19年高考物理大一轮复习第14章选考部分第4讲光的干涉、衍射和偏

第四讲光的干涉、衍射和偏振电磁波与相对论

一、

二、

1．判断正误

(1)光的颜色由光的频率决定．( )

(2)只有频率相同的两列光波才有可能产生稳定的干涉．( )

(3)在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．( )

(4)阳光下茂密的树荫中地面上圆形亮斑是光的衍射形成的．( )

(5)自然光是偏振光．( )

(6)电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场．( )

(7)无线电波不能发生干涉和衍射现象．( )

(8)波长不同的电磁波在本质上完全不同．( )

(9)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的．( )

答案：(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×

1

2 2．下列属于光的干涉现象的是(

)

答案：BC

3．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )

A ．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息

B ．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波

C ．太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传播速度相同

D ．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X 射线波长相同

答案：B

4．关于狭义相对论的说法，不正确的是( )

A ．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的

B ．狭义相对论认为在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c ，与光源的运动无关

C ．狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系

D ．狭义相对论在任何情况下都适用

答案：

D

1．双缝干涉

(1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同．

(2)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即Δx ＝l d

λ.

(3)用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹．

2．亮暗条纹的判断方法

3

(1)如图所示，光源S 1、S 2发出的光到屏上某点的路程差r 2－r 1＝k λ(k ＝0,1,2…)时，光屏上出现亮条纹．

(2)光的路程差r 2－r 1＝(2k ＋1)λ2

(k ＝0,1,2…)时，光屏上出现暗条纹． 3．条纹间距：Δx ＝l d

λ，其中l 是双缝到光屏的距离，d 是双缝间的距离，λ是光波的波长．

4．薄膜干涉

(1)形成：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA ′和后表面BB ′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加．

(2)亮、暗条纹的判断

①在P 1、P 2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr 等于波长的整数倍，即Δr ＝n λ(n ＝1,2,3…)，薄膜上出现亮条纹．

②在Q 处，两列反射回来的光波的路程差Δr 等于半波长的奇数倍，即Δr ＝(2n ＋1)λ2

(n ＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹．

1．(2012·全国卷)(多选)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光．为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( )

A ．改用红光作为入射光

B ．改用蓝光作为入射光

C ．增大双缝到屏的距离

D ．增大双缝之间的距离

解析：选AC 双缝干涉实验中，干涉条纹间距Δx ＝l d

λ，要增大干涉条纹间距Δx ，

4 可以增大λ、l 或减小d ，λ红>λ黄，λ蓝<λ黄，故A 、C 正确，B 、D 错误．

2．(2017·安徽合肥二模)如图所示，两束平行单色光a 、b 从空气射入玻璃三棱镜，出射光为①和②，对这两束光，下列说法正确的是(

)

A ．出射光①是a 光

B ．在该三棱镜中a 光的传播速度比b 光的大

C ．从同种介质射入真空发生全反射时，a 光的临界角比b 光的小

D ．分别通过同一双缝干涉装置，a 光形成的相邻亮条纹间距大

解析：选C 由图可知，a 光的偏折角大于b 光的偏折角，故a 光的折射率大于b 光的折射率，通过三棱镜右侧面后a 光的偏折程度较大，则知出射光①是b 光，故A 错误．根据v ＝c n 分析知，在该三棱镜中a 光的传播速度比b 光的小，故B 错误．根据sin C ＝1n

分析知，a 光的临界角比b 光的小，故C 正确．a 光的折射率大于b 光的折射率，则a 光的频率大于b 光的频率，a 光的波长小于b 光的波长，而双缝干涉条纹的间距与波长成正比，则分别通过同一双缝干涉装置，a 光形成的相邻亮条纹间距小，故D 错误．

3．(1)如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取________或________的方法．

(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________(填数字代号)．

(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读下手轮的读数如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读下手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是

________ mm.

(4)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm 、双缝和光屏之间的距离是900 mm ，则待测光

5 的波长是________ m ．(取三位有效数字)

解析：(1)由实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、双缝．由Δx ＝l d λ可知，要增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取的办法有：①增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)；②减小双缝之间的距离．

(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③.

(3)甲图读数是0.045 mm ，乙图读数是14.535 mm ，它们的差值是14.490 mm ，中间跨

越了10－1＝9个条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是Δx ＝14.4909

mm ＝1.610 mm. (4)光的波长λ＝Δx ·d l

＝5.37×10－7 m. 答案：(1)滤光片 单缝 双缝 增加双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒) 减小双缝之间的距离

(2)②③ (3)1.610 (4)5.37×10－7

1．对光的衍射的理解(1)干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显．在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别．

(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播的．

2．单缝衍射与双缝干涉的比较

光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的．

4．光的偏振

(1)自然光与偏振光的比较

6

光等．

4．(2014·江苏卷)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图(甲)所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如(乙)图所示．他改变的实验条件可能是( )

A ．减小光源到单缝的距离

B ．减小双缝之间的距离

C ．减小双缝到光屏之间的距离

D ．换用频率更高的单色光源

解析：选B 在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx ＝l d λ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l 、λ或减小d .根据c ＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B 正确，选项A 、

C 、

D 错误．

5．(多选)下列关于光的说法中正确的是( )

A ．分别用红光和紫光在同一装置上做干涉实验 …… 此处隐藏：2662字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……