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第32课 光的波动性 电磁波
普查与练习32 光的波动性 电磁波
1.光的波动性
a.常见的光的干涉、衍射和偏振现象
(1)(2024汇编题,6分)下列光现象中,与光的干涉有关的是______,与光的衍射有关的是______,与光的偏振有关的是______。
A.水面上的油膜呈现彩色
B.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度
C.泊松亮斑
D.立体电影
E.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片
F.将两支铅笔并排放置,其直缝与日光灯平行,通过直缝看到彩色条纹
G.刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清
H.肥皂泡在阳光下出现彩色条纹\
答案:ABH(2分) CFG(2分) DE(2分)
解析:水面上的油膜呈现彩色,是因为油膜上下两个表面反射的光发生干涉形成的彩色条纹,属于薄膜干涉现象。用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度利用的是薄膜干涉原理。泊松亮斑是光照射不透光的圆盘,在适当的距离,影的正中心出现的一个亮斑,属于光的衍射现象。立体电影利用了光的偏振原理。拍摄玻璃橱窗内物品时,往往在镜头前加装一个偏振片是利用光的偏振原理,减弱反射光的强度,使照片更清晰。将两支铅笔并排放置,其直缝与日光灯平行,通过直缝看到彩色条纹属于衍射现象。刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清属于衍射现象。肥皂泡在阳光下出现彩色条纹属于薄膜干涉现象。故与光的干涉现象有关的是ABH,与光的衍射现象有关的是CFG,与光的偏振有关的是DE。
b.根据干涉和衍射条纹的特点识别相应的图像
(2)(北京经典真题,6分)利用图(a)所示的装置(示意图),观察光的干涉、衍射现象,在光屏上得到如图(b)、图(c)两种图样。下列关于P处放置的光学元件说法正确的是( )
图(a)
图(b) 图(c)
A.图(b)对应单缝,图(c)对应双缝
B.图(b)对应双缝,图(c)对应单缝
C.都是单缝,图(b)对应的缝宽较大
D.都是双缝,图(b)对应的双缝间距较大
答案:A
解析:在单色光的双缝干涉实验中,干涉条纹等间距分布;而单缝衍射实验中,衍射条纹中间宽,向两侧逐渐变窄,所以图(c)对应P处为双缝,图(b)对应P处为单缝,故A项正确。
c.利用薄膜干涉对光学平面的平滑度进行检测
(3)(辽宁大连二模,4分)光的干涉现象在技术中有许多应用。图(a)是利用干涉检查平面平整度装置,下列说法正确的是( )
图(a)
图(b)
图(c)
图(d)牛顿环
A.图(a)中上板是待检测的光学元件,下板是标准样板
B.在双缝干涉实验中,若换用波长更长的单色光,其他条件不变,则图(b)中的干涉条纹变密
C.若图(c)为俯视图(a)装置看到的干涉条纹,条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凹陷而导致不平整
D.如图(d)所示,把一个凸透镜压在一块平面玻璃上。让单色光垂直从上方射入,从上往下看凸透镜,可以看到等间距的明暗相间的同心圆环
答案:C
解析:图(a)中上板是标准样板,下板是待检测的光学元件,故A项错误。根据条纹间距公式Δx=λ,若换用波长更长的单色光,其他条件不变,则图(b)中的干涉条纹变疏,故B项错误。若出现图(c)中弯曲的干涉条纹,即亮条纹提前出现,说明被检查的平面在此处出现了凹陷,故C项正确。用单色光垂直照射图(d)中的凸透镜,凸透镜与平面玻璃间的空气厚度不是均匀变化,空气膜厚度增加得越来越快,得到的条纹是随离圆心的距离增加而逐渐变密的同心圆环,故D项错误。
2.实验:用双缝干涉测光的波长
a.根据Δx=λ分析双缝干涉条纹间距变化的条件
(4)(北京朝阳区一模,3分)在光的双缝干涉实验中,能增大条纹间距的做法是( )
A.改用频率更高的光波
B.改用波长更长的光波
C.增大双缝间距
D.减小双缝与光屏间距
答案:B
解析:根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λ可知,改用频率更高的光波,波长更短,则条纹间距减小,故A项错误。改用波长更长的光波,则条纹间距变大,故B项正确。增大双缝间距d,则条纹间距减小,故C项错误。减小双缝与光屏间距l,则条纹间距减小,故D项错误。
b.实验操作与数据处理
(5)(全国Ⅱ经典真题,10分)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:
①若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可________;
A.将单缝向双缝靠近
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更小的双缝
②若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx,则单色光的波长λ=________;
③某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1