第十三章第五節(jié) 光的衍射 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(14題為單選題，5題為多選題)1如圖所示的四個(gè)圖形中哪個(gè)是著名的泊松亮斑的衍射圖樣(B)解析：由泊松亮斑衍射圖樣特點(diǎn)可判選項(xiàng)B正確。2觀察單縫衍射現(xiàn)象時(shí)，把縫寬由0.2mm逐漸增大到0.8mm，看到的現(xiàn)象是(A)A衍射條紋的間距逐漸變小，衍射現(xiàn)象逐漸不明顯B衍射條紋的間距逐漸變大，衍射現(xiàn)象越來越明顯C衍射條紋的間距不變，只是亮度增強(qiáng)D以上現(xiàn)象都不會(huì)發(fā)生解析：觀察衍射圖樣發(fā)現(xiàn)：狹縫的寬度逐漸變小，衍射現(xiàn)象越明顯，衍射條紋間距變大。本題是縫寬增大，所以選項(xiàng)A正確。3在學(xué)習(xí)了光的衍射現(xiàn)象后，徐飛回家后自己設(shè)置了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)發(fā)光的小電珠和光屏之間放一個(gè)大小可以調(diào)節(jié)的圓形孔屏，在圓孔從較大調(diào)至完全閉合的過程中，他在屏上看到的現(xiàn)象是(B)A先是圓形亮區(qū)，最后完全黑暗B先是圓形亮區(qū)，再是圓形亮環(huán)，最后完全黑暗C先是圓形亮環(huán)，最后完全黑暗D先是圓環(huán)亮環(huán)，然后圓形亮區(qū)，最后完全黑暗解析：在圓孔由大到小調(diào)節(jié)過程中，當(dāng)孔較大時(shí)，光沿直線傳播，在屏上得到圓形亮斑；當(dāng)孔的直徑減小到與光波的波長相近時(shí)，產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象，屏上將出現(xiàn)明、暗相間的亮環(huán)，當(dāng)孔繼續(xù)減小到完全閉合，沒有光到達(dá)屏上時(shí)，屏上完全黑暗。4在觀察光的衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，通過緊靠眼睛的卡尺測腳形成的狹縫，觀看遠(yuǎn)處的線狀白熾燈絲(燈管或燈絲都要平行于狹縫)，可以看到(C)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彩色弧形條紋解析：白熾燈發(fā)出的是復(fù)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。5關(guān)于衍射，下列說法正確的是(AB)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一切波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D影的存在是一個(gè)與衍射現(xiàn)象相矛盾的客觀事實(shí)解析：衍射圖樣是復(fù)雜的光波的疊加現(xiàn)象，雙縫干涉中光通過二個(gè)狹縫時(shí)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，需要滿足障礙物的尺寸小于或相當(dāng)于波長的條件。二、非選擇題6如圖所示，在“觀察光的衍射現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，保持縫到光屏的距離不變，增加縫寬，屏上衍射條紋間距將_減小_(選填“增大”“減小”或“不變”)；該現(xiàn)象表明，光沿直線傳播只是一種近似規(guī)律，只有在_光的波長比障礙物小得多_情況下，光才可以看成是沿直線傳播的。解析：當(dāng)縫寬d增大時(shí)，x減小，當(dāng)光的波長比障礙物小得多時(shí)，光的衍射現(xiàn)象不明顯，光將沿直線傳播。7分析以下現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：(1)通過盛水的玻璃杯，在適當(dāng)?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(yuǎn)處的燈，見到燈周圍輻射彩色的光芒；(4)光線照在花布上，可以看見花布上的圖樣。解析：(1)白光通過盛水的玻璃杯發(fā)生折射，在適當(dāng)?shù)慕嵌?，各色光分離較大，可看到彩色光。(2)光經(jīng)過菜湯上油膜的前后兩個(gè)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(yuǎn)處燈發(fā)出的光經(jīng)過帳幔的縫隙，產(chǎn)生衍射，因此可見到燈周圍輻射彩色的光芒。(4)光線照在花布上看見花布的圖樣，是由于光的反射與吸收的結(jié)果?；ú际怯筛鞣N顏色的花紋組成的，當(dāng)白光照在花布上時(shí)紅色花紋反射紅光，吸收其他顏色的光，這樣我們在該位置只看到紅色。同理可以看到各種花紋反射的顏色。這樣可以看到花布的圖樣。 能力提升 一、選擇題(1、2題為單選題，3、4題為多選題)1關(guān)于光的干涉和衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是(D)A光的干涉現(xiàn)象遵循波的疊加原理，衍射現(xiàn)象不遵循波的疊加原理B光的干涉條紋是彩色的，衍射條紋是黑白相間的C光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性，光的衍射現(xiàn)象不能說明這一點(diǎn)D光的干涉和衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結(jié)果解析：從成因分析，光的干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結(jié)果，兩者都表明光是一種波，故A、C錯(cuò)，D正確。從條紋特點(diǎn)看，雖然條紋寬度、間距方面兩者有所區(qū)別，但單色光的干涉條紋、衍射條紋都是明(由單色光的顏色決定)暗相間的，白光的干涉條紋、衍射條紋都是彩色的，故B錯(cuò)。2(成都市2016年高三模擬)如圖所示的四種明暗相間的條紋，分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮紋)。則在下面的四個(gè)圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是(B)A紅黃藍(lán)紫B紅紫藍(lán)黃C藍(lán)紫紅黃D藍(lán)黃紅紫解析：從圖樣可以看出從左數(shù)第1、3個(gè)圖為干涉圖樣，由x可知，從左數(shù)第1個(gè)圖為紅光的干涉圖樣，第3個(gè)圖為藍(lán)光的干涉圖樣；第2、4個(gè)圖為衍射圖樣，且第4個(gè)圖衍射明顯，故第4個(gè)圖應(yīng)為黃光的衍射圖樣，故選B。3關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下面說法正確的是(AC)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光照到不透光小圓盤上出現(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，不存在光的衍射解析：單色光照到狹縫上產(chǎn)生的衍射圖樣是亮暗相間的直條紋。白光的衍射圖樣是彩色條紋。光照到不透明圓盤上，在其陰影處出現(xiàn)亮點(diǎn)，是衍射現(xiàn)象。光的衍射現(xiàn)象只有明顯與不明顯之分，D項(xiàng)中屏上大光斑的邊緣模糊，正是光的衍射造成的，不能認(rèn)為不存在衍射現(xiàn)象。4在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是(ACD)A將入射光由黃色換成綠色，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射，衍射條紋間距變寬D增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬解析：當(dāng)單縫寬度一定時(shí)，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，即偏離直線傳播的路徑越遠(yuǎn)，條紋間距也越大；當(dāng)光的波長一定時(shí)，單縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，衍射條紋間距越大；光的波長一定、單縫寬度也一定時(shí)，若增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距也會(huì)變寬，故選項(xiàng)A、C、D正確。二、非選擇題5如圖所示，甲、乙兩圖是單色光分別入射到兩圓孔形成的圖象，由圖判斷甲是光的_衍射_(選填“干涉”或“衍射”)圖象。圖甲所對應(yīng)的圓孔孔徑_小于_(選填“大于”、“小于”或“等于”)圖乙所對應(yīng)的圓孔孔徑。解析：圖甲所示，單色光通過小孔出現(xiàn)明暗相間且寬度不等的條紋，這是光的衍射現(xiàn)象。圖乙是個(gè)圓亮斑，說明光沿直線傳播，沒有發(fā)生衍射，圖乙所對應(yīng)的圓孔孔徑遠(yuǎn)大于單色光的波長，也大于發(fā)生衍射現(xiàn)象的圖甲所對應(yīng)的圓孔孔徑。6某同學(xué)自己動(dòng)手制作如圖所示的裝置觀察光的干涉現(xiàn)象，其中A為單縫屏，B為雙縫屏，整個(gè)裝置位于一暗箱中，實(shí)驗(yàn)過程如下：(1)該同學(xué)用一束太陽光照射A屏?xí)r，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_光的衍射_產(chǎn)生的。(2)移去A后，遮住縫S1或縫S2中的任一個(gè)，C上均出現(xiàn)一窄亮斑。出現(xiàn)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要原因是_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)沒有出現(xiàn)條紋而只出現(xiàn)一個(gè)窄亮斑，說明衍射現(xiàn)象不明顯，故主要原因是雙縫S1、S2太寬。7如圖所示是通過游標(biāo)卡尺兩測量腳間的狹縫觀察白熾燈線光源時(shí)所拍下的四張照片。(1)試通過圖樣分析四張照片對應(yīng)的兩測量腳間的寬度大小關(guān)系。(2)試說明照片(4)中中央條紋的顏色及成因。解析：(1)從四張照片的單縫衍射圖樣可以看出，由圖(1)到圖(4)，衍射現(xiàn)象越來越明顯，說明兩測量腳間的狹縫越來越小，因此由圖(1)到圖(4)四張照片對應(yīng)的兩測量腳間的寬度越來越小。(2)圖(4)中中央條紋的顏色為白色，因?yàn)楦鞣N色光在屏中央均為亮條紋，七色光疊加后，中央條紋即為白色。6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375