玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線a首先消失E分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距【答案】ABD【解析】 由圖可知：玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率，故C錯誤；在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度，故A正確；a光的頻率大于b光的頻率,在真空中，a光的波長小于b光的波長，故B正確；若改變光束的入射方向使角逐漸變大，因為a光的折射率大，則折射光線a首先消失，故D正確；a光的波長小于b光的波長，分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，故E錯誤。【方法技巧】本題主要是光的折射，重點是考察不同頻率的光，折射率也是不一樣的。注意折射率的兩種算方法，這往往是解決問題的關(guān)鍵。