内容正文:
第5章
光的干涉、衍射和偏振
第1讲 描述运动的基本概念
专题专项练
易混易错练5
第1讲 描述运动的基本概念
易错点1 混淆双缝干涉条纹与衍射条纹
1.在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后,分别得到如下四幅图样,以下说法正确
的是 ( )
A.甲是双缝干涉图样、丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
B.乙是单缝衍射图样、丙是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
C.甲是双缝干涉图样、丁是小圆孔衍射图样
D.乙是双缝干涉图样、丙是小圆孔衍射图样
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 单缝衍射图样与双缝干涉图样的区别是:前者是中间亮条纹明亮且宽大,两侧亮条纹的亮度和宽
度逐渐减小,后者明暗条纹间隔相等。由此可知甲图是双缝干涉条纹,乙图是单缝衍射条纹。单色光照
射小圆孔做衍射的实验时,中央较大的区域内是亮的,周围是明暗相间的圆环,条纹间距也不等,亮度向
外逐渐变暗;而泊松亮斑衍射图样的中间是一个比较小的亮点。由此可知丙是小圆孔衍射图样。故A
正确,B、C、D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
易错点2 不清楚薄膜干涉的原理
2.如图所示是一竖立的肥皂薄膜的截面,一束单色平行光射向薄膜,在薄膜上产生干涉条纹,则下列说法
错误的是 ( )
A.干涉条纹的产生是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B.观察干涉条纹时,应在入射光的同一侧,薄膜上的干涉条纹是水平的
C.观察干涉条纹时,薄膜上的干涉条纹是水平的,若薄膜在竖直面内转过90度角,则条纹将变成竖直的
D.用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比用黄光照射时小
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由于重力的作用,肥皂薄膜形成了上薄下厚的形状,干涉条纹是光在薄膜前后两表面反射形成的
两列光波叠加的结果,故A说法正确;观察干涉条纹时,应在入射光的同一侧,且薄膜干涉是等厚干涉,同
一条纹对应的薄膜厚度相同,故条纹是水平的,B说法正确,C说法错误;其他条件相同时,干涉条纹间距与
光的波长成正比,由于黄光波长较长,故用黄光照射薄膜产生的干涉条纹间距较大,用绿光照射薄膜产
生的干涉条纹间距较小,故D说法正确。
错解分析
由于不清楚薄膜干涉的原理,从而可能错选C。解答此题需明确薄膜干涉是等厚干涉,同一条纹对应的
薄膜厚度相同,因此条纹是水平的,即使对薄膜进行了旋转,由于重力的作用,稳定后仍然形成上薄下厚
的形状,干涉条纹仍为水平的。
第1讲 描述运动的基本概念
易错点3 计算条纹间距出错
3.如图甲所示为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置。
(1)光具座上放置的光学元件依次为①光源(白炽灯)、②________、③_______、④双缝、⑤遮光
筒、⑥光屏。对于某种单色光,为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离,可采取______________________
____________________或______________________的方法。
甲
(2)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央,手轮的读数如图乙所示。继续转动
减小双缝之间的距离
(或选用较长的遮光筒)
增大双缝到光屏的距离
单缝
滤光片
第1讲 描述运动的基本概念
手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央,手轮的读数如图丙所示。则相邻两亮条纹的间距为
_____________mm(计算结果保留3位小数)。
1.556
乙
丙
(3)如果双缝的间距为0.30 mm、双缝和光屏之间的距离为900 mm,则待测光的波长为___________m
(计算结果保留3位有效数字)。
(4)如果将图甲中①光源(白炽灯)换成激光光源,该实验照样可以完成,这时可以去掉的部件是_______
(选填数字代号)。
②③
5.19×10-7
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)首先需要获取单色光,所以在光源后面需要有滤光片;然后需要获取线光源,后面需要有单缝;
根据Δy= λ可知,为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离,可增大双缝到光屏的距离(或选用较长的遮光
筒)或减小双缝之间的距离。
(2)图乙的固定刻度读数为0,可动刻度读数为4.7×0.01 mm=0.047 mm,最终读数为y1=0.047 mm;图丙的
固定刻度读数为14 mm,可动刻度读数为4.7×0.01 mm=0.047 mm,最终读数为y2=14.047 mm,相邻两亮条
纹的间距为Δy= ≈1.556 mm。
(3)根据Δy= λ可知λ=Δy ,代入数据解得λ≈5.19×10-7 m。
(4)把光源(白炽灯)换成激光光源,由于激光的单色性好,准直度高,不需要滤光片和单缝,故可以去掉的
部件为②③。
第1讲 描述运动的基本概念
错解分析
计算相邻两亮条纹间距时,误认为第1条亮条纹与第10条亮条纹间共有10个条纹间距,从而造成错解。
解题时需明确第1条亮条纹与第n条亮条纹间共有n-1个条纹间距,而不是n个。
第1讲 描述运动的基本概念
$