光的波動(dòng)性 知識(shí)點(diǎn) 例題詳解.doc

第十六章 翰林匯翰林匯翰林匯翰林匯光的波動(dòng)性目的要求：了解光的“微粒說(shuō)”與“波動(dòng)說(shuō)”，熟悉相干條件，掌握雙縫干涉的特征及規(guī)律、條紋分布情況及明、暗紋位置特征；熟悉薄膜干涉的特征及其應(yīng)用。掌握產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件及條紋特征，熟悉電磁波譜和各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理、基本特征及應(yīng)用類(lèi)型。熟悉光電效應(yīng)現(xiàn)象所遵循的基本規(guī)律，了解光的波粒二象性。重點(diǎn)難點(diǎn)： 教 具：過(guò)程及內(nèi)容：第1課 光的波動(dòng)性基礎(chǔ)知識(shí) 一、光的干涉dSS /acb1.產(chǎn)生相干光源的方法（必須保證r相同）。SS1S2利用激光；將一束光分為兩束。2雙縫干涉的定量分析 如圖所示，縫屏間距L遠(yuǎn)大于雙縫間距d，O點(diǎn)與雙縫S1和S2等間距，則當(dāng)雙縫中發(fā)出光同時(shí)射到O點(diǎn)附近的P點(diǎn)時(shí)，兩束光波的路程差為 =r2r1.由幾何關(guān)系得 r12=L2+(x)2， r22=L2+(x+)2.考慮到 Ld 和 Lx，可得 =.若光波長(zhǎng)為，則當(dāng) =k（k=0，1，2，）時(shí)，兩束光疊加干涉加強(qiáng)；當(dāng) =(2k1) (k=1，2，3，)時(shí)，兩束光疊加干涉減弱，據(jù)此不難推算出（1）明紋坐標(biāo) x=k （k=0，1，2，）（2）暗紋坐標(biāo) x=(2k1) （k=1，2，）（3）條紋間距 x=.上述條紋間距表達(dá)式提供了一種測(cè)量光波長(zhǎng)的方法。結(jié)論：由同一光源發(fā)出的光經(jīng)兩狹縫后形成兩列光波疊加產(chǎn)生當(dāng)這兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，即=k，該處的光互相加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)?shù)竭_(dá)某點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)，既=，該點(diǎn)光互相消弱，出現(xiàn)暗條紋；條紋間距離與單色光波長(zhǎng)成正比，所以用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，屏的中央是白色亮紋，兩邊是彩色條紋，離中央白色亮紋最近的是紫色亮紋。 【例1】在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差06m，若分別用頻率為f1=5.01014Hz和f2= 751014Hz的單色光垂直照射雙縫，則 P點(diǎn)出現(xiàn)明、暗條紋的情況是（） A單色光f1和f2分別照射時(shí)，均出現(xiàn)明條紋 B單色光f1和f2分別照射時(shí)，均出現(xiàn)暗條紋 c單色光f1照射時(shí)出現(xiàn)明條紋，單色光f2照射時(shí)出現(xiàn)略條紋 D單色光f1照射時(shí)出現(xiàn)暗條紋，單色光f2照射時(shí)出現(xiàn)明條紋解析：如圖所示，雙縫S1、S2，到光屏上任一點(diǎn)P的路程之差dS2 S2，當(dāng)d等于單色光波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)由S1和S2發(fā)出的光在P點(diǎn)互相加強(qiáng)，P點(diǎn)出現(xiàn)明條紋，當(dāng)d等于單色光半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)這樣由S1和S2發(fā)出的光在P，互相抵消，出現(xiàn)暗條紋 本題中單色光f1的波長(zhǎng)為1Cf106m，單色光f2的波長(zhǎng)為2Cf204m可見(jiàn)d=1、d=31/2 答案：C3薄膜干涉：由薄膜前后表面反射的兩列光波疊加而成劈形薄膜干涉可產(chǎn)生平行相間條紋，兩列反射波的路程差T，等于薄膜厚度d的兩倍，即T=2d。 由于膜上各處厚度不同，故各處兩列反射波的路程差不等。 若：T=2d=n(n=1，2，)則出現(xiàn)明紋。 T=2d=(2n-1)/2 (n=1，2，)則出現(xiàn)暗紋。 應(yīng)注意：干涉條紋出現(xiàn)在被照射面?！纠?】如圖所示，一束白光從左側(cè)射入肥皂薄膜，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A 人從右側(cè)向左看，可看到彩色條紋 B人從左側(cè)向右看，可看到彩色條紋 C彩色條紋平行排列 D彩色條紋豎直排列 解析：白光從左側(cè)照射到薄膜上經(jīng)兩個(gè)表面反射回來(lái)的光相遇產(chǎn)生干涉現(xiàn)象這樣人從左側(cè)向右看可以看到彩色條紋。故選B棄A由于薄膜從上到下逐漸變厚，且同一水平線(xiàn)上厚度相同，兩列反射光疊加時(shí)振幅相同，故彩色條紋是水平的，選C棄D 答案：BC薄膜干涉應(yīng)用（1）透鏡增透膜：透鏡增透膜的厚度應(yīng)是透射光在薄膜中波長(zhǎng)的14倍。使薄膜前后兩面的反射光的光程差為波長(zhǎng)的一半，(T=2d=，得d=)，故反射光疊加后減弱，從能量的角度分析E入=E反+E透+E吸。 在介質(zhì)膜吸收能量不變的前提下，若E反=0，則E透最大。增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度。 （2）“用干涉法檢查平面”：如圖所示，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢測(cè)平面是光滑的，得到的干涉圖樣必是等間距的。 如果某處凸起來(lái)，則對(duì)應(yīng)明紋(或暗紋)提前出現(xiàn)，如圖甲所示；如果某處凹下，則對(duì)應(yīng)條紋延后出現(xiàn)，如圖乙所示。 (注：“提前”與“延后”不是指在時(shí)間上，而是指由左向右的順序位置上。 )例3劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖（1）所示.將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜.當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到干涉條紋如圖（2）所示.干涉條紋有如下特點(diǎn)：（1）任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定.現(xiàn)若在圖（1）裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下看到的干涉條紋A.變疏 B.變密 C.不變 D.消失【解析】 由薄膜干涉的原理和特點(diǎn)可知，干涉條紋是由膜的上、下表面反射的光疊加干涉而形成的，某一明條紋或暗條紋的位置就由上、下表面反射光的路程差決定，且相鄰明條紋或暗條紋對(duì)應(yīng)的該路程差是恒定的，而該路程差又決定于條紋下對(duì)應(yīng)膜的厚度差，即相鄰明條紋或暗條紋下面對(duì)應(yīng)的膜的厚度差也是恒定的.當(dāng)抽去一紙片后，劈形空氣膜的劈尖角上、下表面所夾的角變小，相同的厚度差對(duì)應(yīng)的水平間距離變大，所以相鄰的明條紋或暗條紋間距變大，即條紋變疏.答案A正確. 【例4】市場(chǎng)上有種燈具俗稱(chēng)“冷光燈”，用它照射物品時(shí)能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館，商店等處，這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍了一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來(lái)的熱效應(yīng)最顯著的紅外線(xiàn)。 以表示此紅外線(xiàn)的波長(zhǎng)，則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為： A./8 B./4 C./2 D.解析：若使膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來(lái)的熱效應(yīng)，即讓膜的前后兩表面反射光疊加作用減弱,為減小反射的熱效應(yīng)顯著的紅外線(xiàn)，則要求紅外線(xiàn)在薄膜的前后表面反射后疊加作用減弱，即光程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，故膜的最小厚度為紅外線(xiàn)在該膜中波長(zhǎng)的1/4?！敬鸢浮緽4光的波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系Vf。光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，其頻率f不變，其波長(zhǎng)與光在介質(zhì)中的波速V成正比色光的顏色由頻率決定，頻率不變則色光的顏色也不變。 二、光的衍射。1 光的衍射現(xiàn)象是光離開(kāi)直線(xiàn)路徑而繞到障礙物陰影里的現(xiàn)象2泊松亮斑：當(dāng)光照到不透光的極小圓板上時(shí)，在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑。當(dāng)形成泊松亮斑時(shí)，圓板陰影的邊緣是模糊的，在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)。3 各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。 4產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸可以跟光的波長(zhǎng)相比或比光的波長(zhǎng)小小結(jié)：光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果，但存在明顯的區(qū)別：?jiǎn)紊獾难苌錀l紋與干涉條紋都是明暗相間分布，但衍射條紋中間亮紋最寬，兩側(cè)條紋逐漸變窄變暗，干涉條紋則是等間距，明暗亮度相同。 白光的衍射條紋與干涉條紋都是彩色的?！纠?】某同學(xué)以線(xiàn)狀白熾燈為光源，利用游標(biāo)卡尺兩腳間形成的狹縫觀(guān)察光的衍射現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)，你認(rèn)為正確的是A.若狹縫與燈泡平行，衍射條紋與狹縫平行B.若狹縫與燈泡垂直，衍射條紋與狹縫垂直C.衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關(guān)D.衍射條紋的間距與光的波長(zhǎng)有關(guān) 【答案】 ACD【例6】平行光通過(guò)小孔得到的衍射圖樣和泊松亮斑比較，下列說(shuō)法中正確的有 A.在衍射圖樣的中心都是亮斑 B.泊松亮斑中心亮點(diǎn)周?chē)陌淡h(huán)較寬C.小孔衍射的衍射圖樣的中心是暗斑，泊松亮斑圖樣的中心是亮斑D.小孔衍射的衍射圖樣中亮、暗條紋間的間距是均勻的，泊松亮斑圖樣中亮、暗條紋間的間距是不均勻的 解：從課本上的圖片可以看出：A、B選項(xiàng)是正確的，C、D選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。三.光的偏振光振動(dòng)垂直于紙面光振動(dòng)在紙面（1）自然光。太陽(yáng)、電燈等普通光源直接發(fā)出的光，包含垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，這種光叫自然光。（2）偏振光。自然光通過(guò)偏振片后，在垂直于傳播方向的平面上，只沿一個(gè)特定的方向振動(dòng)，叫偏振光。自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光的入射方向合適，使反射和折射光之間的夾角恰好是90，這時(shí)，反射光和折射光就都是偏振光，且它們的偏振方向互相垂直。我們通常看到的絕大多數(shù)光都是偏振光。（3）只有橫波才有偏振現(xiàn)象。光的偏振也證明了光是一種波，而且是橫波。各種電磁波中電場(chǎng)E的方向、磁場(chǎng)B的方向和電磁波的傳播方向之間，兩兩互相垂直。（4）光波的感光作用和生理作用主要是由電場(chǎng)強(qiáng)度E引起的，因此將E的振動(dòng)稱(chēng)為光振動(dòng)?！纠?】如圖所示，讓太陽(yáng)光或白熾燈光通過(guò)偏振片P和Q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P和Q，可以看到透射光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象，這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明：A.光是電磁波 B.光是一種橫波C.光是一種縱波 D.光是概率波【分析】太陽(yáng)光或白熾燈發(fā)出的光是自然光，它包含有垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，且沿著各個(gè)振動(dòng)方向的光強(qiáng)相同。當(dāng)這種光經(jīng)過(guò)偏振片后，就變成了偏振光，即只有振動(dòng)方向與偏振片透振方向平行的光通過(guò)了偏振片P，形成偏振光，這種偏振光傳到偏振片Q時(shí)，當(dāng)偏振片P和Q透振方向平行時(shí)，會(huì)完全穿過(guò)，垂直時(shí)不會(huì)穿過(guò)，透射程度與二偏振片的透振方向間的夾角有關(guān)，因此才出現(xiàn)題中所述的現(xiàn)象，該現(xiàn)象說(shuō)明：光是一種橫波。【答案】B【例8】有關(guān)偏振和偏振光的下列說(shuō)法中正確的有 A.只有電磁波才能發(fā)生偏振，機(jī)械波不能發(fā)生偏振B.只有橫波能發(fā)生偏振，縱波不能發(fā)生偏振C.自然界不存在偏振光，自然光只有通過(guò)偏振片才能變?yōu)槠窆釪.除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光都是偏振光 解：機(jī)械能中的橫波能發(fā)生偏振。自然光不一定非要通過(guò)偏振片才能變?yōu)槠窆?。本題應(yīng)選BD。四、光的電磁說(shuō) 1、光的干涉與衍射充分地表明光是一種波，光的偏振現(xiàn)象又進(jìn)一步表明光是橫波。麥克斯韋對(duì)電磁理論的研究預(yù)言了電磁波的存在，并得到電磁波傳播速度的理論值3.11108m/s，這和當(dāng)時(shí)測(cè)出的光速3.15108m/s非常接近，在此基礎(chǔ)上麥克斯韋提出了光在本質(zhì)上是一種電磁波，這就是所謂的光的電磁說(shuō)。赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并測(cè)出其波長(zhǎng)與頻率，進(jìn)而得到電磁波的傳播速度，用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光的電磁說(shuō)。2電磁波按波長(zhǎng)由大到小的順序排列為：無(wú)線(xiàn)電波、紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)、X射級(jí)、射線(xiàn)，除可見(jiàn)光外，相鄰波段都有重疊。 3無(wú)線(xiàn)電波是自由電子振蕩產(chǎn)生的，紅外線(xiàn)可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的，x射線(xiàn)是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的，射線(xiàn)是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的電磁波種類(lèi)無(wú)線(xiàn)電波紅外線(xiàn)可見(jiàn)光紫外線(xiàn)倫琴射線(xiàn)射線(xiàn)頻率（Hz）1043101210123.910143.910147.510147.5101451016310163102031019以上真空中波長(zhǎng)（m）3101410431047.71077.710741074107610910810121011以下觀(guān)察方法無(wú)線(xiàn)電技術(shù)利用熱效應(yīng) 激發(fā)熒光 利用貫穿本領(lǐng)照相底片感光（化學(xué)效應(yīng)）核技術(shù)產(chǎn)生方式LC電路中自由電子的的振蕩原子的外層電子受到激發(fā)原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)原子核受到激發(fā)用途通訊，廣播，導(dǎo)航加熱烘干、遙測(cè)遙感，醫(yī)療，導(dǎo)向等照明，照相，加熱日光燈，黑光燈手術(shù)室殺菌消毒，治療皮膚病等檢查探測(cè)，透視，治療等探測(cè)，治療等 4.紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)的性質(zhì)及應(yīng)用。種 類(lèi)產(chǎn) 生主要性質(zhì)應(yīng)用舉例紅外線(xiàn)一切物體都能發(fā)出熱效應(yīng)遙感、遙控、加熱紫外線(xiàn)一切高溫物體能發(fā)出化學(xué)效應(yīng)熒光、殺菌、合成VD2X射線(xiàn)陰極射線(xiàn)射到固體表面穿透能力強(qiáng)人體透視、金屬探傷 物體輻射出的電磁波中輻射最強(qiáng)的波長(zhǎng)m和物體溫度T之間滿(mǎn)足關(guān)系：m T = b（常數(shù)）。 【例9】關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法中哪些是正確的（ ） A電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象的是無(wú)線(xiàn)電波 B紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)是原子外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的 C射線(xiàn)是原子內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的 D紅外線(xiàn)的波長(zhǎng)比紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)，它的顯著作用是熱作用解析：電磁波服從共同的規(guī)律，波長(zhǎng)較大的無(wú)線(xiàn)電波是電磁波中最容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象的，電磁波之間的差異來(lái)源于它們產(chǎn)生的機(jī)理的不同，紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)是原子外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的，倫琴射線(xiàn)是原子內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的，射線(xiàn)則是原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的 答案：ABD五、光譜和光譜分析（可用光譜管和分光鏡觀(guān)察）由色散形成的，按頻率的順序排列而成的彩色光帶叫做光譜 1發(fā)射光譜（1）連續(xù)光譜：包含一切波長(zhǎng)的光，由熾熱的固體、液體及高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生；（2）明線(xiàn)光譜：又叫原子光譜，只含原子的特征譜線(xiàn)由稀薄氣體或金屬蒸氣發(fā)光產(chǎn)生。 2吸收光譜 連續(xù)光通過(guò)某一物質(zhì)被吸收一部分光后形成的光譜，能反映出原子的特征譜線(xiàn)3每種元素都有自己的特征譜線(xiàn)，根據(jù)不同的特征譜線(xiàn)可確定物質(zhì)的化學(xué)組成，光譜分析既可用明線(xiàn)光譜，也可用吸收光譜【例10】關(guān)于光譜和光譜分析，下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A太陽(yáng)光譜和白熾燈光譜都是明線(xiàn)光譜 B霓虹燈和煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜都是明線(xiàn)光譜 C進(jìn)行光譜分析時(shí)可以利用明線(xiàn)光譜，不能用連續(xù)光譜“ D我們觀(guān)察月亮射來(lái)的光譜，可以確定月亮的化學(xué)組成解析：這類(lèi)問(wèn)題首先需要弄清連續(xù)光譜，明線(xiàn)光譜和吸收光論的產(chǎn)生機(jī)理太陽(yáng)光譜是我們從地球上觀(guān)察的，所以是吸收光譜月亮反射到地面的光譜是太陽(yáng)光譜，煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣，屬稀薄氣體發(fā)光，產(chǎn)生明線(xiàn)光譜答案：B六.激光的主要特點(diǎn)及應(yīng)用(1)激光是人工產(chǎn)生的相干光，可應(yīng)用于光纖通信。 (2)平行度非常好。應(yīng)用于激光測(cè)距雷達(dá)，可精確測(cè)距(s=ct/2)、測(cè)速等。(3)亮度高能量大，應(yīng)用于切割各種物質(zhì)、打孔和焊接金屬。醫(yī)學(xué)上用激光作“光刀”來(lái)做外科手術(shù)。 七注意問(wèn)題 1知道反映光具有波動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)及有關(guān)理論 2光的干涉只要求定性掌握，要能區(qū)分光的干涉和衍射現(xiàn)象：凡是光通單孔、單縫或多孔多縫所產(chǎn)生的現(xiàn)象都屬于衍射現(xiàn)象，只有通過(guò)雙孔、雙縫、雙面所產(chǎn)生的現(xiàn)象才屬于干涉現(xiàn)象；干涉條紋和衍射條紋雖然都是根據(jù)波的疊加原理產(chǎn)生的，但兩種條紋有如下區(qū)別（以明暗相同的條紋為例）：干涉紋間距相等，亮條紋亮度相同衍射條紋，中央具有寬而明亮的亮條紋，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)地排列著一系列強(qiáng)度較弱較窄的亮條紋規(guī)律方法 1.理解光的波動(dòng)性【例11】在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中以白光為光源，在屏幕上觀(guān)察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過(guò)紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過(guò)綠光），這時(shí)（ ）A只有紅色和綠色的雙縫于涉條紋，其它顏色的雙縫干涉條紋消失B紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其它顏色的雙縫干涉條紋依然存在C、任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D屏上無(wú)任何光亮解析：由于雙縫前各有一塊濾光片，分別都透過(guò)紅光和綠光，這兩種色光不能發(fā)生干涉，故在屏上無(wú)雙縫干涉條紋，但是這兩種色光通過(guò)每個(gè)單縫時(shí)發(fā)生單縫衍射，故屏上仍有光亮所以C選項(xiàng)正確，【例12】 用綠光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在光屏上呈現(xiàn)出綠、暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為x。下列說(shuō)法中正確的有 A.如果增大單縫到雙縫間的距離，x 將增大B.如果增大雙縫之間的距離，x 將增大C.如果增大雙縫到光屏之間的距離，x將增大D.如果減小雙縫的每條縫的寬度，而不改變雙縫間的距離，x將增大解：公式中l(wèi)表示雙縫到屏的距離，d表示雙縫之間的距離。因此x與單縫到雙縫間的距離無(wú)關(guān)，于縫本身的寬度也無(wú)關(guān)。本題選C。【例13】 登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線(xiàn)的過(guò)度照射，尤其是眼睛更不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線(xiàn)照射，否則將會(huì)嚴(yán)重地?fù)p壞視力。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線(xiàn)對(duì)眼睛的傷害的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5，所要消除的紫外線(xiàn)的頻率為8.11014Hz，那么它設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度至少是多少？解：為了減少進(jìn)入眼睛的紫外線(xiàn)，應(yīng)該使入射光分別從該膜的前后兩個(gè)表面反射形成的光疊加后加強(qiáng)，因此光程差應(yīng)該是波長(zhǎng)的整數(shù)倍，因此膜的厚度至少是紫外線(xiàn)在膜中波長(zhǎng)的1/2。紫外線(xiàn)在真空中的波長(zhǎng)是=c/=3.710-7m，在膜中的波長(zhǎng)是/=/n=2.4710-7m，因此膜的厚度至少是1.210-7m。2.理解電磁波的產(chǎn)生機(jī)理【例14】圖為X射線(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖，E為燈絲電源。要使射線(xiàn)管發(fā)出X射線(xiàn)，須在 K、A兩電極間加上幾萬(wàn)伏的直流高壓，且（ ）A高壓電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn)，X射線(xiàn)從A極發(fā)出B高壓電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn)，X射線(xiàn)從K極發(fā)出C高壓電源正極應(yīng)接在P點(diǎn)， X射線(xiàn)從 A極發(fā)出D高壓電源正極應(yīng)接在P點(diǎn)，X射線(xiàn)從K極發(fā)出解析：X射線(xiàn)管發(fā)出X射線(xiàn)要有兩個(gè)條件：第一，燈絲K要發(fā)射電子，所以燈絲K的兩端要接低壓電源，使燈絲能發(fā)射電子；第二，燈絲K發(fā)射的電子在K、A之間要加速獲得很大的動(dòng)能打在A(yíng)上，從A發(fā)射出X射線(xiàn)，故K、A之間要加直流高壓基于以上兩點(diǎn)，可知A選項(xiàng)正確試題展示1、微波爐是一種利用微波的電磁能加熱食物的新型炊具，微波的電磁作用使食物內(nèi)的分子高頻率地運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生熱，并能最大限度地保存食物內(nèi)的維生素。關(guān)于微波，下列說(shuō)法中正確的是： （ ）A. 微波產(chǎn)生的微觀(guān)機(jī)理是原子外層的電子受到激發(fā) B. 微波的頻率小于紅外線(xiàn)的頻率C. 對(duì)于相同功率的微波和光波來(lái)說(shuō)，微波每秒發(fā)出的 “光子”數(shù)較少D. 實(shí)驗(yàn)中，微波比光波更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象2、如圖所示，一細(xì)光束通過(guò)玻璃三棱鏡折射后分成a、b、c三束單色光，則這三種單色光（ ）A、 頻率關(guān)系是fafbfc B、在真空中的傳播速度關(guān)系是vavbvcC、通過(guò)同一雙縫產(chǎn)生的干涉條紋的間距dadbdbdc3、下列關(guān)于波的敘述中正確的是（） A光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波B超聲波可以在真空中傳播C由v=f可知，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波傳播得越快D當(dāng)日光燈啟動(dòng)時(shí)，旁邊的收音機(jī)會(huì)發(fā)出“咯咯”聲，這是由于電磁波的干擾造成的4、右圖是倫琴射線(xiàn)管的結(jié)構(gòu)示意圖。電源E給燈絲K加熱，從而發(fā)射出熱電子，熱電子在K、A間的強(qiáng)電場(chǎng)作用下高速向?qū)﹃帢OA飛去。電子流打到A極表面，激發(fā)出高頻電磁波，這就是X射線(xiàn)。下列說(shuō)法中正確的有 A、P、Q間應(yīng)接高壓直流電，且Q接正極 B、P、Q間應(yīng)接高壓交流電 C、K、A間是高速電子流即陰極射線(xiàn)，從A發(fā)出的是X射線(xiàn)即一種高頻電磁波 D、從A發(fā)出的X射線(xiàn)的頻率和P、Q間的交流電的頻率相同5、抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲時(shí)可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖所示，觀(guān)察激光束經(jīng)過(guò)細(xì)絲時(shí)在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化A這主要是光的干涉現(xiàn)象B這主要是光的衍射現(xiàn)象C如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗D如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細(xì)6、下列說(shuō)法正確的是（ ）A在同一裝置中用紅光和紫光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，后者相鄰亮條紋之間的距離要小于前者B在同一裝置中用紅光和紫光做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，后者的中央亮紋要寬些C將紅光和紫光以相同的入射角（0）射向平行玻璃磚，在出射光線(xiàn)中，后者的側(cè)移距離大于前者D在水下同一深度放置紅色和紫色兩點(diǎn)光源，當(dāng)從水面上看時(shí)，后者照亮水面的面積大于前者7、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差x=1.810-6m，若分別用頻率為f1=5.01014Hz和f2=7.51014Hz的單色光垂直照射雙縫，則P點(diǎn)出現(xiàn)亮暗條紋的情況是（ ）A、用頻率f1的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)亮條紋 B、用頻率f2的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)暗條紋C、用頻率f2的單色光照射時(shí)，出現(xiàn)亮條紋 D、用頻率f1的單色光照射進(jìn)，出現(xiàn)暗條紋8、太陽(yáng)表面的溫度約為6000K，所輻射的電磁波中輻射強(qiáng)度最大的在可見(jiàn)光波段；人體的溫度約為310K，所輻射的電磁波中輻射強(qiáng)度最大的在紅外線(xiàn)波段；宇宙空間內(nèi)的電磁輻射相當(dāng)于溫度為3K的物體發(fā)出的，這種輻射稱(chēng)為“3K背景輻射”若要對(duì)“3K背景輻射”進(jìn)行觀(guān)測(cè)研究，則應(yīng)選擇的觀(guān)測(cè)波段為（ ）A無(wú)線(xiàn)電波 B紫外線(xiàn) CX射線(xiàn) D射線(xiàn)9、如圖所示，讓太陽(yáng)光或白熾燈光通過(guò)偏振片P和Q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q，可以看到透射光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象。這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明 A光是電磁波 B光是一種橫波C光是一種縱波 D光是概率波10、劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖1所示。將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖2所示。干涉條紋有如下特點(diǎn)：任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定。現(xiàn)若在圖1裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀(guān)察到的干涉條紋 ( )A.變疏 B.變密 C.不變 D.消失11.下列說(shuō)法正確的是A. 用分光鏡觀(guān)測(cè)光譜是利用光折射時(shí)的色散現(xiàn)象B. 用X光機(jī)透視人體是利用光電效應(yīng)C. 光導(dǎo)纖維輿信號(hào)是利用光的干涉現(xiàn)象D. 門(mén)鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的衍射現(xiàn)象12在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果（A）用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋（B）用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋（C）用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋（D）用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋13（4分，單選題）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀(guān)察光的薄膜干涉現(xiàn)象。圖（a）是點(diǎn)燃酒精燈（在燈芯上灑些鹽），圖（b）是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈。將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀(guān)察到的現(xiàn)象是（A）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30（B）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90（C）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30（D）干涉條紋保持原來(lái)狀態(tài)不變14、部分電磁波的大致波長(zhǎng)范圍如圖所示若要利用縫寬與手指寬度相當(dāng)?shù)目p獲得明顯的衍射現(xiàn)象，可選用_波段的電磁波，其原因是。遮光圖115、現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在圖1所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_、A。本實(shí)驗(yàn)的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線(xiàn)把屏照亮；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線(xiàn)上；用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；用測(cè)量頭（其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器）測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離。 在操作步驟時(shí)還應(yīng)注意_和_。圖2035 30104035圖3將測(cè)量頭的分劃板中心刻線(xiàn)與某條亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖2所示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線(xiàn)與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖3中手輪上的示數(shù)_mm，求得相鄰亮紋的間距x為_(kāi)mm。已知雙縫間距d為2.010-4m，測(cè)得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計(jì)算式=_，求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為_(kāi)nm。16、1801年，托馬斯楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果(稱(chēng)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)) (1)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為一平面鏡試用平面鏡成像作圖法在答題卡上畫(huà)出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域(2)設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L，光