高中物理人教版4第十三章光7全反射 課時訓練17光的顏色色散激光

課時訓練17光的顏色色散激光題組一光的顏色色散1.一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚,經折射分成兩束單色光a、b。已知a光的頻率小于b光的頻率。圖中哪個光路圖可能是正確的()解析:由于a光的頻率小于b光的頻率,a光在玻璃中的折射率小于b光在玻璃中的折射率,由兩種單色光進入玻璃后偏折程度不同,可判定B正確。答案:B2.實驗表明,可見光通過三棱鏡時各色光的折射率n隨波長λ的變化符合科西經驗公式:n=A+,其中A、B、C是正的常量。太陽光進入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖所示。則()A.屏上c處是紫光B.屏上d處是紅光C.屏上b處是紫光 D.屏上a處是紅光解析:根據(jù)n=A+知波長越長折射率越小,光線偏折越小。從題圖可知,d光偏折最厲害,折射率最大,應是紫光;a光偏折最輕,折射率最小,應是紅光。選項D正確。答案:D3.(多選)一束復色光由空氣射向玻璃,發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光,其傳播方向如圖所示。設玻璃對a、b的折射率分別為na和nb,a、b在玻璃中的傳播速度分別為va和vb,則()>nb <nb>vb <vb解析:由題圖可知,光的入射角相等,而折射角ra<rb,由n=可知,na>nb,A對,B錯。又n=,所以va<vb,C錯,D對。答案:AD題組二薄膜干涉4.涂有增透膜的照相機鏡頭看上去呈現(xiàn)淡紫色,說明()A.增透膜明顯地增強了紅光的透射現(xiàn)象B.增透膜明顯地增強了紫光的透射現(xiàn)象C.增透膜明顯地增強了綠光的透射現(xiàn)象D.增透膜明顯地增強了綠光的反射損失解析:人眼對綠光最敏感,所以照相機鏡頭的增透膜采用了加強綠光透射使之干涉加強的做法,而與綠光頻率偏差最大的紅光和紫光透射效果最差,反射光較強,反射損失最大,所以看上去呈現(xiàn)紅光和紫光的混合色,即呈現(xiàn)淡紫色。故C選項正確。答案:C5.(多選)如圖所示,一束白光從左側射入肥皂液薄膜,下列說法正確的是()A.人從右側向左看,可以看到彩色條紋B.人從左側向右看,可以看到彩色條紋C.彩色條紋是水平的D.彩色條紋是豎直的解析:一束白光射到薄膜上,經前后兩個界面反射回來的光相遇,產生干涉現(xiàn)象,我們由左側向右看可看到彩色條紋。又由于薄膜同一水平線上的厚度相同,所以彩色條紋是水平的。故正確答案為B、C。答案:BC題組三激光6.(多選)對激光的認識,以下說法正確的是()A.普通光源發(fā)出的光都是激光B.激光是自然界普遍存在的一種光C.激光是一種人工產生的相干光D.激光已經深入到我們生活的各個方面解析:普通光源發(fā)出的光是自然光,自然光不能發(fā)生干涉,是非相干光,激光是人工產生的光,具有很好的相干性,激光已得到廣泛的應用。故正確選項為C、D。答案:CD7.一臺激光器,它的功率為P,如果它發(fā)出的單色光在空氣中波長為λ,則這束單色光的頻率是,它在t時間內輻射的能量為。如果這束單色光在某介質中傳播速度為v,那么這束單色光從該介質射向真空發(fā)生全反射的臨界角為。

解析:根據(jù)c=λf可得這束單色光的頻率f=;激光器在時間t內所做的功W=Pt轉化為光能;這束光對該介質的折射率n=,設它從該介質射向真空發(fā)生全反射的臨界角為C,則sinC=,所以C=arcsin。答案:Ptarcsin(建議用時:30分鐘)1.(多選)關于激光,下列說法正確的是()A.激光是用人工方法激發(fā)的一種特殊的光B.自然界中某些天然物體也可以發(fā)出激光C.激光可以像刀子一樣切除腫瘤D.由于激光的方向性好,所以激光不能發(fā)生衍射現(xiàn)象解析:激光是人工方法激發(fā)的一種特殊的光,A對,B錯;激光具有亮度高、方向性好、能量強等特點,可以像刀子一樣切除腫瘤,C項正確。激光是一種波,只要是波就能發(fā)生衍射現(xiàn)象,D錯。答案:AC2.白光通過三棱鏡發(fā)生色散,這說明()A.不同顏色的光在真空中的光速不同B.在同一介質中紅光的折射率比紫光的大C.在同一介質中紅光的光速比紫光的大D.每種顏色的光通過三棱鏡都會分成幾種顏色的光解析:色散現(xiàn)象表明,棱鏡對紅光的折射率最小,由n=可知,紅光在棱鏡中的速度最大。故正確答案為C。答案:C3.(多選)以下說法正確的是()A.光纖通信利用了激光相干性好的特點B.激光武器利用了激光亮度高的特點C.激光寫、讀利用了激光亮度高的特點D.激光加工、激光手術利用了激光亮度高的特點解析:利用激光的相干性進行信息的傳遞,例如利用激光相干性好進行光纖通信;利用激光的平行度好進行精確測量和數(shù)據(jù)采集;利用激光的亮度高進行光切割和焊接。答案:ABD4.紅、黃、綠三種單色光以相同的入射角從水中射向空氣,若黃光恰能發(fā)生全反射,則()A.綠光也一定能發(fā)生全反射B.紅光也一定能發(fā)生全反射C.紅、綠光都能發(fā)生全反射D.紅、綠光都不能發(fā)生全反射解析:這三種色光的臨界角關系是C紅>C黃>C綠。答案:A5.登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射,尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射,否則將會嚴重損傷視力。有人想利用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小紫外線對眼睛的傷害的眼鏡,他選用的薄膜材料的折射率為n=,所要消除的紫外線的頻率為f=×1014Hz,那么他設計的這種膜的厚度至少是()mmm m解析:由于紫外線在膜前后表面的反射光相互加強,因此路程差為2d=mλ(m=1,2,…),因此膜的厚度至少為,其中λ應為紫外線在膜中的波長。紫外線在膜中的傳播速度為v=,則在膜中的波長為λ==×10-7m,因此膜的厚度至少為×10-7m。故選項C正確。答案:C6.取兩塊平玻璃板,合在一起用手捏緊,會從玻璃板上看到彩色條紋,這是光的干涉現(xiàn)象,有關這一現(xiàn)象的敘述正確的是()A.這是上下兩塊玻璃板的上表面反射光干涉的結果B.這是兩玻璃板間的空氣薄層上下兩表面的反射光相干涉的結果C.這是上面一塊玻璃板的上、下兩表面的反射光干涉的結果D.這是下面一塊玻璃板的上、下兩表面的反射光干涉的結果解析:形成干涉條紋是有一定條件的,即兩列相干光的光程差需要連續(xù)變化,當δ=kλ,k=0,1,2,…時,形成明條紋,當δ=(2k+1),k=0,1,2,…時,形成暗條紋,當入射光是白光時,就會形成彩色條紋,對平板玻璃來說,每一塊平板玻璃上下表面都是平行的,故不具備產生干涉條紋的條件,而中間的空氣膜則可能具備這一條件,故應選B。答案:B7.一束白光從水中射入真空的折射光線如圖所示。若保持入射點O不變而逐漸增大入射角,則關于紅光和紫光的下述說法中錯誤的是()A.若紅光射到P點,則紫光在P點上方B.若紅光射到P點,則紫光在P點下方C.紫光先發(fā)生全反射,而紅光后發(fā)生全反射D.當紅光和紫光都發(fā)生全反射時,它們的反射光線射到水底時是在同一點解析:由于紅光在水中折射率較小,折射時偏向角較小,所以若紅光射到P點,偏向角較大的紫光應射到P點下方,A錯、B對。由于紅光臨界角大于紫光臨界角,所以紫光發(fā)生全反射時,紅光還沒發(fā)生全反射,C項正確。紅光和紫光的反射光路是一樣的,D項正確。答案:A8.激光散斑測速是一種嶄新的測速技術,它應用了光的干涉原理。用二次曝光照相所獲得的“散斑對”相當于雙縫干涉實驗中的雙縫,待測物體的速度v與二次曝光時間間隔Δt的乘積等于雙縫間距。實驗中可測得二次曝光時間間隔Δt、雙縫到屏之間的距離l以及相鄰兩條亮條紋的間距Δx。若所用激光波長為λ,則該實驗確定物體運動速度的表達式為()= == =解析:設雙縫的間距為d,則由題設得d=vΔt。雙縫到屏之間的距離l以及相鄰兩條亮條紋的間距Δx、雙縫的間距d、光波波長λ滿足Δx=λ,由以上兩式可解得v=。故選項B正確。答案:B9.右圖為玻璃厚度檢測儀的原理簡圖,其原理是:固定一束激光AO以不變的入射角i照到MN表面,折射后從PQ表面射出,折射光線最后照到光電管C上,光電管將光信息轉變?yōu)殡娦盘?依據(jù)測量光束在C上移動的距離,可以確定玻璃厚度的變化。設i=45°,玻璃對該光的折射率為,C上的光斑向左移動了Δx,則可確定玻璃的厚度比原來變(選填“厚”或“薄”)了。

解析:光經過平行玻璃磚傳播方向不變,只發(fā)生側移,光斑向左移,可見玻璃變厚。由=n,得r=30°。設變厚為d。則dtan45°-dtan30°=Δx,所以d=Δx。答案:厚Δx10.一種紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道道閃光,每道閃光稱為一個光脈沖,若這種激光器光脈沖的持續(xù)時間為×10-11s,波長為nm,發(fā)射功率為×1010W。(1)每列光脈沖的長度是多少?(2)用紅寶石激光照射皮膚色斑,每1cm2吸收能量達到60J以后,色斑便逐漸消失,一顆色斑的