2024鲁科版高中物理选择性必修第一册同步
第5章 光的干涉、衍射和偏振
第3节 光的衍射
基础过关练
题组一 光的衍射的理解
1.对光的衍射现象的定性分析中,正确的是 ( )
A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象
B.衍射图样是光波相互叠加的结果
C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论
2.观察单缝衍射现象时,把缝宽由0.2 mm逐渐增大到 0.8 mm,看到的现象是 ( )
A.衍射条纹的间距逐渐变小,衍射现象逐渐不明显
B.衍射条纹的间距逐渐变大,衍射现象越来越明显
C.衍射条纹的间距不变,只是亮度增强
D.以上现象都不会发生
3.(2022福建福州模拟预测)在挡板上安装一个宽度可调的狭缝,缝后放一个光屏,如图所示。用单色平行光照射狭缝,下图哪幅最可能是在一次单缝衍射实验中狭缝较窄时拍摄的照片 ( )
4.沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的天气现象,发生沙尘暴时能见度只有十几米,天气变黄变暗,这是由于这种情况下 ( )
A.只有波长较短的一部分光才能到达地面
B.只有波长较长的一部分光才能到达地面
C.只有频率较大的一部分光才能到达地面
D.只有频率较小的一部分光才能到达地面
题组二 单缝衍射与双缝干涉
5.关于光的干涉和衍射现象,下列说法正确的是 ( )
A.光的干涉现象遵循波的叠加原理,衍射现象不遵循波的叠加原理
B.白光的干涉条纹是彩色的,衍射条纹是黑白相间的
C.光的干涉现象说明光具有波动性,光的衍射现象不能说明这一点
D.光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果
6.如图所示为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样,则 ( )
A.甲为红光的衍射图样
B.乙为紫光的干涉图样
C.丙为红光的衍射图样
D.丁为紫光的干涉图样
7.(2023江苏北大附属宿迁实验学校期中)如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置,狭缝S1、S2的宽度可调,狭缝到屏的距离为l。同一单色光垂直照射在狭缝上,实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样(图中阴影部分表示暗条纹)。下列说法正确的是 ( )
A.图乙是光的双缝干涉图样,图丙是光的衍射图样
B.遮住一条狭缝,仅减小另一狭缝的宽度,图丙中亮条纹宽度将减小
C.照射双缝时,仅增大l,图乙中相邻亮条纹的中心间距减小
D.照射双缝时,若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍,P点出现亮条纹
8.(2021福建三明期末)单色光通过四种元件产生的明暗条纹图样如图所示,以下说法正确的是 ( )
A.甲、乙图为干涉图样,丙、丁图为衍射图样
B.其他条件不变,单色光的波长越大,甲图中条纹间距越大
C.其他条件不变,单缝越宽,乙图中中央亮条纹越宽
D.其他条件不变,圆孔尺寸越大,丙图中图样现象越明显
9.某同学自己动手制作如图1所示的装置观察光的干涉现象,其中A为单缝,B为双缝,整个装置放于一暗箱中,实验过程如下:
图1
(1)该同学用一束太阳光照射A时,屏C上没有出现干涉条纹;移去B后,在屏上出现不等间距条纹,此条纹是由于 产生的。
(2)移去A后,遮住缝S1与缝S2中的任一个,C上均出现一窄亮斑,出现以上实验结果的主要原因是 。
(3)若光通过缝S1或缝S2后在C上依次出现如图2甲、乙、丙、丁所示条纹,说明了什么
。
图2
10.分析以下现象产生的原因:
(1)通过盛水的玻璃杯,在适当的角度,可看到彩色光;
(2)菜汤上的油花呈现彩色;
(3)隔着帐幔看远处的灯,见到灯周围辐射彩色的光芒;
(4)光线照在花布上,可以看见花布上的图样。
答案与分层梯度式解析
第5章 光的干涉、衍射和偏振
第3节 光的衍射
基础过关练
1.ABC 2.A 3.A 4.BD 5.D 6.BC
7.A 8.B
1.ABC 根据光的衍射现象的定义可知选项A正确;衍射图样中有亮、暗条纹,这是光波相互叠加的结果,加强区为亮条纹,减弱区为暗条纹,选项B正确;因为衍射是波特有的现象,所以光的衍射现象为光的波动说提供了有力证据,选项C正确;当障碍物较大时,光的衍射很弱,光几乎沿直线传播,即光的直线传播只是特殊情况下的近似,与光的衍射现象并不矛盾,选项D错误。
2.A 在单缝衍射实验中,狭缝宽度越小,衍射现象越明显,衍射条纹越宽,条纹间距也越大,本题是将缝调宽,现象相反,故选项A正确,B、C、D错误。
3.A 用单色平行光照射狭缝,当缝调到很窄时,亮条纹的亮度有所降低,但是宽度增大了,故B错误,A正确;选项C、D的照片为双缝干涉图样,故C、D错误。故选A。
方法点津 衍射图样的特征
(1)衍射条纹的特征可以用十二个字概括:“中宽边窄”、“中亮边暗”、“中白边彩”。其中“中白边彩”只适合于白光光源。
(2)各种衍射图样的形状不同,而图样的分布规律、影响因素都是类似的。
4.BD 根据光发生明显衍射的条件,发生沙尘暴时,只有波长较长的一部分光线能到达地面,根据λ=知,到达地面的光频率较小。故选B、D。
5.D 光的干涉现象和光的衍射现象都是光波叠加的结果,两者都表明光是一种波;白光的干涉条纹和衍射条纹都是彩色的,只是条纹间距特点及亮度特点不同而已。故A、B、C错误,D正确。
6.BC 单色光通过双缝时形成的干涉图样为等间距的条纹,而通过单缝时形成的衍射图样是中间宽、两边窄的条纹,因此甲、乙为干涉图样,而丙、丁为衍射图样。由于红光的波长较长,干涉图样中相邻条纹间距较大,衍射图样中中央亮条纹较宽,而紫光的波长较短,干涉图样中相邻条纹间距较小,衍射图样中中央亮条纹较窄,因此选项B、C正确。
拓展提升 (1)光波的波长增大,衍射条纹、干涉条纹的宽度都变大。
(2)复色光的衍射或干涉图样,可看成各单色光单独衍射或干涉所形成图样的叠加。
7.A 双缝干涉图样的相邻亮(或暗)条纹的间距不变,故乙为双缝干涉图样,衍射图样中亮条纹中间宽两侧窄,故图丙为光的衍射图样,故A正确;狭缝越小,衍射的范围越大,衍射条纹越宽,遮住一条狭缝,减小另一狭缝宽度,其他条件不变,则衍射现象增强,图丙中亮条纹宽度将增大,故B错误;根据公式Δy=λ可知当仅增大l时,图乙中相邻亮条纹的中心间距增大,故C错误;照射双缝时,若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍,则两束光波在P点相互削弱,P点出现为暗条纹,故D错误。故选A。
方法点津 区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法
(1)根据条纹的宽度区分:双缝干涉的条纹是等宽的,条纹间的距离也是相等的,而单缝衍射的条纹,中央亮条纹最宽,两侧的亮条纹逐渐变窄。
(2)根据亮条纹的亮度区分:双缝干涉中,中央亮条纹与两侧亮条纹亮度变化很小,而单缝衍射中,中央亮条纹最亮,两侧的亮条纹逐渐变暗。
8.B 甲图中,条纹等间距,为单色光的双缝干涉图样;乙图中,条纹间距不等,为单色光的单缝衍射图样;丙为单色光通过小圆孔的衍射图样;丁图为单色光照射到小圆盘上,在小圆盘后面光屏上形成的衍射图样,故A错误。根据干涉条纹间距公式Δy=λ知,其他条件不变,单色光的波长越大,图甲中条纹间距越大,故B正确。其他条件不变,单缝越窄,乙图中中央亮条纹越宽,故C错误。其他条件不变,圆孔尺寸越小,丙图中图样现象越明显,故D错误。故选B。
9.答案 (1)光的衍射 (2)双缝S1、S2太宽
(3)缝S1或缝S2越来越窄
解析 (1)移去B后只剩下单缝,故发生单缝衍射现象形成不等间距的条纹,故该条纹是由于光的衍射产生的。
(2)没有出现明暗相间的干涉条纹而只出现一个窄亮斑,说明衍射现象不明显,故主要原因是双缝S1、S2太宽。
(3)从四张单缝衍射图样可以看出,从甲到丁,衍射现象越来越明显,说明缝S1或S2越来越窄。
10.答案 见解析
解析 (1)白光通过盛水的玻璃杯发生折射,在适当的角度,各色光分离较大,可看到彩色光。
(2)光经过菜汤上油膜的前后两个表面发生反射,两列反射光波相互叠加,产生干涉条纹,因此菜汤上的油花呈现彩色。
(3)远处灯发出的光经过帐幔的缝隙,发生衍射,因此可见到灯周围辐射彩色的光芒。
(4)光线照在花布上看见花布的图样,是光的反射与吸收的结果。花布上有各种颜色的花纹,当白光照在花布上时红色花纹反射红光,吸收其他颜色的光,这样我们在该位置就看到红色花纹,同理我们可以看到各种颜色的花纹,这样就可以看到花布的图样。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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