内容正文:
高效作业29 光的波动性
(见学生用书P345)
微考点一 光的双缝干涉现象
1.下列现象中可以用薄膜干涉来解释的是( B )
A.雨后的彩虹
B.水面上的油膜在阳光照射下呈彩色
C.透过昆虫的翅膀看阳光呈现彩色
D.荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮
【解析】 雨后的彩虹是色散现象,故A错误;水面上的油膜在阳光照射下呈彩色,是干涉现象,故B正确;透过昆虫的翅膀看阳光呈现彩色,是衍射现象,故C错误;荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮,是光的全反射的结果,故D错误。
2.2023·绍兴一中模拟科学家早在1966年就研究发现蓝光可引起视网膜细胞的损伤,其中波长为400~450纳米的蓝光对视网膜危害程度最大,生活中的电视、电脑、手机等各类LED发光屏为了画面靓丽却往往会提升蓝光强度。如图所示,人们可用防蓝光眼镜减小蓝光对眼睛的损害。关于防蓝光镜片制作的原理,下列说法可能正确的是( C )
A. 用偏振片作为镜片,利用光的偏振将蓝光过滤
B.把镜片制作得很薄,利用光的衍射将蓝光过滤
C.在镜片上涂一层膜,利用光的干涉将蓝光过滤
D.用折射率较大的材料做镜片,利用光的全反射将蓝光过滤
【解析】 减少蓝光通过眼镜,可在镜片上涂一层膜,利用光的干涉将蓝光过滤,选项C正确。
3.2023·杭州二中模拟图甲是蓝色大闪蝶,在阳光下可以看到其翅膀灿烂闪烁。蓝色大闪蝶的翅膀表面有凸起的翅脊,这些翅脊有一串类似台阶的结构。光照射翅脊上“台阶结构”的典型光路如图乙所示,则( A )
A.翅膀灿烂闪烁是光的干涉现象
B.翅膀灿烂闪烁是光的全反射现象
C.光经翅脊反射后的频率变大
D.光在翅脊中的波长大于在空气中的波长
【解析】 由题图可知射向翅脊的光被翅脊的上、下表面反射,在翅脊的上表面处会形成彩色的条纹,这种情况属于薄膜干涉,是光的干涉现象,故A正确,B错误;光经翅脊反射后频率不变,故C错误;翅脊的折射率大于空气的折射率,则光在翅脊中的传播速度小于在空气中的传播速度,由v=λf可知,光在翅脊中的波长小于在空气中的波长,故D错误。故选A。
4.在雪地训练、比赛时,运动员佩戴了一种利用薄膜干涉原理设计的眼镜,大大减小了紫外线对眼睛的伤害。该眼镜选用的薄膜材料的折射率为1.5,所要消除的紫外线的频率为8.1×1014 Hz,那么这种“增反膜”的厚度至少是( A )
A.1.23×10-7 m B.1.85×10-7 m
C.9.25×10-8 m D.6.18×10-8 m
【解析】 为了减小紫外线对眼睛的伤害,应使分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强,则路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ的整数倍,即2d=nλ(n=1,2,…),当“增反膜”的厚度最小时,n=1,即2d=λ,其中λ==,则d== m≈1.23×10-7 m,故选A。
微考点二 光的衍射及偏振现象
5.如图所示,通过用两个刀片组成的宽度可以调节的狭缝观察日光灯光源时看到三个现象。在狭缝宽度逐渐变小过程中,所看到的三个图像的顺序可能是( D )
A.abc B.bca
C.cab D.bac
【解析】 随着狭缝宽度逐渐变小,最开始呈现的是光的直线传播,即b图的情况,随后变为衍射,且衍射所对应的狭缝越小,衍射现象越明显,故先后出现a与c图,故选D。
6.(多选)如图所示,下列说法正确的是( AD )
甲 乙
丙 丁
A.如图甲,自然光由空气射到水面上,反射光是偏振光
B.如图乙,立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样
C.如图丙,大头针尖的影子轮廓模糊不清,是光的干涉现象
D.图丁为光通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样
【解析】 如图甲,自然光由空气射到水面上,反射光是偏振光,故A正确;如图乙,立体电影的原理是光的偏振,照相机镜头表面涂上增透膜的原理是光的干涉,故B错误;如图丙,影子轮廓模糊不清,是光的衍射现象,故C错误;如图丁,在圆形阴影中心有亮斑,即泊松亮斑,则为光通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样,故D正确。
7.(多选)一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置如图所示,检偏器的透振方向与起偏器的透振方向相同。一束偏振光射入光纤,由于温度变化,光纤的长度、芯径、折射率发生变化,从而使偏振光的偏振方向发生变化,光接收器接收的光强度就会变化。关于这种温度计的工作原理,下列说法正确的是( AC )
A.到达检偏器的光的偏振方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大
B.到达检偏器的光的偏振方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小
C.到达检偏器的光的偏振方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越大,表示温度变化越小
D.到达检偏器的光的偏振方向变化越大,光接收器所接