5光的衍射6光的偏振 (40分鐘)1.對(duì)于光的衍射現(xiàn)象的定性分析,下列說法正確的是()A.只有障礙物或孔的尺寸可以跟光波波長相比甚至比波長還要小的時(shí)候,才能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象B.光的衍射現(xiàn)象是光波相互疊加的結(jié)果C.光的衍射現(xiàn)象否定了光沿直線傳播的結(jié)論D.光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動(dòng)性解析：光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象無疑說明了光具有波動(dòng)性,而小孔成像說明光沿直線傳播,而要出現(xiàn)小孔成像,孔不能太小,光的直線傳播規(guī)律只是近似的,只有在光的波長比障礙物小很多的情況下,光才可以看成是直進(jìn)的,所以光的衍射現(xiàn)象和直線傳播是不矛盾的,它們是在不同條件下出現(xiàn)的兩種現(xiàn)象,故上述選項(xiàng)中正確的是A、B、D。答案：ABD2.關(guān)于衍射光柵,下列說法正確的是()A.衍射光柵是由許多等寬度的狹縫組成的B.衍射光柵分為透射光柵和反射光柵兩類C.透射光柵中刻痕的部分相當(dāng)于透光的狹縫D.透射光柵中未刻的部分相當(dāng)于透光的狹縫解析：對(duì)于透射光柵來說,當(dāng)光照到刻痕上時(shí),由于光發(fā)生漫反射而不能透過,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案：ABD3.關(guān)于自然光和偏振光,下列觀點(diǎn)正確的是()A.自然光能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象,而偏振光卻不能B.只有自然光透過偏振片才能獲得偏振光C.自然光只能是白色光,而偏振光不能是白色光D.自然光和偏振光都能使感光底片感光解析：振動(dòng)沿各個(gè)方向均勻分布的光是自然光,而振動(dòng)沿著特定方向的光是偏振光,但自然光和偏振光都能發(fā)生干涉、衍射,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。光的偏振現(xiàn)象并不罕見,除了從光源直接發(fā)出的光以外,我們通常看到的絕大部分光,都是偏振光,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤。光的顏色由光的頻率決定,與光的振動(dòng)方向無關(guān),所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。自然光和偏振光都具有能量,都能使感光底片感光,選項(xiàng)D正確。答案：D4.關(guān)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,雙縫干涉中光通過兩個(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。答案：AB5.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(cè)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()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。答案：C6.一束紅光射向一塊有雙縫的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈現(xiàn)明暗相間的干涉條紋。現(xiàn)將其中一條縫擋住,讓這束紅光只通過一條縫,則在光屏上可以看到()A.與原來相同的明暗相間的條紋,只是亮條紋比原來暗些B.與原來不相同的明暗相間的條紋,而中央亮條紋變寬些C.只有一條與縫寬對(duì)應(yīng)的亮條紋D.無條紋,只存在一片紅光解析：本題一開始告訴我們產(chǎn)生了干涉現(xiàn)象,說明兩縫都很窄,能夠滿足使紅光發(fā)生明顯衍射的條件,擋住一條縫后,在屏上得到的是單縫衍射圖樣。衍射圖樣和干涉圖樣的異同點(diǎn):中央都出現(xiàn)亮條紋,但衍射圖樣中央亮條紋較寬,兩側(cè)都出現(xiàn)明暗相間的條紋;干涉圖樣為等間隔的明暗相間的條紋,而衍射圖樣兩側(cè)為不等間隔的明暗相間的條紋。只有選項(xiàng)B正確。答案：B7.在拍攝日落時(shí)分水面下的景物時(shí),應(yīng)在照相機(jī)鏡頭前裝一個(gè)偏振片,其目的是()A.減少陽光在水面上的反射光B.阻止陽光在水面上的反射光進(jìn)入照相機(jī)鏡頭C.增強(qiáng)光由水面射入空氣中的折射光進(jìn)入鏡頭的強(qiáng)度D.減弱光由水面射入空氣中的折射光進(jìn)入鏡頭的強(qiáng)度解析：日落時(shí)分的陽光照射到水面上時(shí),反射光很強(qiáng),照相機(jī)鏡頭對(duì)著水面時(shí),進(jìn)入鏡頭的光線既有陽光經(jīng)水面的反射光,又有由水中折射入空氣的折射光。前者光線進(jìn)入鏡頭得到實(shí)際景物在水中的倒影的像,而后者光線進(jìn)入鏡頭所攝得照片才是水下景物的像,兩者在同一底片上相互干擾,使圖像模糊不清。若在鏡頭上安裝一偏振片,轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片方向使其透振方向與反射光的偏振方向垂直,即可最大限度地阻止反射光進(jìn)入鏡頭,增強(qiáng)圖像的清晰度。答案：B8.抽制細(xì)絲時(shí)可用激光監(jiān)控其粗細(xì),如圖所示,激光束越過細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同,則()這是利用光的干涉現(xiàn)象這是利用光的衍射現(xiàn)象如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲變粗了如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲變細(xì)了A.B.C.D.解析：上述工作應(yīng)用的原理是光的衍射,故正確;由衍射產(chǎn)生的條件可知絲越細(xì)衍射現(xiàn)象越明顯,故也正確。答案：B9.導(dǎo)學(xué)號(hào)73884121夜晚,汽車前燈發(fā)出的強(qiáng)光將迎面駛來的汽車司機(jī)照得睜不開眼,嚴(yán)重影響行車安全。若考慮將汽車前燈玻璃改用偏振玻璃,使射出的燈光變?yōu)槠窆?同時(shí)汽車前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好與燈光的振動(dòng)方向垂直,但還要能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體。假設(shè)所有的汽車前窗玻璃和前燈玻璃均按同一要求設(shè)置,如下措施可行的是()A.前窗玻璃的透振方向是豎直的,車燈玻璃的透振方向是水平的B.前窗玻璃的透振方向是豎直的,車燈玻璃的透振方向是豎直的C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45,車燈玻璃的透振方向是斜向左上45D.前窗玻璃和車燈玻璃的透振方向都是斜向右上45解析：若前窗玻璃的透振方向豎直、車燈玻璃的透振方向水平的話,從車燈發(fā)出的照射到物體上反射的光將不能透過前窗玻璃,司機(jī)面前將是一片漆黑,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若前窗玻璃與車燈玻璃的透振方向均豎直,則對(duì)面車燈的光仍能照得司機(jī)睜不開眼,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若前窗玻璃透振方向是斜向右上45,車燈玻璃的透振方向斜向左上45,則車燈發(fā)出的光經(jīng)物體反射后無法透振進(jìn)本車車窗內(nèi),卻可以透振進(jìn)對(duì)面車窗內(nèi),選項(xiàng)C錯(cuò)誤。正確的措施是D。答案：D10.導(dǎo)學(xué)號(hào)73884122如圖所示,一玻璃柱體的橫截面為半圓形,讓太陽光或白熾燈光通過小孔S形成細(xì)光束從空氣射向柱體的O點(diǎn)(半圓的圓心),產(chǎn)生反射光束1和透射光束2,現(xiàn)保持入射光方向不變,將半圓玻璃柱繞通過O點(diǎn)垂直于紙面的軸線轉(zhuǎn)動(dòng),使反射光束1和透射光束2恰好垂直。在入射光線的方向上加偏振片P,偏振片所在平面與入射光束垂直,其透振方向與紙面平行,這時(shí)看到的現(xiàn)象是()A.反射光束1消失B.透射光束2消失C.反射光束1和透射光束2都消失D.偏振片P以入射光束為軸旋轉(zhuǎn)90,透射光束2消失解析：自然光射到界面上,當(dāng)反射光束與折射光束垂直時(shí),反射光束和折射光束的偏振方向相互垂直,且反射光束的偏振方向與紙面垂直,折射光的透振方向與紙面平行,因此當(dāng)在入射光線方向垂直放上透振方向與紙面平行的偏振片P時(shí),因垂直于紙面方向無光;反射光束1消失,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)90,因平行于紙面內(nèi)的光消失,則透射光束2消失,選項(xiàng)D正確。答案：AD11.在圖中,甲、乙兩幅圖是由單色光分別入射到圓孔而形成的圖像,其中圖甲是光的(選填“干涉”或“衍射”)圖像。由此可以判斷出圖甲所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑(選填“大于”或“小于”)圖乙所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑。解析：題圖甲中出現(xiàn)明暗相間的條紋,是衍射現(xiàn)象,題圖乙中出現(xiàn)圓形亮斑。只有障礙物或孔的尺寸比光波波長小或跟波長相差不多時(shí),才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。題圖甲是光的衍射圖樣,由于光波波長很短,約在10-7 m數(shù)量級(jí)上,所以題圖甲對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑比題圖乙所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑小。題圖乙的形成可以用光的直線傳播解釋。答案：衍射小于12.導(dǎo)學(xué)號(hào)73884123實(shí)驗(yàn)證明讓一束太陽光入射到平靜的水面上,如果入射角合適,其反射光線和折射光線是互相垂直的,且偏振方向也是互相垂直的偏振光。已知水的折射率為43,求這一入射角為多少?解析：設(shè)入射角為1,折射角為2,反射角為1,如圖所示。由光的反射定律知1=1,根據(jù)光的折射率得n=sin 1sin 2根據(jù)題設(shè)條件1+2=90sin 2=sin(90-1)=cos 1,則有n=sin 1cos 1=tan 1,解得1=53。答案：53