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1、,1.(2011宣武区模拟)在下列自然现象之中，可以用光的干涉理论解释的是( )A天上的彩虹B阳光在树林中的地面上形成圆形光斑C肥皂泡上的彩色花纹D水中十分明亮的空气泡【解析】选C.A是光的色散，B是小孔成像，C是光的干涉，D是光的全反射现象，故选C.,2.(2011济南模拟)沙尘暴是由于土地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几十米，天空变黄发暗这是由于在这种情况下( )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只有能量较大的光子才能到达地面【解析】选B.波长较长的光波波长与沙尘暴颗粒尺寸比较接近，所以衍射现象
2、比较明显，容易发生衍射的光才能到达地面；频率大的光子能量大，波长小不易发生衍射，故选B.,3.在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象( )A都是光的衍射现象B都是光的干涉现象C前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象D前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象【解析】选C.两块捏紧的玻璃板间有空气薄膜，当白炽灯发出的光照射到玻璃板表面时，发生薄膜干涉，当白炽灯发出的光照射到狭缝时，由于衍射出现彩色条纹，故选C.,4.如图所示是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉
3、条纹下列说法正确的是( )A减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大,【解析】选B.根据条纹间距公式y ，d减小时，y增大，A错；l增大时，y增大，B对；增大时，y增大，红光波长大于绿光，紫光波长小于绿光，故C、D错误,5如图所示， P是一偏振片，P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向下列四种入射光束中，哪几种光束照射P时不能在P的另一侧观察到透射光( )A太阳光B沿竖直方向振动的光C沿水平方向振动的光D沿与竖直方向成45角振动的光,【解析】选C.光是横波，振动方向垂直于
4、偏振片的透振方向的光不能通过偏振片，C中的光不能通过偏振片，其他方向的光可以全部或部分通过偏振片，故A、B、D中有光通过，故选C.,一、双缝干涉的实验规律的认识1.获得相干光源的方法（1）利用激光（因为激光发出的是单色性极好的光）.（2）设法将同一束光分为两束（这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等）.下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图.,2.干涉的实验规律：双缝干涉实验中，光屏上某点到相干光源S1、S2的路程之差为光程差，记为.如图所示,若光程差是波长的整倍数，即=n（n=0，1，2，3）P点将出现亮条纹；若光程差是半波长的奇数倍即=(
5、2n+1) （n=0，1，2，3），P点将出现暗条纹.屏上到双缝S1、S2距离相等的点即为加强点，故双缝干涉中央条纹为明条纹.,3.干涉的条纹特征(1)若用单色光实验，在屏上得到明暗相间的条纹；若用白光实验，中央是白色条纹，两侧是彩色条纹.(2)屏上明暗条纹之间的距离总是相等的，其距离大小y与双缝之间距离d、双缝到屏的距离l及光的波长有关，即y .在l和d不变的情况下，y和波长成正比，应用该式可测光波的波长.(3)用同一实验装置做干涉实验，红光干涉条纹的间距y红最大，紫光干涉条纹间距y紫最小，故可知红大于紫. 这就是白光干涉条纹中央为白色，两边出现彩色光带的原因.,现行的高中物理教科书所给出的
6、干涉条纹照片中央部分的干涉条纹是等间距的，但边缘部分的干涉条纹与中央部分的干涉条纹间距不同，是由于y 是在 近似条件情况下推导出来的.,【例证1】(15分)双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹O点距S1、S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹 (1)如果将入射的单色光换成红光，则O点是不是红光的亮条纹？红光的第一条亮条纹在P点的上方还是下方？,(2)若用包括有红光、绿光、蓝光三种色光的复色光作相干光源，所产生的干涉条纹中离中央明条纹最近的干涉条纹是什么颜色的条纹？(3)若用绿光照射
7、S1，蓝光照射S2，试分析能在屏上观察到的现象 【解题指导】本题审题时应弄清以下几个方面：（1）题中不变的是同一装置，则l和d是不变的.（2）换成不同色光要知道波长的大小关系.（3）发生干涉的条件是要有相干光源.,【自主解答】(1)O点到两缝的距离相等，换成红光O点还是红光的亮条纹，由y 可知，红光的波长比绿光大，条纹间距也比绿光大，因此，红光的第一条亮条纹在P点的上方. (5分)(2)因为三种色光中蓝光的波长最小，干涉产生的条纹间距最小，故离中央明条纹最近的是蓝色条纹. (5分)(3)若让绿光和蓝光分别照射S1和S2，得不到相干光源，这时既不能发生干涉，也不发生衍射，此时在光屏上只能观察到亮
8、光. (5分)答案：(1)是 上方 (2)蓝色 (3)见自主解答,【变式训练】用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间的距离d0.1 mm，双缝到屏的距离l6.0 m，测得屏上干涉条纹中两相邻亮纹的间距是3.8 cm，氦氖激光器发出的红光的波长是多少？假如把整个装置放入折射率是 的水中，这时屏上的条纹间距是多少？,【解析】由y 得= y=6.3107 m.即激光器发出的红光的波长是6.3107 m.如果把整个装置放入水中，激光器发出的红光在水中的波长设为，则= ，y ，因此有即答案: 6.3107 m 2.85 cm,二、薄膜干涉的形成与应用1.形成(1)相干光源：如图所示，由于重力作用
9、，肥皂膜上薄下厚，薄膜前表面AA和后表面BB的反射光发生叠加.,(2)亮暗条纹形成：如图所示，在薄膜干涉中，在P1、P2处，薄膜厚度的2倍为前后表面反射光的光程差，当光程差等于波长整数倍时形成亮条纹；在Q处，光程差等于半波长的奇数倍时，形成暗条纹.2.应用（1）光的干涉的实际应用增透膜利用光的干涉，在镜面涂上一层厚度适当的透明薄膜，该膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4这样，从膜的前后两个表面反射的光，光程差恰好等于半个波长，叠加后互相抵消，减弱了反射光的强度，使透射光的强度得以增大，这种膜叫增透膜,（2）检查平整程度：如图所示，待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射，入射光
10、从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹，待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹是平行的，反之，干涉条纹有弯曲现象.,【例证2】如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是,A干涉现象是由于平凸薄透镜上下表面反射光叠加形成的B干涉现象是由于平凸薄透镜上表面反射光和平板玻璃上表面反射光叠加形成的C干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的【标准解答】选C.
11、牛顿环实验中，空气膜的上表面和下表面即平凸薄透镜下表面和平板玻璃上表面的反射光叠加形成干涉图样， A、B错误；相邻干涉条纹间距离为l= ,越往外侧越大，l就越小，条纹越密，由此可知空气膜厚度不是均匀变化的，C对D错,【规律方法】薄膜干涉的条纹与膜厚度的关系分析方法(1)对于薄膜干涉关键是弄清楚薄膜位置，相干光是薄膜的上下两个表面的反射光.(2)同一亮条纹或同一暗条纹应出现在膜的厚度相同的地方若厚度均匀变化，形成等间距干涉条纹，厚度变化越快，形成的干涉条纹越密.(3)检查工件的平整程度，熟悉等厚干涉条纹是均匀的，知道条纹间距的决定因素，满足l= 关系就可以得出正确答案.,【变式训练】如图甲所示是
12、检查工件ON上表面是否平整的装置，用单色光照射透明标准板M，观察到的A和B处的现象如图乙所示的条纹中的P和Q的情况，以下说法正确的是( ),N的上表面A处向上凸起N的上表面B处向上凸起N的上表面A处向下凹陷N的上表面B处向下凹陷 B. C. D. 【解析】选B.由于在同一条纹上各处的空气膜厚度相同,故M处和N处厚度相同,即N处的厚度变大了,因此A处出现凹陷,同理可知B处出现凸起,故B项正确.,三、光的衍射的理解1.在发生明显衍射的条件下，当窄缝变窄（或孔变小）时，亮斑的范围变大，条纹间距离变大，而亮度变暗.2.衍射图样（1）单缝衍射：中央亮纹宽且亮，两侧条纹明暗相间，窄且暗.白光衍射时，中央仍
13、为白光，两侧为彩色，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光.（2）圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，中央是大且亮的圆亮斑,（3）泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现小的亮斑，向外是相应的阴影，再向外是亮暗相间的圆环这是光能发生衍射的有力证据之一.,3.光的干涉、衍射和棱镜使白光色散的比较,【例证3】如图所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹).则在下面的四个图中从左往右排列,亮条纹的颜色依次是( )A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫,【解题指导】解
14、答本题时应弄清以下两个方面：,【自主解答】选B.双缝干涉条纹平行等距，且波长越大，条纹间距越大，而红光波长大于蓝光波长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长大，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅为紫光的衍射图样，故选B.,【变式训练】下列现象中由于衍射产生的是( )A.白光通过盛水的玻璃杯，在适当的角度可以得到彩色光B.菜汤上的油花呈现彩色C.隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围辐射彩色的光芒D.光线照在花布上，可以看见花布上的图样【解析】选C.白光通过玻璃杯发生折射，产生光的色散现象，A错；菜汤上的油花呈现彩色，是由于薄膜干涉现象，B错；隔着帐幔看远处的灯，灯周围的彩色光芒是
15、光的衍射现象，C对；光线照在花布上看见花布上的图样是光的反射现象，D错.,【例证4】如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置,一束偏振光射入光纤,由于温度的变化,光纤的长度、芯径、折射率发生变化,从而使偏振光的透振方向发生变化,光接收器接收的光强度就会变化.设起偏器和检偏器透振方向相同,关于这种温度计的工作原理,正确的说法是,A.到达检偏器的光的透振方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大B.到达检偏器的光的透振方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大C.到达检偏器的光的透振方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小D.到达检偏器的光的透振方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小,【解题指导】解答该题应注意以下两个关键点：,
