练习13 光的波动性5
近年学年高中物理第五章光的波动性光的衍射、偏振、色散、激光习题(基础篇)教科版选修3-4(2021
2018学年高中物理第五章光的波动性光的衍射、偏振、色散、激光习题（基础篇）教科版选修3-4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018学年高中物理第五章光的波动性光的衍射、偏振、色散、激光习题（基础篇）教科版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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光的衍射、偏振、色散、激光一、选择题1．下列关于单缝衍射图样的说法中正确的有（ )．A．它同双缝干涉的图样完全相同B．亮条纹的宽度不同，但亮度相同C．亮条纹的宽度相同，但亮度不同D．亮条纹的宽度和亮度均不相同，且中间亮纹最宽最亮2．单色光通过双缝产生干涉现象,同种单色光通过单缝产生衍射现象,在光屏上都得到明暗相间的条纹,比较这两种条纹( )．A．干涉、衍射条纹间距都是均匀的B．干涉、衍射条纹间距都是不均匀的C．干涉条纹间距不均匀，衍射条纹间距均匀D．干涉条纹间距均匀，衍射条纹间距不均匀3．点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是（ )． A．光的反射 B．光强太弱 C．光的干涉,通过剃须刀片中央的孔直进 D．光的衍射4．声波比光波容易产生明显的衍射，原因是（）．A．声波是纵波,光波是横波B．声波是机械波,光波是电磁波C．一般障碍物尺寸跟声波波长相近而比光波波长大得多D．声波必须通过介质传播，而光波可以在真空中传播5．关于衍射，下列说法中正确的是( ）．A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B．双缝干涉中也存在着光的衍射现象C．一切波都很容易发生明显的衍射现象D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实速效基础演练6．纵波不可能产生的现象是（）．A．偏振现象 B．反射现象 C．折射现象 D．衍射现象7．光的偏振现象说明光是横波，下列现象中不能反映光的偏振特性的是（ )．A．一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹8．光的颜色取决于（ )．A．波长 B．频率 C．传播速度 D．折射率9．如图所示一束白光通过三棱镜的光路图，其中正确的是（ )．10．如图所示为双缝干涉实验得到的干涉条纹．(a）图为绿光进行实验时屏上观察到的条纹情况，α为中央条纹；(b）图为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况，α′为中央条纹，则以下说法中正确的是（ )．A．（b）图可能是红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B．(b)图可能是紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长C．（b）图可能是紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D．（b)图可能是红光实验产生的条纹,表明红光波长较短11．以下说法中正确的是（）．A．肥皂泡上呈现彩色条纹是光的色散现象B．肥皂泡上呈现彩色条纹是光的干涉现象C．水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果D．水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜的上下两表面反射光叠加的结果12．某种色光在传播过程中,下面说法正确的是( )．A．当它的频率不发生改变时,一定是在同一种介质中传播B．当它的速度由小变大时，一定是从光疏介质进入光密介质C．当它的速度由小变大时，一定是从光密介质进入光疏介质D．当它的波长由长变短时，一定是从光疏介质进入光密介质13．关于激光，下列说法正确的是（ )．A．激光是用人工方法激发出的一种特殊的光B．自然界中某些天然物体也可能发出激光C．激光可以像刀子一样切除肿瘤D．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象14．根据激光亮度高、能量集中的特点,在医学上可以利用激光( ）．A．杀菌消毒 B．切除肿瘤 C．透视人体 D．“焊接"剥落的视网膜15．下列说法正确的是( ）．A．激光可用于测距B．激光能量十分集中，只可用于加工金属材料C．外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染D．激光可用于全息照相,有独特的特点16．用准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，用于进行近视眼的治疗，用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短，效果好，无痛苦．关于这个治疗，以下说法中正确的是（）．A．近视眼是物体在眼球中成像在视网膜的前面,使人不能看清物体B．激光具有高度的方向性，可以在非常小的面积上对眼睛进行光凝手术C．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复D．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削二、填空题17．霓虹是由空中的小水滴对日光的折射、色散、全反射的综合效应所形成的．通常可看到两道弓形彩带,里面一道叫虹，比较明亮；外面一道叫霓，较为暗淡，如图（a)所示．(1）虹是阳光在水滴内经二次折射、一次全反射形成的，如图（b)所示,从内到外色序的排列是_______；（2)霓是阳光在水滴内经二次折射、二次全反射形成的，如图（c)所示，从内到外色序的排列是_______．三、解答题18．一张光盘可以记录几亿个字节，其信息量相当于几千本十万字的书，其中一个重要的原因就是光盘上记录信息的轨道可以做得很密，1 mm的宽度可以容纳650条轨道,这是应用了激光的什么特点?【答案与解析】一、选择题1．【答案】D【解析】由干涉条纹和衍射条纹的特征可知D项正确．2．【答案】D【解析】干涉条纹间距均匀,而衍射条纹间距不均匀，中央亮条纹最宽,D项正确．3．【答案】D【解析】在刀片边缘有部分光绕过障碍物进入到阴影中去,从而看到影子的边缘模糊,D项正确．4．【答案】C【解析】声波的波长远大于光波的波长,因此声波比光波较容易发生明显的衍射现象．5．【答案】A、B【解析】干涉和衍射都是波叠加的结果，干涉中有衍射现象，衍射中也有干涉现象．当障碍物的尺寸远大于波长时，衍射现象不明显，因而形成影．但影的形成与衍射现象并不矛盾．6．【答案】A7．【答案】D8．【答案】B【解析】光的颜色由频率决定，色光从一种介质进入另一种介质时，f不变．9．【答案】D10．【答案】A【解析】由Lxdλ=△，△x越大表明λ越大，因此（b)图中实验光的波长一定是比绿光要长．11．【答案】B、D12．【答案】C、D13．【答案】A、C【解析】激光是用人工方法激发的一种特殊的光，它是可见光,A项正确，B项错误；激光具有方向性好、亮度高、能量强等特点，可以像刀子一样切除肿瘤；C项正确，激光是一种电磁波，只要是电磁波就能发生衍射现象，D项错误．14．【答案】B、D【解析】利用激光亮度高、能量集中的特点可以在医学上“焊接”剥落的视网膜，当作“光刀”切除肿瘤．15．【答案】A、C、D【解析】激光不仅可加工金属材料，也可以加工非金属材料，所以B项错误．A、C、D三项都属于激光的应用．16【答案】．A、B、D【解析】激光手术是物理技术用于临床医学的最新的成果，人的眼睛是一个光学成像系统,角膜和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透镜成像在视网膜上,人就能看清楚物体．当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成像在视网膜的前面时，人们不能看清楚物体，这就是近视眼．激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削,改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后在视网膜上成像．二、填空题17．【答案】(1）紫到红 (2）红到紫【解析】根据光的折射现象和色散知，太阳光经过水滴的光路图如图所示．所以（1)问正确答案是紫到红．同理可分析(2)的正确答案是红到紫．三、解答题18．【答案】平行度好【解析】激光的平行度好，激光可以会聚到很小的一点,由于会聚点很小，所以光盘记录信息的密度很高．。
光学练习题光的波动性与光速计算
光学练习题光的波动性与光速计算光学练习题：光的波动性与光速计算随着人类对光学的研究不断深入，我们对光的波动性以及光速的计算也有了更深入的认识。
本文将通过一些光学练习题来让读者更好地理解光的波动性，并运用所学知识进行光速的计算。
问题一：光的波长计算光的波长是指一定频率下光波的长度，一般以λ表示。
给定光的频率f为2.5×10^14 Hz，请计算该光的波长。
解析：光速c与波长λ之间存在着简单的数学关系，即c = fλ，其中c是光速，f是光的频率。
根据上述公式，我们可以得到λ = c / f。
将已知量代入计算，即可得到λ = 3.00 × 10^8 m/s / (2.5 × 10^14 Hz) = 1.20 × 10^(-6) m。
问题二：利用光的波速计算光束穿过时间假设有一束光束从A点到达B点，两点之间的距离为2.5 km。
已知光在真空中的速度为3.0 × 10^8 m/s，请问光需要多长时间才能从A点传播到B点？解析：根据光速的定义，光速c表示光在真空中传播的速度，即光在单位时间内传播的距离。
因此，光束从A点到B点所需的时间t可以通过光速公式t = d / c计算得出，其中d为A点到B点的距离。
将已知量带入计算，即可得到 t = 2.5 × 10^3 m / (3.0 × 10^8 m/s) =8.33 × 10^(-6) s。
问题三：利用波长与频率计算光速光的波长λ和频率f是与光速c相关的重要参数之一。
请根据给定的光的波长为450 nm，频率为6.67 × 10^14 Hz，来计算光的速度。
解析：根据光速公式c = fλ，我们可以通过已知的光的波长和频率来计算光的速度。
将已知量带入计算，即可得到 c = (6.67 × 10^14 Hz) × (450 nm) =3.00 × 10^8 m/s。
光的波动性知识点例题详解
第十六章光的波动性目的要求：了解光的“微粒说”与“波动说”，熟悉相干条件，掌握双缝干涉的特征及规律、条纹分布情况及明、暗纹位置特征；熟悉薄膜干涉的特征及其应用。
掌握产生明显衍射现象的条件及条纹特征，熟悉电磁波谱和各种电磁波的产生机理、基本特征及应用类型。
熟悉光电效应现象所遵循的基本规律，了解光的波粒二象性。
重点难点：教具：过程及内容：光的波动性一、光的干涉1.产生相干光源的方法（必须保证r相同）。
⑴利用激光；⑵将一束光分为两束。
2．双缝干涉的定量分析如图所示，缝屏间距L远大于双缝间距d，O点与双缝S1和S2等间距，则当双缝中发出光同时射到O点附近的P点时，两束光波的路程差为δ=r2－r1.由几何关系得r12=L2+(x－2d)2，r22=L2+(x+2d)2.考虑到L》d 和L》x，可得δ=Ldx.若光波长为λ，则当δ=±kλ（k=0，1，2，…）时，两束光叠加干涉加强；当δ=±(2k－1)2λ(k=1，2，3，…)时，两束光叠加干涉减弱，据此不难推算出（1）明纹坐标x=±kdLλ（k=0，1，2，…）（2）暗纹坐标x=±(2k－1)dL·2λ（k=1，2，…）（3）条纹间距△x=dLλ.上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法。
结论：由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生．当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，即δ=kλ，该处的光互相加强，出现亮条纹；当到达某点的路程差为半波长奇数倍时，既δ=)12(2-nλ，该点光互相消弱，出现暗条纹；条纹间距离与单色光波长成正比．λdlx=∆∝λ，所以用白光作双缝干涉实验时，屏的中央是白色亮纹，两边是彩色条纹，离中央白色亮纹最近的是紫色亮纹。
第1课db【例1】．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差0．6μm，若分别用频率为f1=5.01014Hz和f2= 7．51014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是（）A．单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹B．单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹c．单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现略条纹D．单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹解析：如图所示，双缝S1、S2，到光屏上任一点P的路程之差d＝S2S2／，当d等于单色光波长的整数倍时．由S1和S2发出的光在P点互相加强，P点出现明条纹，当d等于单色光半个波长的奇数倍时．这样由S1和S2发出的光在P，互相抵消，出现暗条纹本题中单色光f1的波长为λ1＝C／f1＝0．6μm，单色光f2的波长为λ2＝C／f2＝0．4μm 可见d=λ1、d=3λ1/2 答案：C3．薄膜干涉：由薄膜前．后表面反射的两列光波叠加而成．劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹，两列反射波的路程差ΔT，等于薄膜厚度d的两倍，即ΔT=2d。
练习13 光的波动性5
练习13 光的波动性13.1 光是一种电磁波，试说明光波的物理图象。
13.2 填空:( 1) 光的波动性的典型表现是________。
( 2) 光在真空中的速度c =________; 在折射率为n 的介质中的传播速度u =________。
( 3) 光在真空中的波长为λ, 在介质中的波长λn =________。
( 4) 光的折射率为n 的介质中传播的几何路程为r , 则光程为________。
( 5) 可见光(由红光到紫光)的波长范围是从________ m 到________m 。
频率范围是从________Hz 到________Hz 。
（6）中央一台的发射频率为v = 550 KHz ，其波长λ=________m. [分析与解答](1)光的波动性的典型表现是具有干涉，衍射和偏振特性。
(2)真空中光速c=3×108m/s 。
在介质中的传播速度nc u =。
(3)介质中的波长nn λλ=。
(4)光程为折射率与几何路程的乘积，即nr 。
(5)真空中可见光（从红光到紫光）的波长范围是从760 nm 到400 nm(1nm=10-9m).频率范围是从4.3×1410Hz 到7.5×1410Hz 。
(6)波长2381046.510550103⨯=⨯⨯==v c λ m.光的干涉13.3 光的干涉与前面讨论的波的干涉是相似, 当然也有不同之处, 试讨论： ( 1) 光的干涉的特征; ( 2) 相干光应符合什么条件?( 3) 如何获得相干光(分波阵面法和分振幅法)?( 4) 写出用光程差表示的光干涉明纹、暗纹条件的一般表达式。
( 5) 试述处理光的干涉问题的一般思路、方法以及注意点。
[分析与解答] 参阅《教程》下册P177-179. 13.4 相位差与光程差有什么关系? 并求解:(1) S 1和S 2为频率为ν、初相位相同的相干光源，发射两束相干光，在P 点相遇,试求在P214题13.4(1)图(a )和图(b )情况下,它们的光程差和相位差(图中n 1,n 2,n 为介质的折射率)。
光的波动性练习题解析光的干涉和衍射现象
光的波动性练习题解析光的干涉和衍射现象光的波动性练习题解析：光的干涉和衍射现象光的波动性是光学领域一个重要的概念，它解释了光传播和相互作用的现象。
其中，干涉和衍射是光波动性的两个重要表现。
本文将通过解析几个光的波动性练习题，深入讨论光的干涉和衍射现象。
练习题一：双缝干涉题目描述：在实验室中，一束单色光垂直地照射到一组间距为d的双缝上，光屏离双缝的距离为D。
如果光的波长为λ，求在光屏上出现的干涉条纹间距。
解析：双缝干涉是光的波动性的重要证明之一。
根据双缝干涉的干涉条纹公式d*sinθ=m*λ，其中d为双缝间距，θ为条纹的角度，m为干涉级数。
在本题中，我们可以推导出干涉条纹间距为Δy=mλD/d。
其中Δy即为所求干涉条纹间距。
练习题二：单缝衍射题目描述：一束单色光垂直地照射到一个宽度为a的单缝上，屏幕距离单缝的距离为L。
如果光的波长为λ，求在屏幕上出现的衍射条纹的角度。
解析：单缝衍射是光波动性的重要实验现象。
根据单缝衍射的衍射角公式sinθ=λ/a，其中θ为衍射的角度，a为单缝的宽度。
在本题中，我们可以得到衍射角为θ=λ/L。
这个角度决定了衍射条纹的分布情况。
练习题三：杨氏双缝干涉题目描述：在一实验装置中，一束单色光经过一个间距为d的双缝后，照射到屏幕上。
此时，将一块玻璃片放置在其中一个缝的前方，并使玻璃片的厚度为光的波长的1/4。
预测此时干涉条纹的变化情况。
解析：杨氏双缝干涉是光波动性的重要现象之一。
将玻璃片放在其中一个缝的前方，相当于在一个缝的光程上添加了额外的相位差。
根据相位差的计算公式Δφ=(2π/λ)*d*n，其中d为玻璃片的厚度，λ为光的波长，n为光通过玻璃片时的折射率。
在本题中，由于玻璃片的厚度为光的波长的1/4，即d=λ/4，可以推导出相位差为Δφ=(π/2)*n。
因此，干涉条纹的强度将发生变化，具体变化情况需要根据折射率的数值进行定量分析。
练习题四：多缝衍射题目描述：在一多缝装置中，一束单色光垂直地照射到一个有N个等距缝的光栅上，屏幕距离光栅的距离为L。
高中光学光的传播光的波动性训练题
高二物理《光的波动性》测试卷1．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（）A. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象2.下列有关光现象的说法正确的是（）A.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大B.以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射C.紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射D.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度3.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光（）A.在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大C.从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大D.用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大4.一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入，穿过玻璃砖自下表射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2，则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中（）A.t1始终大于t2B.t1始终小于t2C.t1先大于后小于t2D.t1先小于后大于t25.一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。
在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是（）A.红光以30°的入射角入射B.红光以45°的入射角入射C.紫光以30°的入射角入射D.紫光以45°的入射角入射6.在杨氏双缝干涉实验中，如果 ( )A用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹7.如图，P是一偏振片，P的透振方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向。
近年学年高中物理第五章光的波动性光的反射、折射、全反射习题教科版选修3-4(2021年整理)
2018学年高中物理第五章光的波动性光的反射、折射、全反射习题教科版选修3-4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018学年高中物理第五章光的波动性光的反射、折射、全反射习题教科版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2018学年高中物理第五章光的波动性光的反射、折射、全反射习题教科版选修3-4的全部内容。
光的反射、折射、全反射一、选择题1．一条光线从空气射入折射率为在的介质中,入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射,另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是( ）．A．75° B．90° C．105° D．120°2．两束细平行光a和b相距为d，从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图所示，若玻璃对a的折射率大于对b的折射率，当它们从玻璃砖的下表面射出后，有（）．A．两束光仍平行,间距等于d B．两束光仍平行,间距大于dC．两束光仍平行，间距小于d D．两束光不再平行3．一条光线以40°的入射角从真空中射到平板透明材料上，光的一部分被反射,一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角可能是（）．A．小于40° B．在50°～100°之间C．在100°~140°之间 D．大于140°4．△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面．a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示．由此可知（）．A．棱镜内a光的传播速度比b光的小B．棱镜内a光的传播速度比b光的大C．a光的频率比b光的小D．a光的波长比b光的长5．一玻璃柱体的横截面为半圆形．细的单色光束从空气射向柱体的D点(半圆的圆心），产生反射光束1和折射光束2．已知玻璃折射率为3，入射角为45°（相应的折射角为24°）．现保持入射光不变，将半圆柱绕通过D点垂直于纸面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示,则（）．A．光束1转过15° B．光束1转过30°C．光束2转过的角度小于15° D．光束2转过的角度大于15°6．如图甲所示，将筷子竖直插入玻璃杯内,从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是图图中的哪个图形？（）．7．如图所示，一束白光从顶角为 的棱镜的一个侧面AB以较大的入射角i入射，经三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中．若屏上的彩色光带先后全部消失，则( ）．A．红光最先消失，紫光最后消失 B．紫光最先消失，红光最后消失C．紫光最先消失，黄光最后消失 D．红光最先消失,黄光最后消失8．在完全透明的水下某处放一点光源，在水面上可以见到一个圆形透光平面，如果圆形透光平面的半径匀速增大,则光源（）．A．加速上升 B．加速下沉 C．匀速上升 D．匀速下沉9．如图为一直角棱镜的横截面,∠bac=90°，∠abc=60°，一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜．已知棱镜材料的折射率2n=，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线（）．A．从ab面射出 B．从ac面射出C．从bc面射出，且与bc面斜交 D．从bc面射出，且与bc面垂直10．两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1＞θ2．用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度，则( ）． A．n1＜n2,v1＜v2 B．n1＜n2，v1＞v2C．n1＞n2，v1＜v2 D．n1＞n2，v1＞v211．如图所示，用插针法测定玻璃折射率的实验中以下说法正确的是( ）．A．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度B．P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度C．入射角i适当大些，可以提高准确度D．P1、P2之间的距离,入射角的大小均与实验的准确度无关二、填空题12．如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上，反射光OB射到水平的光屏上，屏上用光电管将光讯号转变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现点B在屏上向右移动了Δs的距离到B＇，由此可知液面________（填“升高”或“降低”）了________．13．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa＇、bb＇与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确,且均以aa＇、bb＇为界面画光路图．则：（1）甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”）．(2）乙同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”“偏小"或“不变”）．（3）丙同学测得的折射率与真实值相比________．14．在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下：①将记录光路的白纸铺放在平板上;②手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上:③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa＇和bb＇；④在aa＇上选择点O，作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角i分别为0°、30°、45°的入射光线；⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的折射光线，观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上，取下玻璃砖、大头针,连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相交，量出各个折射角r；⑥按公式分别计算sinsinir，取三个值的算术平均值．以上步骤中有错误或不妥之处的是：________；应改正为:________．15．如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（网中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3．图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D 点．(1）设AB的长度为l1,AO的长度为l2，CD的长度为l3,DO的长度为l4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________．(2）该同学在插大头针只前不小心将玻璃砖以D为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________（填“偏大"“偏小”或“不变"）．16．测定玻璃砖折射率的实验如图13—1-44所示，把玻璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好图上的三条直线，它们分别是________、________、_______,最后按正确的要求插上大头针P3、P4，由P3、P4的位置决定了光线________的方位，从而确定了折射光线________的方向．三、解答题17．由某种透明物质制成的等腰直角三角形棱镜AOB，两腰都为16 cm，且两腰与Ox和Oy 轴都重合，如图所示，从BO边的C点注视A棱，发现A棱的位置在D点，在C、D两点插上大头针，测出C点的坐标为（0，12），D点的坐标为（9，0)，由此可以算出该透明物质的折射率为多大？18．某市体育广场中心，设计建造了一组旋转摇摆式喷泉，在喷泉周围，水下40 cm深处，环绕了一圈彩灯，夜幕降临时，从喷泉射出的水柱在彩灯的映衬下，显得很美丽壮观．若池水的折射率为43，那么彩灯的视深（池边的人看到的彩灯的深度）是多少？19．一物点放在表面平行的玻璃板后L=15 cm处,观察者透过玻璃板观察，且视线垂直于玻璃表面，设玻璃板厚度d=4.5 cm,玻璃的折射率n=1。
高二物理 第二十章光的波动性全考点练习
高二物理第二十章光的波动性全考点练习知识点1. 光的涉现象1．以下哪些属于干涉现象( )A．雨后天边美丽的彩虹B．阳光下肥皂膜上的彩色条纹C．荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮D．上表面咐有油膜的厚玻璃板，受阳光照射，在油膜表面上会有彩色光斑1．BD点拨：A是色散，C是全反射，B、D才是干涉，2．取两块平玻璃板，合在一起用手捏紧，从玻璃板上方会看到彩色条纹，这是光的干涉现象，关于这一干涉的下列说法正确的是( )A．这是上、下两块玻璃板的上表面反射光干涉结果B．这是上面那块玻璃的上、下两个表面的反射光干涉的结果C．这是两玻璃板间的空气膜上、下两表面的反射光干涉的结果D．这是下面玻璃的上、下两个表面反射光干涉的结果2．点拨：玻璃间形成的空气膜的上、下两表面的反射光产生的干涉现象．知识点2. 发生干涉的条件：1．在做双缝干涉实验时．用白光做光源，将在屏上得到彩色茶纹，若在双缝的—条缝前放置红色滤光片(只能透过红光)，而另一缝前加绿色滤光片(只能透过绿光)，则这时( ) A．只有红色和绿色的双缝干涉，其他颜色的双缝干涉条纹消失B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C．任何颜色的双缝干涉条纹都下存在．但屏仍然有光亮D．屏上无任任光亮1．[解析]从双缝中透射出的红光和绿光，它们的频率不相同，不满足产生干涉的条件，所以屏上没有干涉条纹，但由于屏上有红光和绿光到达，因而屏上有光亮，故只有C是正确的．[答案)C[点拨]两列光相遇叠加只有满足相干条件才能在光屏上出现稳定的干涉图样．λ（n=0、1、2、3．．．．）知识点3. 双缝干涉亮条纹∆ｓ＝ｎλ暗条纹∆ｓ＝(2ｎ+1)21．在单色光的双缝干涉实验中( )A．两列光的波峰和波峰重叠处出现亮条纹B．两列光的波谷和波谷重叠处出现暗条纹C ．从两个狭缝到屏上的路程差是光的波长的奇数倍处，出现暗条纹D ．从两个狭缝列屏上的路程差是光的波长的整数倍处，出现亮条纹 1．AD2．S 1、S 2是两个相干光源，发出的光波长皆为4000Å，P 点到S 1、S 2的路程差为1.8×10-6m ，若S 1、S 2的振动情况完全相同，则P 点将是点．(1Å=10-10m)2．[解析]此题考查出现亮条纹(或暗条纹)的条件．由于∆s ＝4.5λ＝(2×4+1)2λ，满足出现暗条纹的条件，所以P 点将是暗点．3．如同20-1-5所示，在双缝干涉实验中，S 1和S 2为两狭缝，P 是光屏上的一点，已知P 点与S 1和S 2距离之差为2.1×10-6m ，今分别用A 、B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验． (1)已知A 光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7m ，问P 点是亮条纹还是暗条纹； (2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10-7m ，当B 光从这种介质射向空气时，临界角为37º，问P 点是亮条纹还是暗条纹：3．[解析](1)根据出现亮条纹或暗条纹的条件来判断．设A 单色光在空气和介质中的波长分别为λ0和λ，由0c f λ=，f v λ=和c n v=得：λ0=n λ=6×10-7ｍ。
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练习13 光的波动性13.1 光是一种电磁波，试说明光波的物理图象。
13.2 填空:( 1) 光的波动性的典型表现是________。
( 2) 光在真空中的速度c =________; 在折射率为n 的介质中的传播速度u =________。
( 3) 光在真空中的波长为λ, 在介质中的波长λn =________。
( 4) 光的折射率为n 的介质中传播的几何路程为r , 则光程为________。
( 5) 可见光(由红光到紫光)的波长范围是从________ m 到________m 。
频率范围是从________Hz 到________Hz 。
（6）中央一台的发射频率为v = 550 KHz ，其波长λ=________m. [分析与解答](1)光的波动性的典型表现是具有干涉，衍射和偏振特性。
(2)真空中光速c=3×108m/s 。
在介质中的传播速度nc u =。
(3)介质中的波长nn λλ=。
(4)光程为折射率与几何路程的乘积，即nr 。
(5)真空中可见光（从红光到紫光）的波长范围是从760 nm 到400 nm(1nm=10-9m).频率范围是从4.3×1410Hz 到7.5×1410Hz 。
(6)波长2381046.510550103⨯=⨯⨯==v c λ m.光的干涉13.3 光的干涉与前面讨论的波的干涉是相似, 当然也有不同之处, 试讨论： ( 1) 光的干涉的特征; ( 2) 相干光应符合什么条件?( 3) 如何获得相干光(分波阵面法和分振幅法)?( 4) 写出用光程差表示的光干涉明纹、暗纹条件的一般表达式。
( 5) 试述处理光的干涉问题的一般思路、方法以及注意点。
[分析与解答] 参阅《教程》下册P177-179. 13.4 相位差与光程差有什么关系? 并求解:(1) S 1和S 2为频率为ν、初相位相同的相干光源，发射两束相干光，在P 点相遇,试求在P214题13.4(1)图(a )和图(b )情况下,它们的光程差和相位差(图中n 1,n 2,n 为介质的折射率)。
题13.4(1)图[分析与解答]（a ）光程差为：1122r n r n -=∆ 相位差为：)(22211221122r n r n r r -=⋅-⋅=∆λπλπλπϕ（b ）光程差为：2121()()(1)r d nd r r r n d ∆=-+-=-+- 相位差：])1()[(212d n r r -+-=∆λπϕ( 2) 一射电望远镜的天线安装在海岸上, 距海平面的高度为h 。
现有一射电星发出波长为λ的电磁波,一部分直接射到天线上的P 点,另一部分经海面反射后到P 点(见图)。
试求它们到达P 点的光程差和相位差。
[分析与解答]由图13.4(2)可知，并考虑在海面反射的波有半波损失、则光程差为2sin 22)sin 2(sin 2)2cos 1(sin 22cos sin sin 22λθλθθλθθλθθθλ+=+=+-=+-=+-=∆h h h h h NP MP则它们的相位差为 πλθπλπϕ+⋅=∆⋅=∆sin 42h( 3) 如图所示, 一束单色光(波长为λ)射到A ,B 两个缝上,并最后到达P 点。
已知d AB =试求它们的光程差和相位差。
[分析与解答]这是一个斜入射问题。
在到达双缝前已有了光程差ϕsin d CA =。
因此，到达P 点的总光程差应为sin sin (sin sin )BD CA d d d θϕθϕ∆=-=-=-于是，相位差为)sin (sin 22ϕθλπλπϕ-=∆⋅=∆d( 4) 波长为λ = 500 nm 的单色光从空气中垂直地入射到水泥路上的n =1.38、厚度d = 10-6m 的油膜上，入射光的一部分进入油膜，并在下表面上反射。
试问:① 光在油膜内的路程上有几个波长? ② 光线离开油膜时与进入时的相位差为多少? [分析与解答]①光线在油膜内的光程为2nd ，则波长数k 为5.5105001038.12296=⨯⨯⨯==--λndk②光线由上表面进入，经下表面反射后再由上表面射出，考虑到在下表面反射的光有相位突变，则它们的相位差为ππλπϕ1222=+=∆nd光的干涉13.5 图示一双缝干涉装置, 试求: (1) 到达点P 的两束光的光程差; (2) 点P 为明纹的条件及距点O 的距离; (3) 点P 为暗纹的条件及距点O 的距离;(4) 如图有人说“按干涉条件算出的明、暗纹位置指的是a,b,c,⋯ 这些位置, 表明是最亮或最暗的位置,也就是说,b 为最亮处(光强最大) ,由b 向a, c 逐渐变暗,到a,c 为最暗。
”你同意这种看法吗?[分析与解答] （1）ϕsin d =∆（2）22λk=∆；dD kx λ=(推证见教程下册P179-181)（3）2)12(λ-=∆k ；dD k x 2)12(λ-=（4）正确。
13.6 在杨氏双缝干涉中,改变下列条件,干涉条纹如何变化( 包括条纹分布、光强、零级条纹等)?( 1) 将双缝S 1,S 2的间距d 加大; ( 2) 缝S 1加宽一倍, 缝S 2不变;( 3) 将原先的入射紫光改为用氦氖（e e N H -）激光照射; （4）在缝S 1,S 2 分别装上偏振化方向相互垂直的偏振片。
[分析与解答]（1）由双缝条纹间距公式dD x λ=∆，可得当d 加大时，条纹间距x ∆变小（即条纹变密），但亮条纹强度、零级条纹位置等均不变化。
（2）当缝S 1加宽，而缝S 2不变时，由于双缝中心间距d 未变，故条纹间距不变，同时零级条纹位置也不变。
但由于两缝宽度不同，通过两缝的光振幅不再相同，有A 1>A 2.因此，暗纹（干涉极小）处的强度不再为零，而是有一定的亮度，同时亮纹（干涉极大）处的亮度也有所增加。
（3）当将紫光（nm 400=λ）改为氦氖激光(nm 8.632=λ)时,由于波长变长,使条纹间距增大(条纹变疏).（4）此时，两束光的振动方向垂直，不符合相干光的条件，故干涉条纹消失。
13.7 在题13.5 图的双缝装置中:( 1) d = 0.6mm, D = 2.5m 。
相邻两明纹中心的距离为Δx = 2.27mm, 则λ=________nm 。
( 2) 若用氦氖激光(λ= 632.8nm)照射, 则明纹的宽度l =________。
( 3) 用厚度为e 的薄云母片( n = 1.58 )覆盖在S 1 上, 此时, 第7级明纹移到原来零级明纹处, 若λ= 550 nm, 则e =________。
[分析与解答] (1)由dD x λ=∆ 得:nm m Dx d 8.54410448.55.21027.2106.0733=⨯=⨯⨯⨯=∆=---λ (2) m d D x 33101064.2106.01063285.2---⨯=⨯⨯⨯==∆λ(3)在S 1处覆盖云母片后,相当于在r 1路径上增加了(n -1)e 的光程,导致屏幕上条纹的整体移动,原来零级明纹(屏幕中央)处之所以变成第七级明纹,正是这种光程差改变的结果.因此有:(n-1)e=7λ得 m n e 6101064.6158.1105500717--⨯=-⨯⨯=-=λ13.8 将波长λ= 632.8nm 的一束水平的He-Ne 激光垂直照射一双缝,在缝后D= 2m 处的屏上,观察到中央明纹和第1级明纹的间距为14mm 。
试求:(1) 两缝的间距d;(2) 在中央明纹以上还能看到几条明纹。
[分析与解答] (1)由双缝干涉两相邻明纹的间距公式dD x λ=∆可知m xD d 539100.91014108.6320.2---⨯=⨯⨯⨯=∆=λ(2)根据双缝干涉的明纹条件λϕk d =sin 可知,当2πϕ=,即1sin =ϕ时,k 有最大值,即 599.010142.2632.810dk λ--⨯==≈⨯表明在中央明纹以上,还能看到142条明纹.13.9 薄膜干涉有等厚干涉和等倾干涉之分。
前者与膜的厚度有关, 后者与入射光的倾角有关。
空气劈尖是典型的等厚干涉, 试分析:( 1) 劈尖干涉图样是怎样形成的? 作图加以说明。
( 2) 明纹和暗纹位置的条件。
( 3) 干涉图样的特征。
( 4) 棱边呈明纹还是暗纹? 为什么?( 5) 两相邻暗纹间的距离l =________, 对应的厚度差Δe =________。
( 6) 把劈尖由空气浸入煤油中, 条纹如何变化? ( 7) 把原先的入射红光改为绿光, 条纹如何变化? ( 8) 增大倾角, 条纹如何变化?[分析与解答] (1)(2)(3)(5)参阅<<教程>>下册.P184-185.(4)棱边呈明纹还是暗纹,主要由两束相干光的光程差来决定,关键在于反射光有没有半波损失,如图:若n 1=n 2>n 3时,则在OM 面的反射光有半波损失,且满足2)12(222λλ+=+=∆k e n棱边呈暗纹.若n 1< n 2 < n 3时,e n 22=∆,棱边将呈明纹. (6)由条纹宽度θλsin 2n L =可知,劈尖由空气浸入煤油中,n 增大,故条纹变疏.(7)同理.λ红>λ绿,故条纹也变疏. (8)θ增大,sin θ增大,条纹同样变疏. 13.10 试述劈尖问题的一般求解方法。
两块10cm 长的玻璃片，一端用直径为0.4×10-3m 的金属丝夹着，形成一空气劈尖。
用镉灯(λ=643.8nm)垂直照到玻璃片上,能呈现多少条明条纹？[分析与解答] 由劈尖等厚干涉规律可知,相邻两明纹的间距L ：6391048.801.0104.02108.643sin 2---⨯=⨯⨯⨯==θλn L m则在D=10cm 内呈现的明条纹数目为:5.12421048.801.06=⨯==-LD N故呈现1242条。
13.11 牛顿环的干涉图像是怎样形成的? 作图说明之。
并讨论: ( 1) 牛顿环的干涉条件; ( 2) 干涉图像的特征;( 3) 用牛顿环测平凸镜的曲率半径R, 观察到第2 级暗环半径为 1 . 6mm,λ= 450 nm, 则R = 。
[分析与解答] (1)(2)见<<教程>>下册P186-188例13.3.3 (3)由牛顿环暗纹半径公式λkR r =有m k r R 84.2104502)106.1(9232=⨯⨯⨯==--λ13.12 请讨论分析:( 1) 等倾干涉条纹是怎样形成的? ( 2) 列出干涉条件。
( 3)“等倾”的含义是什么? i 不同, 结果有什么不同? ( 4) 反射光与透射光的干涉情况有无区别? [分析与解答] 参阅<<教程>>下册P182-184 光的衍射13.13 为什么日常生活中声波的衍射比光波的衍射更加显著？（声λ，长光λ短） 13.14 试述衍射的物理本质, 并讨论:( 1) 单缝夫琅禾费衍射图像是怎样形成的? 作图讨论之。