【先學(xué)后教新思路】2020高考物理一輪復(fù)習(xí)-教案57-光的干涉、衍射和偏振

光的干涉、衍射和偏振考綱解讀1.理解光的干涉現(xiàn)象，把握雙縫干涉中毀滅明暗條紋的條件.2.理解光的衍射現(xiàn)象，知道發(fā)生明顯衍射的條件.3.知道光的偏振現(xiàn)象，了解偏振在日常生活中的應(yīng)用．1．一束白光在真空中通過(guò)雙縫后在屏上觀看到的干涉條紋，除中心白色亮紋外，兩側(cè)還有彩色條紋，其緣由是 ()A．各色光的波長(zhǎng)不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同B．各色光的速度不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同C．各色光的強(qiáng)度不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同D．上述說(shuō)法都不正確答案A解析白光包含各種顏色的光，它們的波長(zhǎng)不同，在相同條件下做雙縫干涉試驗(yàn)時(shí)，它們的干涉條紋間距不同，所以在中心亮條紋兩側(cè)毀滅彩色條紋，A正確．2．對(duì)于光的衍射的定性分析，下列說(shuō)法中不正確的是()A．只有障礙物或孔的尺寸可以跟光波波長(zhǎng)相比甚至比光的波長(zhǎng)還要小的時(shí)候，才能明顯地產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象B．光的衍射現(xiàn)象是光波相互疊加的結(jié)果C．光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播的結(jié)論D．光的衍射現(xiàn)象說(shuō)明白光具有波動(dòng)性答案C解析光的干涉和衍射現(xiàn)象說(shuō)明白光具有波動(dòng)性，而小孔成像說(shuō)明白光沿直線傳播，而要?dú)缧】壮上瘳F(xiàn)象，孔不能太小，可見(jiàn)光的直線傳播規(guī)律只是近似的，只有在光波波長(zhǎng)比障礙物小得多的狀況下，光才可以看做是直線傳播的，所以光的衍射現(xiàn)象和直線傳播并不沖突，它們是在不同條件下毀滅的兩種光現(xiàn)象，單縫衍射試驗(yàn)中單縫光源可以看成是無(wú)限多個(gè)光源排列而成，因此光的衍射現(xiàn)象也是光波相互疊加的結(jié)果．3．如圖1所示，偏振片P的透振方向(用帶有箭頭的實(shí)線表示)為豎直方向．下列四種入射光束中，能在P的另一側(cè)觀看到透射光的是 ()A．太陽(yáng)光 圖1B．沿豎直方向振動(dòng)的光C．沿水平方向振動(dòng)的光D．沿與豎直方向成45°角振動(dòng)的光答案ABD解析偏振片只讓沿某一方向振動(dòng)的光通過(guò)，當(dāng)偏振片的透振方向與光的振動(dòng)方向不同時(shí)，透射光的強(qiáng)度不同，它們平行時(shí)最強(qiáng)，而垂直時(shí)最弱．太陽(yáng)光是自然光，光波可沿任何方向振動(dòng)，所以在P的另一側(cè)能觀看到透射光；沿豎直方向振動(dòng)的光，振動(dòng)方向與偏振片的透振方向相同，當(dāng)然可以看到透射光；沿水平方向振動(dòng)的光，其振動(dòng)方向與透振方向垂直，所以看不到透射光；沿與豎直方向成45°角振動(dòng)的光，其振動(dòng)方向與透振方向不垂直，仍可看到透射光．考點(diǎn)梳理1．光的干涉(1)定義兩列頻率相同、振動(dòng)狀況相同的光波相疊加，某些區(qū)域毀滅振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域毀滅振動(dòng)減弱，并且加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域總是相互間隔的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象．(2)相干條件只有相干光源發(fā)出的光疊加，才會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象．相干光源是指頻率相同、相位相同(振動(dòng)狀況相同)的兩列光波．2．雙縫干涉：由同一光源發(fā)出的光經(jīng)雙縫后，在屏上毀滅明暗相間的條紋．白光的雙縫干涉的條紋是中心為白色條紋，兩邊為彩色條紋，單色光的雙縫干涉中相鄰亮條紋間距離為Δx＝eq\f(l,d)λ.3．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后兩面反射的光相遇而形成的．圖樣中同一條亮(或暗)條紋上所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度相同．4．光的衍射(1)定義光離開(kāi)直線路徑繞到障礙物陰影區(qū)的現(xiàn)象叫光的衍射，衍射產(chǎn)生的明暗條紋或光環(huán)叫衍射圖樣．(2)發(fā)生明顯衍射的條件只有當(dāng)障礙物的尺寸跟光的波長(zhǎng)相差不多，甚至比光的波長(zhǎng)還小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯．(3)衍射圖樣①單縫衍射a．單色光：明暗相間的不等距條紋，中心亮紋最寬最亮，兩側(cè)條紋具有對(duì)稱(chēng)性．b．白光：中間為寬且亮的白色條紋，兩側(cè)是窄且暗的彩色條紋，最靠近中心的是紫光，遠(yuǎn)離中心的是紅光．②圓孔衍射：明暗相間的不等距圓環(huán)，圓環(huán)面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)孔的直線照明的面積．③圓盤(pán)衍射：明暗相間的不等距圓環(huán)，中心有一亮斑稱(chēng)為泊松亮斑．5．光的偏振(1)偏振：光波只沿某一特定的方向振動(dòng)，稱(chēng)為光的偏振．(2)自然光：太陽(yáng)、電燈等一般光源發(fā)出的光，包含著在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，這種光叫做自然光．(3)偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)的光，叫做偏振光．光的偏振證明光是橫波．自然光通過(guò)偏振片后，就得到了偏振光．4．關(guān)于光的干涉現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是 ()A．在波峰與波峰疊加處，將毀滅亮條紋；在波谷與波谷疊加處，將毀滅暗條紋B．在雙縫干涉試驗(yàn)中，光屏上距兩狹縫的路程差為1個(gè)波長(zhǎng)的某位置，將毀滅亮紋C．把入射光由黃光換成紫光，兩相鄰亮條紋間的距離變窄D．當(dāng)薄膜干涉的條紋是等間距的平行線時(shí)，說(shuō)明薄膜的厚度處處相等答案BC解析在波峰與波峰疊加處，或在波谷與波谷疊加處，都是振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)，將毀滅亮條紋，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在雙縫干涉試驗(yàn)中，毀滅亮紋的條件是光屏上某位置距兩狹縫的路程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，毀滅暗紋的條件是光屏上某位置距兩狹縫的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，選項(xiàng)B正確；條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ，λ黃>λ紫，選項(xiàng)C正確；薄膜干涉試驗(yàn)中的薄膜是“楔形”空氣膜，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5．在雙縫干涉試驗(yàn)中，雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差Δr＝0.6μm；分別用頻率為f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的單色光垂直照射雙縫，則P點(diǎn)毀滅明、暗條紋的狀況是 ()A．用頻率為f1的單色光照射時(shí)，毀滅明條紋B．用頻率為f2的單色光照射時(shí)，毀滅明條紋C．用頻率為f1的單色光照射時(shí)，毀滅暗條紋D．用頻率為f2的單色光照射時(shí)，毀滅暗條紋答案AD解析依據(jù)c＝λf，可得兩種單色光波長(zhǎng)分別為：λ1＝eq\f(c,f1)＝eq\f(3×108,5×1014)m＝0.6μmλ2＝eq\f(c,f2)＝eq\f(3×108,7.5×1014)m＝0.4μm與題給條件(Δr＝0.6μm)比較可知Δr＝λ1＝eq\f(3,2)λ2，故用頻率為f1的光照射雙縫時(shí)，P點(diǎn)毀滅明條紋；用頻率為f2的光照射雙縫時(shí)，P點(diǎn)毀滅暗條紋．方法提煉兩束振動(dòng)狀況相同的光源產(chǎn)生的光相互疊加時(shí)：(1)毀滅明條紋的條件是屏上某點(diǎn)P到兩個(gè)相干光源S1和S2的路程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍或半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，即|PS1－PS2|＝kλ＝2k·eq\f(λ,2)(k＝0,1,2,3…)當(dāng)k＝0時(shí)，即PS1＝PS2，此時(shí)P點(diǎn)處的明條紋叫做中心亮條紋．(2)毀滅暗條紋的條件是屏上某點(diǎn)P到兩個(gè)相干光源S1和S2的路程差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，即|PS1－PS2|＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2,3…)考點(diǎn)一光的雙縫干涉現(xiàn)象的理解1．光能夠發(fā)生干涉的條件：兩光的頻率相同，振動(dòng)步調(diào)相同．2．雙縫干涉形成的條紋是等間距的，兩相鄰亮條紋或相鄰暗條紋間距離與波長(zhǎng)成正比，即Δx＝eq\f(l,d)λ.3．用白光照射雙縫時(shí)，形成的干涉條紋的特點(diǎn)：中心為白條紋，兩側(cè)為彩色條紋．例1如圖2所示，在雙縫干涉試驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1、S2距離之差為2.1×10－6m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉試驗(yàn)，問(wèn)P(1)已知A光在折射率為1.5的介質(zhì)中波長(zhǎng)為4×10－7m； (2)已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為3.15×10－7m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為37°；(3)若讓A光照射S1，B光照射S2，試分析光屏上能觀看到的現(xiàn)象．解析(1)設(shè)A光在空氣中波長(zhǎng)為λ1，在介質(zhì)中波長(zhǎng)為λ2，由n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λ1,λ2)，得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m依據(jù)路程差Δr＝2.1×10－6m，所以N1＝eq\f(Δr,λ1)＝eq\f(2.1×10－6,6×10－7)＝3.5由此可知，從S1和S2到P點(diǎn)的路程差是波長(zhǎng)λ1的3.5倍，所以P點(diǎn)為暗條紋．(2)依據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sinC＝eq\f(1,n)得n＝eq\f(1,sin37°)＝eq\f(5,3)由此可知，B光在空氣中波長(zhǎng)λ3為：λ3＝nλ介＝eq\f(5,3)×3.15×10－7m＝5.25×10－7m路程差Δr和波長(zhǎng)λ3的關(guān)系為：N2＝eq\f(Δr,λ3)＝eq\f(2.1×10－6,5.25×10－7)＝4可見(jiàn)，用B光做光源，P點(diǎn)為亮條紋．(3)若讓A光和B光分別照射S1和S2，這時(shí)既不能發(fā)生干涉，也不發(fā)生衍射，此時(shí)在光屏上只能觀看到亮光．答案(1)暗條紋(2)亮條紋(3)見(jiàn)解析突破訓(xùn)練1如圖3所示，a、b為兩束不同頻率的單色光，以45°的入射角射到玻璃磚的上表面，直線OO′與玻璃磚垂直且與其上表面交于N點(diǎn)，入射點(diǎn)A、B到N點(diǎn)的距離相等，經(jīng)玻璃磚上表面折射后兩束光相交于圖中的P點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是 ()A．在真空中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度B．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 圖3C．同時(shí)增大入射角(入射角始終小于90°)，則a光在下表面先發(fā)生全反射D．對(duì)同一雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋比b光的干涉條紋寬答案D解析各種光在真空中的光速相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)題圖，入射角相同，a光的折射角較大，所以a光的折射率較小，由光在介質(zhì)中的光速v＝eq\f(c,n)得，a光在介質(zhì)中的傳播速度較大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；依據(jù)臨界角公式C＝arcsineq\f(1,n)可知，a光的臨界角較大，b光在下表面先發(fā)生全反射，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；a光的折射率較小，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，依據(jù)公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，對(duì)同一雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋比b光的干涉條紋寬，選項(xiàng)D正確．考點(diǎn)二薄膜干涉現(xiàn)象的理解1．如圖4所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．圖42．光照射到薄膜上時(shí)，在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射出來(lái)，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加．3．原理分析(1)單色光①在P1、P2處，兩個(gè)表面反射回來(lái)的兩列光波的路程差Δr等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍．Δr＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上毀滅明條紋．②在Q處，兩列反射回來(lái)的光波的路程差Δr等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍．Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3…)，薄膜上毀滅暗條紋．(2)白光：薄膜上毀滅水平彩色條紋．4．薄膜干涉的應(yīng)用干涉法檢查平面如圖5所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，假如被檢平面是平整光滑的，我們會(huì)觀看到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢平面不平整，則干涉條紋發(fā)生彎曲．圖5例2在爭(zhēng)辯材料A的熱膨脹特性時(shí)，可接受如圖6所示的干涉試驗(yàn)法．A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一個(gè)透亮?????的平行板B，B與A上表面平行，在它們之間形成一厚度均勻的空氣膜．現(xiàn)在用波長(zhǎng)為λ的單色光垂直照射，同時(shí)對(duì)A緩慢加熱，在B上方觀看到B板的亮度發(fā)生周期性變化．當(dāng)溫度為t1時(shí)最亮，然后亮度漸漸減弱至最暗；當(dāng)溫度上升到t2時(shí)，亮度再一次回到最亮． 圖6(1)在B板上方觀看到的亮暗變化是由哪兩個(gè)表面的反射光疊加形成的？(2)溫度由t1上升到t2時(shí)，A解析(1)A、B間為空氣薄膜，在B板上方觀看到的亮暗變化，是由B的下表面反射的光和A的上表面反射的光疊加產(chǎn)生的．(2)當(dāng)溫度為t1時(shí)，設(shè)空氣薄膜厚度為d1，此時(shí)最亮說(shuō)明：2d1＝kλ當(dāng)溫度為t2時(shí)，設(shè)空氣薄膜厚度為d2，此時(shí)再一次最亮說(shuō)明：2d2＝(k－1)λ得d1－d2＝eq\f(λ,2)故溫度由t1上升到t2，A的高度上升eq\f(λ,2).答案(1)見(jiàn)解析(2)eq\f(λ,2)突破訓(xùn)練2劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖7甲所示．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乙所示，干涉條紋有如下兩個(gè)特點(diǎn)：圖7(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)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新劈形空氣薄膜后，從上往下觀看到的干涉條紋將如何變化？答案見(jiàn)解析解析光線在空氣膜的上下表面上反射，并發(fā)生干涉，形成干涉條紋，設(shè)空氣膜頂角為θ，d1、d2處為兩相鄰明條紋，如圖所示，則兩處光的路程差分別為Δx1＝2d1，Δx2＝2d2，由于Δx2－Δx1＝λ，所以d2－d1＝eq\f(1,2)λ.設(shè)條紋間距為Δl，則由幾何關(guān)系得eq\f(d2－d1,Δl)＝tanθ，即Δl＝eq\f(λ,2tanθ).當(dāng)抽去一張紙片時(shí)，θ減小，Δl增大，即條紋變疏．考點(diǎn)三光的衍射現(xiàn)象的理解1．衍射與干涉的比較兩種現(xiàn)象比較項(xiàng)目單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度不等，中心最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度狀況中心條紋最亮，兩邊變暗條紋清楚，亮度基本相等相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋特殊提示1.白光發(fā)生光的干涉、衍射和光的色散都可毀滅彩色條紋，但光學(xué)本質(zhì)不同．2．區(qū)分干涉和衍射，關(guān)鍵是理解其本質(zhì)，實(shí)際應(yīng)用中可從條紋寬度、條紋間距、亮度等方面加以區(qū)分．2．干涉與衍射的本質(zhì)：光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果，從本質(zhì)上講，衍射條紋的形成與干涉條紋的形成具有相像的原理．在衍射現(xiàn)象中，可以認(rèn)為從單縫通過(guò)兩列或多列頻率相同的光波，它們?cè)谄辽席B加形成單縫衍射條紋．例3如圖8所示的4種明暗相間的條紋，分別是紅光、藍(lán)光通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀形成的干涉圖樣和黃光、紫光通過(guò)同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分代表亮紋)，那么1、2、3、4四個(gè)圖中亮條紋的顏色依次是 ()1234圖8A．紅黃藍(lán)紫 B．紅紫藍(lán)黃C．藍(lán)紫紅黃 D．藍(lán)黃紅紫解析由于雙縫干涉條紋是等間距的，而單縫衍射條紋除中心亮條紋最寬最亮之外，兩側(cè)條紋亮度、寬度都漸漸減小，因此1、3為雙縫干涉條紋，2、4為單縫衍射條紋．又雙縫干涉條紋的間距Δx＝eq\f(l,d)λ，在l、d都不變的狀況下，干涉條紋間距Δx與波長(zhǎng)λ成正比，紅光波長(zhǎng)比藍(lán)光波長(zhǎng)長(zhǎng)，則紅光干涉條紋間距比藍(lán)光干涉條紋間距大，即1、3分別對(duì)應(yīng)紅光和藍(lán)光．而在單縫衍射中，當(dāng)單縫寬度確定時(shí)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射越明顯，即中心條紋越寬越亮，黃光波長(zhǎng)比紫光波長(zhǎng)長(zhǎng)，則黃光的中心條紋較寬較亮，故2、4分別對(duì)應(yīng)紫光和黃光．綜上所述，1、2、3、4四個(gè)圖中亮條紋的顏色依次是紅、紫、藍(lán)、黃，選項(xiàng)B正確．答案B突破訓(xùn)練3在單縫衍射試驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是 ()A．其他條件不變，將入射光由黃色換成綠色，衍射條紋間距變窄B．其他條件不變，使單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄C．其他條件不變，換用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光照射，衍射條紋間距變寬D．其他條件不變，增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬答案ACD解析當(dāng)單縫寬度確定時(shí)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯，條紋間距也越大，黃光波長(zhǎng)大于綠光波長(zhǎng)，所以條紋間距變窄，A、C正確；當(dāng)光的波長(zhǎng)確定時(shí)，單縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，衍射條紋間距越寬，B錯(cuò)誤；當(dāng)光的波長(zhǎng)確定，單縫寬度也確定時(shí)，增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距也會(huì)變寬，D正確．考點(diǎn)四光的偏振現(xiàn)象的理解1．偏振光的產(chǎn)生方式(1)自然光通過(guò)起偏器：通過(guò)兩個(gè)共軸的偏振片觀看自然光，第一個(gè)偏振片的作用是把自然光變成偏振光，叫起偏器．其次個(gè)偏振片的作用是檢驗(yàn)光是否為偏振光，叫檢偏器．(2)自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上，假如光入射的方向合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是90°時(shí)，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．特殊提示不能認(rèn)為偏振片就是刻有狹縫的薄片，偏振片并非刻有狹縫，而是具有一種特征，即存在一個(gè)偏振方向，只讓平行于該方向振動(dòng)的光通過(guò)，其他振動(dòng)方向的光被吸取了．2．偏振光的理論意義及應(yīng)用(1)理論意義：光的干涉和衍射現(xiàn)象充分說(shuō)明白光是波，但不能確定光波是橫波還是縱波．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明白光波是橫波．(2)應(yīng)用：照相機(jī)鏡頭、立體電影、消退車(chē)燈眩光等．例4如圖9所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過(guò)偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則 ()A．圖中a光為偏振光B．圖中b光為偏振光 圖9C．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過(guò)180°后，在P處將看到光亮D．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過(guò)90°后，在P處將看到光亮思路點(diǎn)撥偏振片A為起偏器，B為檢偏器，當(dāng)A、B的透振方向平行時(shí)透過(guò)B的亮度最大，垂直時(shí)沒(méi)有光透過(guò)．解析自然光沿各個(gè)方向發(fā)散是均勻分布的，通過(guò)偏振片后，透射光是只沿著某一特定方向振動(dòng)的光．從電燈直接發(fā)出的光為自然光，則A錯(cuò)；它通過(guò)A偏振片后，即變?yōu)槠窆?，則B對(duì)；設(shè)通過(guò)A的光沿豎直方向振動(dòng)，P點(diǎn)無(wú)光亮，則B偏振片只能通過(guò)沿水平方向振動(dòng)的偏振光，將B轉(zhuǎn)過(guò)180°后，P處仍無(wú)光亮，C錯(cuò)；若將B轉(zhuǎn)過(guò)90°，則該偏振片將變?yōu)槟芡ㄟ^(guò)豎直方向上振動(dòng)的光的偏振片，則偏振光能通過(guò)B，即在P處有光亮，D對(duì)．答案BD突破訓(xùn)練4光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波．下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相繼通過(guò)兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化B．一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時(shí)，反射光是偏振光C．日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清楚D．通過(guò)手指間的縫隙觀看日光燈，可以看到彩色條紋答案D解析在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個(gè)特定方向振動(dòng)的光是偏振光，A、B選項(xiàng)反映了光的偏振特性，C是偏振現(xiàn)象的應(yīng)用，D是光的衍射現(xiàn)象.高考題組1．(2022·江蘇·12B(1))如圖10所示，白熾燈的右側(cè)依次平行放置偏振片P和Q，A點(diǎn)位于P、Q之間，B點(diǎn)位于Q右側(cè)．旋轉(zhuǎn)偏振片P，A、B兩點(diǎn)光的強(qiáng)度變化狀況是________．圖10A．A、B均不變B．A、B均有變化C．A不變，B有變化D．A有變化，B不變答案C解析白熾燈光包含各方向的光，且各個(gè)方向的光強(qiáng)度相等，所以旋轉(zhuǎn)偏振片P時(shí)各方向透射光強(qiáng)度相同，故A點(diǎn)光的強(qiáng)度不變；白熾燈光經(jīng)偏振片P后變?yōu)槠窆?，?dāng)Q旋轉(zhuǎn)時(shí)，只有與P的偏振方向全都時(shí)才有光透過(guò)Q，因此B點(diǎn)的光強(qiáng)有變化，選項(xiàng)C正確．2．(2011·浙江·18)關(guān)于波動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是 ()A．各種波均會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象B．用白光做單縫衍射與雙縫干涉試驗(yàn)，均可看到彩色條紋C．聲波傳播過(guò)程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度等于聲波的傳播速度D．已知地震波的縱波波速大于橫波波速，此性質(zhì)可用于橫波的預(yù)警答案BD解析偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，縱波不會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．用白光做單縫衍射試驗(yàn)和雙縫干涉試驗(yàn)看到的都是彩色條紋，故選項(xiàng)B正確．聲波在傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置四周振動(dòng)，其振動(dòng)速度周期性變化，而聲波的傳播速度是單位時(shí)間內(nèi)聲波傳播的距離，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．地震波的縱波傳播速度比橫波傳播速度大，縱波可早到達(dá)地面，能起到預(yù)警作用，故選項(xiàng)D正確．3．(2011·北京·14)如圖11所示的雙縫干涉試驗(yàn)，用綠光照射單縫S時(shí)，在光屏P上觀看到干涉條紋．要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以 ()A．增大S1與S2的間距 圖11B．減小雙縫屏到光屏的距離C．將綠光換為紅光D．將綠光換為紫光答案C解析在雙縫干涉試驗(yàn)中，相鄰兩條亮紋(或暗紋)間的距離Δx＝eq\f(l,d)λ，要想增大條紋間距可以減小兩縫間距d，或者增大雙縫屏到光屏的距離l，或者換用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光做試驗(yàn)．由此可知，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤．模擬題組4．下列有關(guān)光現(xiàn)象的解釋正確的是 ()A．光在同一介質(zhì)中沿直線傳播B．海市蜃樓是全反射的結(jié)果C．任何兩束光都可以發(fā)生干涉D．為了司機(jī)在夜間平安行駛，汽車(chē)前窗玻璃常接受偏振玻璃答案BD解析光在同一種均勻介質(zhì)中才會(huì)沿直線傳播，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；海市蜃樓是光在密度分布不均勻的空氣中傳播時(shí)發(fā)生全反射而產(chǎn)生的，所以選項(xiàng)B正確；只有相干波才可以發(fā)生干涉，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；汽車(chē)前窗玻璃接受偏振玻璃，在夜間行駛時(shí)可以減弱對(duì)面車(chē)輛照射過(guò)來(lái)的光強(qiáng)，選項(xiàng)D正確．5．下列說(shuō)法中正確的是 ()A．無(wú)影燈利用的是光的衍射原理B．全息照片用激光來(lái)拍攝，主要是利用了激光的相干性C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，在鏡頭前加一個(gè)偏振片可以削減反射光的強(qiáng)度D．在光的雙縫干涉試驗(yàn)中，將入射光由紅光改為紫光，則條紋間距變寬答案BC解析無(wú)影燈是利用光的直線傳播原理，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，在鏡頭前加一個(gè)偏振片可以削減反射光的強(qiáng)度，選項(xiàng)C正確．在光的雙縫干涉試驗(yàn)中，將入射光由紅光改為紫光，波長(zhǎng)變短，則條紋間距變窄，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．B項(xiàng)的敘述是正確的．6．如圖12所示，一束復(fù)色光由真空射向半圓形玻璃磚的圓心，經(jīng)玻璃磚后分為兩束單色光a、b，則 ()A．玻璃中a光波長(zhǎng)大于b光波長(zhǎng)B．玻璃中a光折射率大于b光折射率C．漸漸增大入射角i，a光比b光先發(fā)生全反射 圖12D．利用同一雙縫干涉試驗(yàn)裝置，a光產(chǎn)生的干涉條紋間距比b光大答案AD學(xué)問(wèn)方法練

(限時(shí)：30分鐘)?題組1雙縫干涉與薄膜干涉問(wèn)題的理解1．關(guān)于光的干涉，下列說(shuō)法中正確的是 ()A．在雙縫干涉現(xiàn)象里，相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是不等的B．在雙縫干涉現(xiàn)象里，把入射光由紅光換成紫光，相鄰兩個(gè)明條紋間距將變寬C．只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉D．頻率不同的兩列光波也能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，只是不穩(wěn)定答案C解析在雙縫干涉現(xiàn)象里，相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是相等的，A錯(cuò)誤；由條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，相鄰兩個(gè)明條紋間距越大，因此，把入射光由紅光換成紫光，相鄰兩個(gè)明條紋間距將變窄，B錯(cuò)誤；兩列光波產(chǎn)生干涉時(shí)，頻率必需相同，C正確，D錯(cuò)誤．2.雙縫干涉試驗(yàn)裝置如圖2所示，綠光通過(guò)單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2與單縫的距離相等，光通過(guò)雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋．屏上O點(diǎn)距雙縫S1和S2的距離相等，P點(diǎn)是距O點(diǎn)最近的第一條亮條紋．假如將入 圖2射的單色光換成紅光或藍(lán)光，爭(zhēng)辯屏上O點(diǎn)及其上方的干涉條紋的狀況是 ()A．O點(diǎn)是紅光的亮條紋B．O點(diǎn)不是藍(lán)光的亮條紋C．紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方D．藍(lán)光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方答案AC解析O點(diǎn)處波程差為零，對(duì)于任何光都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，均為亮條紋，故B錯(cuò)；紅光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，藍(lán)光的波長(zhǎng)較短，依據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可知，C正確．3．如圖2甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長(zhǎng)的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀看到如圖乙所示的同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱(chēng)為牛頓環(huán)，以下說(shuō)法正確的是 ()圖2A．干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的B．干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的C．干涉條紋不等間距是由于空氣膜厚度不是均勻變化的D．干涉條紋不等間距是由于空氣膜厚度是均勻變化的答案AC解析由于在凸透鏡和平板玻璃之間的空氣形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透鏡的下表面和平板玻璃的上表面，故A正確，由于凸透鏡的下表面是圓弧面，所以形成的薄膜厚度不是均勻變化的，形成不等間距的干涉條紋，故C正確，D錯(cuò)．4．如圖3所示，在雙縫干涉試驗(yàn)中，已知SS1＝SS2，且S1、S2到光屏上P點(diǎn)的路程差Δr＝1.5×10－6m(1)當(dāng)S為λ＝0.6μm的單色光源時(shí)，在P點(diǎn)處將形成______條紋．(2)當(dāng)S為λ＝0.5μm的單色光源時(shí)，在P點(diǎn)處將形成______條紋． 圖3(均選填“明”或“暗”)答案(1)暗(2)明解析(1)當(dāng)λ＝0.6μm＝0.6×10－6mΔr＝1.5×10－6m＝2eq\f(1,2)λ.在P點(diǎn)處將形成暗條紋．(2)當(dāng)λ＝0.5μm＝0.5×10－6m時(shí)，Δr＝1.5×10－6m＝3λ，在P題組2光的衍射現(xiàn)象與偏振現(xiàn)象的理解5．在光的單縫衍射試驗(yàn)中可觀看到清楚的明暗相間的圖樣，圖4的四幅圖片中屬于光的單縫衍射圖樣的是 ()圖4A．a(chǎn)、c B．b、c C．a(chǎn)、d D．b、d答案D6．用單色光通過(guò)小圓盤(pán)和小