2019高中物理 第5章 光的波动性 光的衍射、偏振、色散、激光学案 教科版选修3-4

光的衍射、偏振、色散、激光

【学习目标】

1．了解光的衍射现象及观察方法． 2．理解光产生衍射的条件．

3．知道几种不同衍射现象的图样．

5．知道振动中的偏振现象，偏振是横波特有的性质． 6．明显偏振光和自然光的区别．

7．知道光的偏振现象及偏振光的应用． 8．知道光的色散、光的颜色及光谱的概念． 9．理解薄膜干涉的原理并能解释一些现象．

10．知道激光和自然光的区别． 11．了解激光的特点和应用．

【要点梳理】 要点一、光的衍射

1．三种衍射现象和图样特征 (1)单缝衍射． ①单缝衍射现象．

如图所示，点光源S 发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿着直线传播，传播到光屏上的AB 区域；若缝足够窄，则光的传播不再沿直线传播，而是传到几何阴影区，在AA BB ''、区还出现亮暗相间的条纹，即发生衍射现象．

要点诠释：衍射是波特有的一种现象，只是有的明显，有的不明显而已． ②图样特征．

单缝衍射条纹分布是不均匀的，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同：用单色光照射单缝时，光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹，中央条纹宽度大，亮度也大，如图所示，与干涉条纹有区别．用白光照射单缝时，中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光．

(2)圆孔衍射．

①圆孔衍射的现象．

如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现图乙中所示的情形，无衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现图丙中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．

②图样特征．

衍射图样中，中央亮圆的亮度大，外面是亮、暗相间的圆环，但外围亮环的亮度小，用不同的光照射时所得图样也有所不同，如果用单色光照射时，中央为亮圆，外面是亮度越来越暗的亮环．如果用白光照射时，中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．

(3)圆板衍射．

在1818年，法国物理学家菲涅耳提出波动理论时，著名的数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出圆板后面的中央应出现一个亮斑，这看起来是一个荒谬的结论，于是在同年，泊松在巴黎科学院宣称他推翻了菲涅耳的波动理论，并把这一结果当作菲涅耳的谬误提了出来但有人做了相应的实验，发现在圆板阴影的中央确实出现了一个亮斑，这充分证明了菲涅耳理论的正确性，后人把这个亮斑就叫泊松亮斑．

小圆板衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．

2．衍射光栅

(1)构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．

(2)特点：它产生的条纹分辨程度高，便于测量．

(3)种类：?

?

?

透射光栅反射光栅

．

4．三种衍射图样的比较

如图所示是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的照片．由图可见：

(1)光经不同形状的障碍物产生的衍射图样的形状是不同的．

(2)衍射条纹的间距不等．

(3)仔细比较乙图和丙图可以发现小孔衍射图样和小圆屏衍射图样的区别：①小圆屏衍射图样的中央有个亮斑——著名的“泊松亮斑”；②小圆屏衍射图样中亮环或暗环间距随着半径的增大而减小，而圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大；③乙图背景是黑暗的，丙图背景是明亮的． 5．光的直线传播是一种近似的规律

光的直线传播是一种近似的规律，具体从以下两个方面去理解：

(1)多数情况下，光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传播的规律传播的，在它们的后面留下阴影或光斑．如果障碍物、缝或小孔都小到与照射光的波长差不多(或更小)，光就表现出明显的衍射现象，在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环．

(2)光是一种波，衍射是它基本的传播方式，但在一般情况下，由于障碍物都比较大(比起光的波长来说)，衍射现象很不明显．光的传播可近似地看做是沿直线传播．所以，光的直线传播只是近似规律．

要点二、光的偏振

1．自然光和偏振光

(1)自然光：

从普通光源直接发出的自然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏向哪一个方向．这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫自然光．

自然光介绍：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。如图所示。

要点诠释：偏振片是由特殊材料制成的，其“狭缝”用肉眼不能看见，它只允许振动方向与“狭缝”平行的光波通过．通过偏振片后，自然光就变成了偏振光．如图所示，普通光源S发出的光经过偏振片时，后面的光屏是明亮的，说明光透过了偏振片，若转动偏振片，光屏上亮度不变，说明透过光的强度不变，由此可知，自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同．

(2)偏振光：

只沿着一个特定的方向振动的光叫偏振光．如经过偏振片后的自然光．若偏振光再经过一个偏振片后，情况会怎样呢？如图1所示，当两偏振片的“狭缝”平行时，光屏上仍有亮光．当两偏振片的“狭缝”相互垂直时，透射光的强度几乎为零，光屏上是暗的．如图2所示．

结论：光是一种横波．

上面第l块偏振片叫起偏器；

第2块偏振片叫检偏器．

2．偏振光的两种产生方式

(1)让自然光通过偏振片；(2)自然光射到两种介质的交界面上，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90?，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．

要点诠释：平时我们所看到的光，除直接从光源射来的以外都是偏振光．

3．偏振光的应用：

(1)摄影技术中的应用：

光的偏振现象有很多应用．如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物的照片时，由于水面或玻璃表面的反射光的干扰，常使景象不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可使反射来的偏振光不能进入照相机内，从而可拍出清晰的照片．故人们把偏振滤光片叫做摄像机的“门卫”．

(2)偏振片在汽车挡风玻璃上的应用：

偏振片——汽车司机的福音．在夜间行车时，迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面，容易发生事故．如果在每辆车灯玻璃上和司机坐席前面的挡风玻璃上安装一块偏振片，并使它们的透振方向跟水平方向成45?角，就可以解决这一问题．这时，从对面车灯射来的偏振光，由于振动方向跟司机座前挡风玻璃偏振片的透振方向垂直，所以不会射进司机眼里．而从自己的车灯射出去的偏振光，由于振动方向跟自己的挡风玻璃上的偏振片的透振方向相同，所以司机仍能看清自己的灯照亮的路面和物体．

(3)立体电影：

立体电影也是利用光的偏振原理

4．光波中的电场强度E

光是电磁波，且电磁波中电场强度E和磁感应强度的振动方向都与电磁波的传播方向垂直．实验指出，光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度E引起的．因此常将E的振动称为光振动．在与光波传播方向垂直的平面内，光振动的方向可以沿任意的方向．光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光．光振动沿着特定方向的光就是偏振光．

要点三、光的颜色、色散

1．双缝干涉中的色散

用不同的单色光作双缝干涉实验，得到的条纹之间的距离不一样，但都是明暗相间的单色条纹，

由L

x d

λ=

△知，不同颜色的光，波长不同．红光x ?最大，波长最长，紫光x ?最小，波长最短． 白光干涉时的条纹是彩色的，可见白光是由多种色光组成的，发生干涉时，白光发生了色散现象． 2．薄膜干涉中的色散

用单色光照射薄膜时，两个表面反射的光是相干的，形成明暗相间的条纹． 用不同的单色光照射，看到亮纹的位置不同．

用白光照射时，不同颜色的光在不同位置形成不同的条纹，看起来就是彩色的． 3．折射时的色散

如图所示，一束白光通过三棱镜后会扩展成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色组成的光谱．注意：

(1)我们把射出棱镜的光线与入射光线方向的夹角叫光通过棱镜的偏向角．实验表明，白光色散时，红光的偏向角最小，紫光的偏向角最大．这说明玻璃对不同色光的折射率不同．紫光的折射率最大，红光的折射率最小，依次为n n >>红紫．

由于介质中的光速c

v n

=

，故折射率大的光速小，各种色光在介质中的光速依次为：v v v <<<靛红紫，即红光的速度最大，紫光速度最小．

如图所示，白光经三棱镜后，在光屏上呈现七色光带(光谱)；若从棱镜的顶角向底边看，由红到紫依次排列，紫光最靠近底边．光的色散实质上是光的折射现象．

(2)色散现象的产生表明，白光是由各种单色光组成的复色光．由于各种单色光通过棱镜时因折射率不同使光线偏折的角度不同，所以产生了色散现象．单色光通过棱镜不能再分，所以不能发生色散现象．

4．薄膜干涉

竖直放置的肥皂膜受到重力的作用，形成上薄下厚的楔形薄膜，在薄膜上不同的地方，来自前后两个面的反射光所走的路程差不同，在一些地方，这两列波叠加后互相加强，于是出现了亮纹；在另一些地方，叠加后互相削弱，于是出现了暗纹．

要点诠释：用单色光照射薄膜，看到的是明暗相间的条纹．用白光照射时，某一厚度的地方，是这一种色光被加强，另一厚度的地方则是另一种色光被加强，因此看到的是彩色条纹．水面上的油膜，马路上的油膜和肥皂泡上的彩色条纹都是薄膜干涉形成的．

5．分光镜

用来观察光谱，分析光谱的仪器叫分光镜，分光镜构造原理如图所示．

A为平行光管，由两部分组成，一端有狭缝，另一端有凸透镜，狭缝到凸透镜的距离等于一倍焦距，狭缝入射的光经凸透镜后变成平行光线，射到三棱镜上．

三棱镜P通过色散将不同颜色的光分开．

通过望远镜筒B可以观察光谱，在MN上放上底片还可以拍摄光谱．

管C在目镜中形成一个标尺，以便对光谱进行定量研究．

6．薄膜干涉现象的观察方法

用酒精灯火焰和肥皂薄膜观察光的薄膜干涉现象时，观察者眼睛、酒精灯、薄膜位置应如图所示，注意：观察的是火焰经薄膜反射的像，像上会出现明暗相间的水平条纹．本实验成功的关键是膜一定要薄，但又要有足够的韧性，不致很快破掉，以便有足够长的时间可以观察(可在清水中加一些洗洁精)．

7．各种色散现象的规律

(1)光的颜色取决于频率，从红光到紫光，频率逐渐增大，波长逐渐减小，色光由真空进入介质，频率不变，波长减小．

(2)色光从真空进入介质速度都要减小，在同一种介质中，从红光到紫光，速度逐渐减小． (3)在同一种介质中，从红光到紫光，折射率逐渐增大． 8．用干涉法检查平面

如图（a ）所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，入射光从空气膜的上下表面反射出两列光波，形成干涉条纹．如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的．如果某处凹下，则对应明纹(或暗纹)提前出现，如图(b )所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图(c )所示．(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的顺序位置上)

9．增透膜的应用

在光学仪器中，为了减少光在光学元件(透镜、棱镜)表面的反射损失，可用薄膜干涉相消来减少反射光．像照相机、测距仪、潜望镜上用的光学元件表面为了减少光的反射损失都镀上了介质薄膜(氟化镁)，使薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的

1

4

，这样反射回来的两列光波经过路程差恰好等于半个波长，它们干涉后就相互抵消．

要点诠释：这种薄膜减少光学表面反射造成的光能损失，增强了透镜透光的能量，故称之为增透膜．

而入射光一般是白光，增透膜不可能使所有的单色光干涉相消．由于人眼对绿光最敏感，一般增透膜的厚度做到使绿光垂直入射时完全抵消，这时红光和紫光没有显著削弱，所以有增透膜的光学镜头显淡紫色．

10．雨后天空中的彩虹产生的原因和条件

(1)彩虹是由于日光经过球状小水滴时，从空气射入球内要发生折射，从球内射向空气可能要发生全反射形成的．当阳光进入水滴后就被分解为七色光，这七色光再经过内表面反射进入我们的视角，我们就看见了七彩的虹．

如图甲所示是由于太阳光经过小水滴时，受到两次折射，一次反射，产生第一次彩虹，偏向程度

与日光进行方向差138?，因此我们看到第一道彩虹呈现42?方位角，如图乙所示．如图丙、丁所示，若目光受到两次折射、两次反射，则产生第二道彩虹(50?)．由于红光受折射偏向最小，蓝光最大．第一道彩虹的颜色排列由内向外是：蓝→红，第二道则是红→蓝．

彩虹多发生在大雨过后，需背对阳光才看得到，每个人看到的彩虹都以观察者为中心形成42?或50?的光环．

其实，彩虹不仅仅来自天空，在有水雾和阳光的地方，都有可能看见彩虹，因为彩虹实际上是白光通过水滴折射、反射后产生的．

(2)大城市由于环境污染严重，空气中漂浮大量的粉尘等颗粒杂质，也使得空中的小水珠不再纯净，难以形成日光的折射和全反射，所以很难看到彩虹．

(3)要爱护环境，保护大气层，减小有害气体的排放，植树造林．

要点四、激光

1．激光具有的特点

(1)相干性好．所谓相干性好，是指容易产生干涉现象．普通光源发出的光(即使是所谓的单色光)频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件．所以，现在我们做双缝干涉实验时，无需在双缝前放一个单缝，而是用激光直接照射双缝，就能得到既明亮又清晰的干涉条纹．利用相干光易于调制的特点，传输信息，所能传递的信息密度极高，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，全国人民同时通话还用不完它的通讯容量，而光纤通信就必须借助激光技术才能发展．

(2)平行度非常好．与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距．现在利用激光测量地月距离精确度已达到1 m．

(3)激光的亮度非常高．它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量．如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温不能直接照射眼睛，否则会伤害眼睛．

(4)激光单色性很好．激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的．

2．激光的应用举例与对应的特性

(1)激光雷达．对准目标发出一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲和收到反射回波的时间间隔，结合发射的方向，就可探知目标的方位和距离，结合多普勒效应，还可以求出目标的运动速度．(利用激光的平行度好)

(2)读盘．激光的平行度很好，可以会聚到很小的一点，让会聚点照射DVD碟机、CD唱机、计算机的光盘上，就可读出光盘上记录的信息．(利用激光的平行度好)

(3)医用激光刀．可以用于医疗的某些手术上，具有手术时间短、损伤小、不会引起细菌感染、止血快等优点．(利用激光的亮度高)

(4)切割金属等难熔物质．用激光可以产生几千万度的高温，使最难熔的物质也可在瞬间汽化．(利用激光的亮度高)

(5)激光育种．用激光照射植物的种子，会使植物产生有益的变异，用于培育新晶种．(利用激光的亮度高)

(6)引起核聚变．使聚变能在控制前提下进行．(利用激光亮度高)

(7)激光可以作为武器使用，用以击毁侦察卫星，飞行的导弹、飞机、装甲车等．(利用激光的亮度高)

(8)作为干涉、衍射的光源．干涉、衍射现象明显．(利用其单色性好)

3．光源发射光子数的计算

从能量转化的角度思考，设光源的功率为P，经过时间t，则光源发射的光子数N由E Nhv

＝和

E Pt

＝，可知

Pt

N

hv ．

4．激光武器

激光武器分为激光制导炸弹和激光热武器两种．激光制导炸弹在攻击目标时，由目标指示飞机发射激光，照射目标，由运载机投弹，制导炸弹则根据从目标反射回来的激光飞向目标．这种炸弹偏离目标不大于10m．而普通炸弹则通常平均偏离目标在100 m左右．激光热武器是利用激光的热效应来破坏目标的．轻型的激光热武器可称为激光枪，可用来杀伤人员，重型的称为激光炮，可烧毁装甲车、飞机、导弹和卫星等．激光热武器的优点是速度快，命中率高．缺点是不能大面积的摧毁目标．制造激光热武器要求有大功率的激光器，目前有一些技术难题尚未完全解决，还处于研制阶段．5．医疗

用激光可以治疗眼疾，如视网膜“焊接”、虹膜切除、角膜移植、治疗青光眼等．激光在皮肤科、五官科、妇科、肿瘤科、外科等方面也得到了应用．可治疗黑色素皮肤癌、血管肿瘤、“焊接”骨骼．外科用激光作为手术刀来切割组织，其优点是可以自动止血、伤口基本无菌、伤口愈合快．利用光导纤维传输激光，制成激光内窥镜来检查肠胃的病变．

【典型例题】

类型一、衍射现象

例1．关于光的衍射现象，下面说法正确的是( )．

A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射

D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射现象【思路点拨】根据光波发生明显衍射的条件进行判断。

【答案】A、C

【解析】该题考查衍射图样和对衍射现象的理解．单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹．光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现光点，是衍射现象光的衍射现象只有明显与不明显之分。D项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象．

【总结升华】本题考查了光发生明显衍射的条件．同时强调了衍射是光的一种本性，它的存在不取决于我们是否能看见．

举一反三:

【变式1】在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测量爪形成的狭缝，观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝），可以看到( )．

A．黑白相间的直条纹 B．黑白相间的弧形条纹

C．彩色的直条纹 D．彩色的弧形条纹

【答案】C

例2．如图所示，a b c d 、、、四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是( )．

A ．a b 、是光的干涉图样

B ．c d 、是光的干涉图样

C ．形成a 图样的光的波长比形成b 图样光的波长短

D ．形成c 图样的光的波长比形成d 图样光的波长短

【答案】A

【解析】干涉条纹是等距离的条纹，因此，a b 、图是干涉图样，c d 、图是衍射图样，故A 项正

确，B 项错误；由公式L

x d

λ?=

可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a 图样的光的波长比b 图样的光的波长长，故C 项错误，c 图样的光的波长比d 图样的光的波长长。故D 项错误．

【总结升华】①双缝是干涉条纹，间距相等；②单缝是衍射条纹，间距不等，中央亮条纹最亮，两侧为间距不等的明暗相间的条纹．

举一反三:

【变式1】下图所示的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（灰黑色部分表示亮纹）。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

【答案】B

【解析】题图中第1、3为干涉图样，第2、4为衍射图样。1的波长较长，为红光，3为蓝光。2的波长短，为紫光，4为黄光。所以颜色顺序依次是红紫蓝黄。

【变式2】某同学以线状白炽灯为光源，利用游标尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点，你认为正确的是( )．

A ．若狭缝与灯泡平行，衍射条纹与狭缝平行

B ．若狭缝与灯泡垂直，衍射条纹与狭缝垂直

C ．衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关

D ．衍射条纹的间距与光的波长有关

【答案】A 、C 、D

【解析】若狭缝与线状灯平行，衍射条纹与狭缝平行且现象明显，衍射条纹的疏密程度与缝宽有

关，狭缝越小，条纹越疏；条纹间距与波长有关，波长越长，间距越大．

【总结升华】游标卡尺两脚间形成单缝，缝与线状光源平行时才能产生衍射．

类型二、偏振光

例3．如图所示，P 是偏振片，P 的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几种照射P 时能在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

【思路点拨】只要光的振动方向不与偏振片的狭缝垂直，光都能通过偏振片．

【答案】A 、B 、D

【解析】根据光的现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭缝垂直，光都能通过偏振片．太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45?角振动的光均能通过偏振片．故A 、B 、D 正确． 【总结升华】当光的振动方向不与偏振片透射方向垂直时，一定有光透射出去．

举一反三:

【变式1】如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P 和Q ，以光的传播方向为轴旋转偏振片P 或Q ，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明( )．

A ．光是电磁波

B ．光是一种横波

C ．光是一种纵波

D ．光是概率波

【答案】B

例4．实验证明让一束太阳光入射到平静的水面上，如果入射角合适，其反射光线和折射光线是互相垂直的，且偏振方向也是互相垂直的偏振光．已知水的折射率为1.33，求这一入射角为多少?

【答案】见解析

【解析】设入射角为1θ，折射角为2θ，反射角为1θ'．

由光的反射定律知

11θθ'=；

由光的折射定律得：

12

sin sin n θθ=

，

由题给条件知

1290θθ+=°，

故有

211sin sin(90)cos θθθ=-=°，

1

11

sin tan cos n θθθ=

=， 1arc tan1.3353θ==°．

【总结升华】反射光线与折射光线互相垂直，则反射角与折射角之和为90?，再根据反射定律和折射定律就可求出入射角．

【变式1】一段时间以来，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬，奶粉的碳水化合物(糖)含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量，偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关．将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品中的含糖量．如图所示，S 是自然光源，A B 、是偏振片，转动B ，使到达O 处的光最强，然后将被测样品P 置于A B 、之间，则下列说法中正确的是( )．

A ．到达O 处光的强度会明显减弱

B ．到达O 处光的强度不会明显减弱

C ．将偏振片B 转动一个角度，使得O 处光强度最大，偏振片B 转过的角度等于α

D ．将偏振片A 转动一个角度，使得O 处光强度最大，偏振片A 转过的角度等于α

【答案】A 、C 、D

【解析】自然光通过偏振片后得到垂直于光的传播方向与偏振片的透振方向平行的偏振光，该偏振光经被测样品后，其偏转方向发生了偏转，即相对于光的传播方向向左或向右旋转了一个角度α，到达B 的光的偏振方向与B 的透振方向不完全一致，故O 处光的强度会明显减弱，故A 项正确，B 项错误；若将A 或B 转动一个角度，使得O 处光的强度仍为最大，说明它们转过的角度等于α，故C 、D 两项都正确．

【总结升华】解决光的偏振问题，关键是判断偏振光的振动方向与偏振片的透振方向的关系，若它们平行，则光强最强，若它们垂直，则光强最弱．

【变式2】通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板，当以入射光线为轴转动偏振片时，看到的现象有何不同?

【答案】见解析

【解析】该题考查自然光和偏振光的区别．通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛时，透射光的强度不随偏振片的旋转而变化．因为灯光、烛光都是自然光，沿各个方向振动的光的强度相同．因此，当偏振片旋转时，透射出来的光波的振动方向虽然改变了(肉眼对此不能感觉到)，但光的强弱没有改变．月亮、黑板反射的光是偏振光，它们通过偏振片透射过来的光线的强弱会随偏振片的旋转发生周期性的变化．

【总结升华】知道自然光和偏振光的区别．光源发出的光，沿着各个方向振动的光的强度都相同，叫做自然光．振动方向一定的光叫做偏振光．

类型三、光的颜色、色散

例5．如图所示一个小的光源S发出白光，经三棱镜分光．若人沿着折射光线的反方向观察，通过棱镜可以看到( )．

A．白光点

B．光点上部红色，下部紫色

C．光点上部紫色，下部红色

D．看不到光源的像

【思路点拨】不同颜色的光发生折射时折射角不同。

【答案】C

【解析】由于各种单色光中，紫光的折射率最大，偏折角也最大，成的像最高，红光的折射率最小，偏折角也最小，成的像最低，故C正确．

【总结升华】此题易错选B，将右边光屏显示光谱颜色顺序跟人眼逆着光线看到的像的颜色混淆，两者是有区别的．

【变式】用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图甲是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )．

A．当金属丝圈旋转30?时干涉条纹同方向旋转30?

B．当金属丝圈旋转45?时干涉条纹同方向旋转90?

C．当金属丝圈旋转60?时干涉条纹同方向旋转30?

D．干涉条纹保持原来状态不变

【答案】D

【解析】金属丝圈在竖直平面内缓慢旋转时，楔形形状薄膜各处厚度形状几乎不变．因此，形成的干涉条纹保持原状态不变，D正确，A、B、C错误．

【总结升华】肥皂膜在重力作用下，形成劈形膜在同一水平线上、厚度相同，干涉出现直线条纹．

例6．如图所示，把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖．让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是( )．

A．干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果

B．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果

C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动

D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧

【答案】A、C

【解析】根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜前后表面反射的两列光叠加而成的，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，所以A项对B项错；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D项错误；根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的．当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C项正确．【总结升华】薄膜干涉常用在科学技术上检查表面平整情况．

【变式】劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图甲装置中抽去一张纸片．则当光垂直人射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹( )．

A ．变疏

B ．变密

C ．不变

D ．消失

【答案】A

【解析】光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹．设空气膜顶角为θ，12d d 、处为两相邻亮条纹，如图所示，则此两处的光传播的路程分别为112d δ=，222d δ=．

因为路程差为21δδλ-=，所以211

2

d d λ-=． 设此两相邻亮条纹中心的距离为l ?，

则由几何关系得

21tan d d l θ?-=，即2tan l λ

?θ

=． 当抽去一张纸片θ减小时，l ?增大，故选A ．

【总结升华】本题考查了对薄膜干涉的正确理解，特别是同一条纹对应的空气薄膜的厚度相同这

一知识点的灵活运用，考查了学生的应用能力．

例7．单色细光束射到折射率n =

45i =?，

经折射进入球内后又经内表面反射一次，再经球表面折射后射出的光线，如图所示．(图上已画出入射光线和出射光线)．

(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向； (2)求入射光线与出射光线之间的夹角为α；

(3)如果入射的是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色光的α角最大？哪种颜色光的α角最小?

【思路点拨】由光的折射、反射定律，画出光路图。然后进行有关计算。同时注意：不同颜色的光折射率不同。

【答案】见解析

【解析】(1)如图所示．

(2)由折射定律

sin sin i

n r

=， 得

1

sin

2

r ==，

30r =?．

由几何关系及对称性，有：

()22

r i r r i α

=--=-．

42r i α=-，

把30r =?，45i =?代入得：

30α=?．

(3)透明球对红光的折射率最小，折射角r 最大，圆周角β最大，故α最大，同理紫光的α角最小．

【总结升华】正确运用折射、反射定律并进行有关计算是本题的难点。

类型四、激光

例8．一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为—个光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为11

1.010

s ?－，波长为694.3 nm ，发射功率为101.010W ?．

(1)每列光脉冲的长度是多少?

(2)用红宝石激光照射皮肤色斑，每2

1 cm 吸收能量达到60 J 以后，色斑便逐渐消失，一颗色斑的面积为2

50 mm ，则它需要吸收多少个红宝石激光脉冲才能逐渐消失?

【答案】见解析

【解析】(1)光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需的时间．

一个光脉冲长度

8

11

33.0101.010 3.010(m)l c t ?=??=????－－=．

(2)一个光脉冲所携带的能量 10

11

1.0101.010

0.1(J)E P t ?=??=???－=．

消除面积为250 mm 的色斑需要光脉冲数为 2

2

2/=60 J/cm 5010

cm /0.1 J=300()n E S E =????－个．

【总结升华】注意本题中激光器发射的激光波长属于可见光中红光波段；每列光脉冲的长度远大于光的波长．抓住能量的转化与守恒是解题关键．

举一反三:

【变式1】某脉冲激光器的耗电功率为3

210W ?，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为8

10

s －，携带的能量为0.2J 。则每个脉冲的功率为___________W 。该激光器将电能转化为激光

能量的效率为_____________。

【答案】7

210?，3

110-?

例9．如图所示为玻璃厚度检测仪的原理简图，其原理是：固定一束激光．AO 以不变的入射角i 照到MN 表面，折射后从PQ 表面射出，折射光线最后照到光电管C 上，光电管将光信息转变为电信

号，依据激光束在C 上移动的距离，可以确定玻璃厚度的变化．设45i ?＝，，C 上的光斑向左移动了s ?，

则可确定玻璃的厚度比原来变________ (填“厚”或“薄”)了________．

【思路点拨】光经过平行玻璃砖传播方向不变，只发生侧移。根究题图做有关计算。

【答案】厚s 【解析】光经过平行玻璃砖传播方向不变，只发生侧移，光斑向左移，可见玻璃砖变厚．由

sin sin i

n r

=，得30r =?．设变厚了d ，

则 tan 45 tan 30d d s ?-?=?，所以d s =

?． 【总结升华】光经过平行玻璃砖传播方向不变，只发生侧移是解题的根据。

2019年高中物理知识点整理大全

2019年高中物理知识点整理大全 要想高考物理考的好，物理知识点的整理是很有必要的，下面是学习啦的小编为你们整理的文章，希望你们能够喜欢 2019年高中物理知识点整理大全 1.若三个力大小相等方向互成120°，则其合力为零。 2.几个互不平行的力作用在物体上，使物体处于平衡状态，则其中一部分力的合力必与其余部分力的合力等大反向。 3.在匀变速直线运动中，任意两个连续相等的时间内的位移之差都相等，即 Δx=aT2(可判断物体是否做匀变速直线运动)，推广：xm-xn=(m-n) aT2。 4.在匀变速直线运动中，任意过程的平均速度等于该过程中点时刻的瞬时速度。即vt/2=v平均。 5.对于初速度为零的匀加速直线运动 (1)T末、2T末、3T末、…的瞬时速度之比为： v1：v2：v3：…：vn=1：2：3：…：n。 (2)T内、2T内、3T内、…的位移之比为： x1：x2：x3：…：xn=12：22：32：…：n2。 (3)第一个T内、第二个T内、第三个T内、…的位移之比为： xⅠ：xⅡ：xⅢ：…：xn=1：3：5：…：(2n-1)。 (4)通过连续相等的位移所用的时间之比： t1：t2：t3：…：tn=1：(21/2-1)：(31/2-21/2)：…：[n1/2-(n-1)1/2]。 6.物体做匀减速直线运动，末速度为零时，可以等效为初速度为零的反向的匀加速直线运动。 7.对于加速度恒定的匀减速直线运动对应的正向过程和反向过程的时间相等，对应的速度大小相等(如竖直上抛运动) 8.质量是惯性大小的唯一量度。惯性的大小与物体是否运动和怎样运动无关，与物体是否受力和怎样受力无关，惯性大小表现为改变物理运动状态的难易程度。 9.做平抛或类平抛运动的物体在任意相等的时间内速度的变化都相等,方向与加速度方向一致(即Δv=at)。 10.做平抛或类平抛运动的物体，末速度的反向延长线过水平位移的中点。

2019年整理人教版新课标高中物理全部目录资料

人教版高中物理目录 高中物理新课标教材·必修 1 物理学与人类文明 第一章运动的描述 1质点参考系和坐标系 2时间和位移 3运动快慢的描述──速度 4实验：用打点计时器测速度 5速度变化快慢的描述──加速度 第二章匀变速直线运动的研究 1实验：探究小车速度随时间变化的规律 2匀变速直线运动的速度与时间的关系 3匀变速直线运动的位移与时间的关系 4匀变速直线运动的速度与位移的关系 5自由落体运动 6伽利略对自由落体运动的研究 第三章相互作用 1重力基本相互作用 2弹力 3摩擦力 4力的合成 5力的分解 第四章牛顿运动定律 1牛顿第一定律 2实验：探究加速度与力、质量的关系 3牛顿第二定律 4力学单位制 5牛顿第三定律 6用牛顿运动定律解决问题（一） 7用牛顿运动定律解决问题（二） 学生实验 课题研究 课外读物 高中物理新课标教材·必修 2 第五章曲线运动 1.曲线运动 2.平抛运动 3.实验：研究平抛运动 4.圆周运动 5.向心加速度 6.向心力 7.生活中的圆周运动 第六章万有引力与航天

1.行星的运动 2.太阳与行星间的引力 3.万有引力定律 4.万有引力理论的成就 5.宇宙航行 6.经典力学的局限性 第七章机械能守恒定律 1.追寻守恒量——能量 2.功 3.功率 4.重力势能 5.探究弹性势能的表达式 6.实验：探究功与速度变化的关系 7.动能和动能定理 8.机械能守恒定律 9.实验：验证机械能守恒定律 10.能量守恒定律与能源 高中物理新课标教材·选修 1-1 第一章电场电流 一、电荷库仑定律 二、电场 三、生活中的静电现象 四、电容器 五、电流和电源 六、电流和热效应 第二章磁场 一、指南针与远洋航海 二、电流的磁场 三、磁场对通电导线的作用 四、磁场对运动电荷的作用 五、磁性材料 第三章电磁感应 一、电磁感应现象 二、法拉第电磁感应定律 三、交变电流 四、变压器 五、高压输电 六、自感现象涡流 七、课题研究：电在我家中 第四章电磁波及其应用 一、电磁波的发现 二、电磁波谱

光的偏振 典型习题

光的偏振 1．下列关于偏振光的说法中正确的是() A．自然光就是偏振光 B．沿着一个特定方向传播的光叫偏振光 C．沿着一个特定方向振动的光叫偏振光 D．单色光就是偏振光 答案：C 解析：自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同；只有沿着特定方向振动的光才是偏振光。所以选项C正确。 2．(2010·石家庄市第一中学高二检测)P是一偏振片，P的透振方向(用带箭头的实线表示) 为竖直方向。下列四种入射光束中哪几种照射P时能在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 答案：ABD 解析：只要光的振动方向不与偏振片的透振方向垂直，光都能通过偏振片。太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45°角振动的光均能通过偏振片。

3．在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q。在Q的后边放上光屏，以下说法正确的是() A．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变 B．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱 C．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变 D．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱 答案：BD 解析：P是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光，该偏振光的振动方向与P的透振方向一致，所以当Q与P的透振方向平行时，通过Q的光强最大；当Q与P的透振方向垂直时，通过Q的光强最小，即无论旋转P或Q，屏上的光强都是时强时弱。 4. 如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P 处迎着入射光方向，看不到光亮，则() A．图中a光为偏振光 B．图中b光为偏振光 C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮 D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮 答案：BD 解析：自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只有沿着某一特定方向振动的光。从电灯直接发出的光为自然

光的衍射偏振习题

光的衍射偏振习题 班级姓名学号 一、选择题 1．在夫琅和费衍射中，若缝微微上平移，则【】 (A) 衍射条纹上移(B) 衍射条纹下移(C) 衍射条纹不动(D) 衍射条纹宽度变化 2．在单缝衍射实验中，缝宽a=0.2mm，透镜焦距f=0.4m，入射光波长λ=500nm，则在屏上中央亮纹中心位置上方2mm处是亮纹还是暗纹？从这位置看去可以把波阵面分为几个半波带? 【】 (A) 亮纹, 3个半波带(B) 亮纹, 4个半波带(C) 暗纹, 3个半波带(D) 暗纹, 4个半波带 3．一束单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数(a+b)为下列哪种情况时（a为缝宽），k=3,6,9等主极大缺级？【】 (A) a+b=2a(B) a+b=3a(C) a+b=4a(D) a+b=6a 4．测量单色光的波长时，下列方法中哪一种最为准确？【】 (A) 双缝干涉(B) 牛顿环(C) 单缝(D) 光栅衍射 5．自然光从空气连续射入介质A和B，光入射角i0=60°时得到的反射光R A和R B都是完全偏振光（振动方向垂直入射面），由此可知，介质A和介质B的折射率之比为【】 1(B)3(C) 1/2 (D) 2/1 (A)3 6．一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后出射光强为I0/8。已知P1和P3的偏振化方向相互垂直。若以入射光线为轴旋转P2，要使出射光强为零，P2至少应转过的角度是【】 (A) 30°(B) 45°(C) 60°(D) 90° 二、填空题 1．惠更斯引入了的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用的思想补充了惠更斯原理，发展了惠更斯-菲涅耳原理。 2．光的干涉和衍射现象反映了光的性质，光的偏振现象说明光波是。 3．光栅衍射图像是和综合的结果 4．光学仪器的分辨本领与和有关，透镜的孔径越大，分辨本领越，光的波长越长，分辨本领越。 5．一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃上，就偏振状态来说，则反射光为，反射光矢量的方向，透射光为。 三、计算题 1．波长λ=500nm的平行光，垂直地入射于一宽度为a=1.0mm的单缝上，若在缝的后面有一焦距为f=100cm的凸透镜，使光线聚焦于屏上，试问从衍射图样的中心到下列各点的距离如何？(1) 第一级极小处；(2)第一级亮条纹的极大处；(3)第三级极小处。

【最新】高中物理 53 光的衍射和偏振教案 教科版选修3 4

5.3 光的衍射和偏振 三维教学目标 1、知识与技能 （1）认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解； （2）了解光产生明显衍射的条件，及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。 2、过程与方法 （1）通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力； （2）通过观察实验培养学生观察、表述物理现象，概括规律特征的能力，学生亲自做实验培养学生动手的实践能力。 3、态度、情感、价值观 （1）通过对“泊松亮斑”的讲述，使学生认识到任何理论都必须通过实践检验，实验是检验理论是否正确的标准。 教学重点：通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性；光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加。 教学难点：正确认识光发生明显衍射的条件；培养学生动手实验能力，教育学生重视实验，重视实践 1、常见的衍射现象有那些？ 小孔衍射、小屏衍射、单缝衍射、边缘衍射。 例1：在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝，观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝)，可以看到 ( ) A.黑白相间的直条纹 B.黑白相间的弧形条纹 C.彩色的直条纹 D.彩色的弧形条纹 例2：在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时( ) A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，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，其他颜色的干涉条纹依然存在 C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮 D.屏上无任何光亮 2、为什么平时很难见到光的衍射现象？ （发生衍射现象的条件）因为发生明显衍射现象的条件为：逢、孔、障碍物的尺度与波长接近时。由于光的波长很短，所以生活中很难看到光的衍射现象。 例1：如图4-2所示，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图案.其中图A是光的_____(填“平行”或“衍射”)图象，由此可判断出图A所对应的圆孔的孔径_____(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径。 3、什么是“泊松亮斑”？ 谁提出了“泊松亮斑”？提出的目的是什么？谁证实了“泊松亮斑”的存在？你从中能体会到什么？ 著名数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出：把一各不透光的小圆盘放在光束中，在小圆盘后方的光屏上，圆盘阴影中央出现一个亮斑。后人称此亮斑为泊松亮斑。泊松指望这 用心爱心专心- 1 -

光的衍射偏振作业习题及解答赵近芳编

13-11 一单色平行光垂直照射一单缝，若其第三级明条纹位置正好与6000ο A 的单色平行光的第二级明条纹 位置重合，求前一种单色光的波长． 解：单缝衍射的明纹公式为： sin (21) 2a k λ ?=+ 设x λλ=时，3=k ，由已知：当6000=λo A 时，2=k ，二者重合时?角相同，所以有 )132(2 6000 ) 122(sin +?=+?=?a 2x λ 解得 428660007 5 =?=x λ(o A )=428.6 ( nm) 13-12 单缝宽0.10mm ，透镜焦距为50cm ，用5000=λo A 的绿光垂直照射单缝．求： (1) 位于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹的宽度和半角宽度各为多少? (2) 若把此装置浸入水中(n =1.33)，中央明条纹的半角宽度又为多少? 解：单缝衍射暗纹公式为：sin na k ?λ=，k =1时，有1sin na λ ?= 单缝衍射中央明纹的半角宽度为一级暗纹的角宽度，故1 01sin ()na na λ λ ??-==≈ 单缝衍射中央明纹的宽度为：11122tan 2sin 2x x f f f na λ ???==≈=暗， (1) 空气中，1=n ，所以有：33 10 100.510 10.01050005.02---?=????=?x (m ) 10101 3 033 500010500010sin 5.0100.10100.1010?------??=≈=??? (rad ) (2) 浸入水中，33.1=n ，所以有：3 3 101076.310 10.033.110500050.02---?≈?????=?x (m ) 10101 3 033 500010500010sin 3.76101.330.110 1.330.110 ?------??=≈≈????? (rad ) 13-15 波长为5000o A 的平行单色光垂直照射到每毫米有200条刻痕的光栅上，光栅后的透镜焦距为60cm ．求： (1) 屏幕上中央明条纹与第一级明条纹的间距； (2) 当光线与光栅法线成 30°斜入射时，中央明条纹的位移为多少? 解：由已知，光栅常数为： 31mm 5.010200 a b -+= =?mm =6100.5-?m (1) 由光栅衍射明纹公式：λ?k b a =+sin )(，对中央明纹0k =， 00sin 0,0x ?=∴=， 对第一级明条纹1=k , 有：1016500010sin 0.15.010a b λ ?--?===+?，又11 tan x f ?=，所以

最新光的干涉-衍射和偏振(含答案)

第4课时光的干涉衍射和偏振 导学目标 1.掌握光的干涉现象产生的条件，特别是双缝干涉中出现明暗条纹的条件及判断方法.2.掌握光产生明显衍射的条件，以及衍射与干涉现象的区别.3.掌握光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用． 一、光的干涉 [基础导引] 1．在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10－7m，如果用频率 6.0×1014 Hz的黄光照射双缝，试通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹．2．描绘地势高低可以用等高线，描绘静电场可以用等势线，薄膜干涉条纹实际上是等厚线，同一干涉条纹上各个地方薄膜的厚度是相等的．利用光的干涉检查平整度时，观察到了干涉条纹的形状，就等于知道了等厚线的走向，因而不难判断被检测平面的凹下或凸出的位置．为什么薄膜干涉条纹是等厚线？ [知识梳理] 1．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是________的相干光波．屏上某点到双缝的路程差是________________时出现亮条纹；路程差是半波长的________时出现暗条纹．相邻的明条纹(或暗条纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝的距离l之间的关系为____________． 2．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)____________反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度________． 特别提醒 1.只有相干光才能形成稳定的干涉图样． 2．单色光形成明暗相间的干涉条纹，白光形成彩色条纹． 二、光的衍射 [基础导引] 太阳光照着一块遮光板，遮光板上有一个较大的三角形孔．太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑．请说明：遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上的图形将怎样变化？说出其中的道理． [知识梳理] 1．光________________________________的现象叫光的衍射． 2．发生明显衍射的条件：只有在障碍物的尺寸比光的波长小或者跟波长相差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象． 3．泊松亮斑：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)． 特别提醒 1.光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同． 2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分． 三、光的偏振 [基础导引]

2019高中物理3-5动量知识点

高中物理3-5动量知识点 第1章力 一、力：力是物体间的相互作用。 1、力的国际单位是牛顿，用N表示; 2、力的图示：用一条带箭头的有向线段表示力的大小、方向、作用点; 3、力的示意图：用一个带箭头的线段表示力的方向; 4、力按照性质可分为：重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力等等; (1)重力：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力; (A)重力不是万有引力而是万有引力的一个分力; (B)重力的方向总是竖直向下的(垂直于水平面向下) (C)测量重力的仪器是弹簧秤; (D)重心是物体各部分受到重力的等效作用点，只有具有规则几何外形、质量分布均匀的物体其重心才是其几何中心; (2)弹力：发生形变的物体为了恢复形变而对跟它接触的物体产生的作用力; (A)产生弹力的条件：二物体接触、且有形变;施力物体发生形变产生弹力; (B)弹力包括：支持力、压力、推力、拉力等等; (C)支持力(压力)的方向总是垂直于接触面并指向被支持或被压的物体;拉力的方向总是沿着绳子的收缩方向; (D)在弹性限度内弹力跟形变量成正比;F=Kx (3)摩擦力：两个相互接触的物体发生相对运动或相对运动趋势时，受到阻碍物体相对运动的力，叫摩擦力; (A)产生磨擦力的条件：物体接触、表面粗糙、有挤压、有相对运动或相对运动趋势;有弹力不一定有摩擦力，但有摩擦力二物间就一定有弹力; (B)摩擦力的方向和物体相对运动(或相对运动趋势)方向相反; (C)滑动摩擦力的大小F滑=μFN压力的大小不一定等于物体的重力; (D)静摩擦力的大小等于使物体发生相对运动趋势的外力; (4)合力、分力：如果物体受到几个力的作用效果和一个力的作用效果相同，则这个力叫那几个力的合力，那几个力叫这个力的分力; (A)合力与分力的作用效果相同; (B)合力与分力之间遵守平行四边形定则：用两条表示力的线段为临边作平行四边形，则这两边所夹的对角线就表示二力的合力; (C)合力大于或等于二分力之差，小于或等于二分力之和; (D)分解力时，通常把力按其作用效果进行分解;或把力沿物体运动(或运动趋势)方向、及其垂直方向进行分解;(力的正交分解法); 二、矢量：既有大小又有方向的物理量。 如：力、位移、速度、加速度、动量、冲量 标量：只有大小没有方向的物力量如：时间、速率、功、功率、路程、电流、磁通量、能量 三、物体处于平衡状态(静止、匀速直线运动状态)的条件：物体所受合外力等于零; 1、在三个共点力作用下的物体处于平衡状态者任意两个力的合力与第三个力等大反向; 2、在N个共点力作用下物体处于`平衡状态，则任意第N个力与(N-1)个力的合力等大反向; 3、处于平衡状态的物体在任意两个相互垂直方向的合力为零; 第2章直线运动 一、机械运动：一物体相对其它物体的位置变化，叫机械运动; 1、参考系：为研究物体运动假定不动的物体;又名参照物(参照物不一定静止); 2、质点：只考虑物体的质量、不考虑其大小、形状的物体; (1)质点是一理想化模型; (2)把物体视为质点的条件：物体的形状、大小相对所研究对象小的可忽略不计时; 如：研究地球绕太阳运动，火车从北京到上海;

光的干涉 光的衍射和偏振 激光---习题

光的干涉光的衍射和偏振激光 一．选择题： 1．下列哪些现象属于波的特有现象（） A．波的折射 B．波的干涉 C．波的衍射 D．多普勒效应 2．下列哪些波能发生偏振现象（） A．声波 B．电磁波 C．光波 D．弹簧波波 3．能产生干涉现象的两束光是（） A．频率相同、振幅相同的两束光 B．频率相同、相位差恒定的两束光 C．两只完全相同的灯光发出的光 D．同一光源的两个发光部分发出的光 4．下列衍射现象的结果哪些是正确的（） A．用白光做衍射实验时，得到的亮纹是彩色的 B．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清 C．用圆屏作障碍物，影的中心全是暗斑 D．窄缝衍射图样的中心条纹最亮最宽 5．某些特定环境下照像时，常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使景象清晰，关于其原理，下列说法中正确的是（） A．增强透射光的强度 B．减弱所拍摄景物周围反射光的强度 C．减弱透射光的强度 D．增强所拍摄景物周围反射光的强度 6．关于激光的应用问题，以下说法正确的是（） A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息 B．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光的相干性特点来进行的 C．医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点 D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点 7．用黄光照射一不透明的圆板时，在圆板的背影中恰能观察到一黄色光斑，若用红色光、绿色光和紫色光照射圆板，能够观察到光斑的是（） A．只有红色光 B．只有紫色光 C．只有红色光和紫色光 D．三种色光都能 8．如图1所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说 法中正确的是（） A．人从右侧向左看，可看到彩色条纹 B．人从左侧向右看，可看到彩色条纹 图1

光栅衍射和偏振光

光栅衍射和偏振光

12.7 衍射光栅和光栅光谱 一.光栅( grating ) 1. 光栅：由大量等宽、等间距的平行狭缝 (或反射面)构成的光学元件。 广义讲，任何具有空间周期性的衍射屏 都可叫作光栅。 2.光栅分类：透射光栅 反射光栅 我们只讨论透射光栅。 3.光栅常量(grating constant) a ：相邻两刻痕边缘间距（透光宽度） b ：刻痕宽度（不透光宽度） 光栅常量 d = a + b （相邻两狭缝中心之间距） 是光栅的重要参数。 反射光栅 d d 透射光栅 光栅 (a) (b)

·实用光栅：刻痕数 几十条/mm ~ 几千条/mm ·用电子束刻制刻痕数可达几万条/mm ?d ~ 数万?。 ·光栅是现代科技中常用的重要光学元件。 二.实验装置 1.光栅衍射装置 衍射角：θ o P f 缝平面透镜L λ θ d sinθ d θ

光栅常量：d，缝数为N，单色光垂直入射 2.光栅衍射(多缝衍射) （1）每条缝发的光都是单缝衍射光。 各条缝的衍射光在屏上的光强分布位置相同。 （2）多缝衍射是N束单缝衍射光的干涉。或N个单缝衍射图样的相干叠加 （3）光栅衍射是单缝衍射和多光束干涉的综合 三.条纹特点 1.主极大 （1）明纹条件： 光栅方程 d sinθ = ±kλ (k = 0,1,2,…) ·是主极大的必要条件，不是充分条件 (还有缺级问题，见后)。 （2）位置： x=f（tgθ）=f（sinθ）=±f(kλ/d) (k = 0,1,2,…)

和缝数N 无关 （3）亮度：各条缝的光在主极大处引起的分振动同相。 主极大处的合振幅是同一方向(同 θ 角)单缝衍射光振幅A 单 的 N 倍。 主极大处的亮度是同一方向(同 θ 角)单缝衍射光强I 单 的N 2 倍。 （4）主极大的最高级次： 1sin 2 0

2019北京市东城区高一物理(下)期末

2019北京市东城区高一物 理（下）期末 2019．7 （考试时间90分钟 满分100分） 一、单项选择题（本题共 12小题，每小题 3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题 目要求的） 1．下列物理量中属于标量的是 A ．位移 B ．功 C ．线速度 D ．向心加速度 2．两个质点之间万有引力的大小为 F ，如果将这两个质点之间的距离变为原来的 2倍，那么它们之间万有引力的 大小变为 A ．2F B ．4F C ． D ． 3．将人造地球卫星环绕地球的运动视为圆周运动，比较在不同轨道上运行的人造卫星，轨道半径越大的卫星，其 A ．速度越小，周期越短 B ．速度越大，周期越短 C ．速度越小，周期越长 D ．速度越大，周期越长 4．如图所示，在匀速转动的水平圆盘边缘处轻放一个小物块，小物块随着圆盘做匀速圆周运动，对小物块之后情况说法正确的是 A ．小物块仅受到重力和支持力的作用 B ．小物块受到重力、支持力和向心力的作用 C ．小物块受到的摩擦力产生了向心加速度 D ．小物块受到的摩擦力一定指向圆盘外侧 5．让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同的初速度运动，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，小钢珠的运动轨迹不同，图中 a 、 b 、 c 、 d 为其中四条运动轨迹，下列说法正确的是 A ．磁铁放在位置A 时，小钢珠的运动轨迹如图中c 所示 B ．磁铁放在位置 B 时，小钢珠的运动轨迹如图中 b 所示 C ．通过这个实验可以研究曲线运动的速度方向 D ．通过这个实验可以探究物体做曲线运动的条件 2 F 4 F

6．某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB ，从滑道的A 点滑行到最低点B 的过程中， 运动员的速率不断增大，下列说法正确的是 A. 沿AB 下滑过程中机械能变化量等于重力做的功 B. 沿AB 下滑过程中动能变化量等于合外力做的功 C. 沿AB 下滑过程中运动员受到的摩擦力大小不变 D. 滑到B 点时运动员受到的支持力与其所受重力大小相等 7．在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动过程中 A ．速度和加速度都在不断变化 B ．速度与竖直方向的夹角不变 C ．位移与竖直方向的夹角不变 D ．在相等的时间间隔内，速度的变化量相等8．如图所示，用大小为 12N ，沿水平方向的恒力 F 作用在质量为 2kg 的木箱上，使木箱在水平地面上沿直线运动， 已知木箱与地面间的动摩擦因数 μ=0.50，g 取10m/s 2 ，当木箱从静止开始运动了 12m 时 A ．力F 做的功W 1= 120J B ．重力做的功 W 2= 240J C ．克服摩擦力做的功W 3=120J D ．合力做的功W 合= 0 9．从距地面高度为 H 处，将质量为 m 的铅球无初速释放，铅球落入沙坑后，在沙坑中下落的距离为 h ，重力加速 度用g 表示，不计空气阻力，则 A ．从释放到铅球落入沙坑的全过程机械能守恒 B ．铅球刚要落入沙坑时的动能为 m g h C ．沙坑中的沙子对铅球的平均阻力的大小为 D ．沙坑中的沙子对铅球做的功为―m g(H +h ) 10．如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q 点通过 改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则： A ．卫星在P 点的加速度比在 Q 点的加速度小 mgH h F

光的干涉、衍射和偏振

光的干涉、衍射和偏振 考纲解读 1.理解光的干涉现象，掌握双缝干涉中出现明暗条纹的条件. 2.理解光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件. 3.知道光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用．

1．[光的干涉现象的理解]一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色亮纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是() A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 B．各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 C．各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 D．上述说法都不正确 2．[光的衍射现象的理解]对于光的衍射的定性分析，下列说法中不正确的是() A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候，才能明显地产生光的衍射现象 B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果 C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论 D．光的衍射现象说明了光具有波动性 3．[光的偏振现象的理解]如图1所示，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，能在P的另一侧观察到透射光是() 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

考点梳理 1．光的干涉 (1)定义：两列频率相同、振动情况相同的光波相叠加，某些区域出现振动加强，某些区域出现振动减弱，并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象． (2)相干条件 只有相干光源发出的光叠加，才会发生干涉现象．相干光源是指频率相同、相位相同(振动情况相同)的两列光波． 2．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后，在屏上出现明暗相间的条纹．白光的双缝干涉的条纹是中央为白色条纹，两边为彩色条纹，单色光的双缝干涉中相邻亮条纹间距离 为Δx＝l d λ. 3．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后两面反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同． 4．光的衍射

2019-2020年高一物理上期末试题及答案详解

2019-2020年高一物理上期末试题及答案详解 一、本题共10小题；每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得3分，选错或不答的得0分。 1.下列关于力的叙述中正确的是 A.力不能离开物质而独立存在 B.相互接触的物体间才可能有力的作用 C.物体间的作用力可以是相互的，也可以是独立的 D.力的作用效果是使物体保持一定的速度向前运动 2.关于物体的惯性，正确的说法是 A.同一物体在地球表面比在月球表面惯性大 B.汽车行驶得快，刹住它困难，所以速度大的物体惯性大 C.由于绕地球运行的宇宙飞船内的物体处于完全失重状态，因此飞船内的物体不存在惯性 D.在同样大小的外力作用下，运动状态越难改变的物体惯性越大 3.下列对牛顿第二定律表达式F =ma 及其变形公式的理解，正确的是 A.由F =ma 可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比 B.由m =F /a 可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动加速度成反比 C.由a =F /m 可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比 D.以上说法都不正确 4.关于作用力与反作用力，正确的说法是 A.一对作用力和反作用力的合力为零 B.某物体若只受一个力的作用，说明可以只有作用力，而没有反作用力 C.凡是大小相等、方向相反、作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力 D.一对作用力和反作用力性质相同，总是同时产生、同时变化、同时消失 5.静止在光滑水平面上的物体在水平推力F 作用下开始运动，推力随时间的变化如图所示，关于物体在0——t 1时间内的运动情况，正确的描述是 A.物体先做匀加速运动，后做匀减速运动 B.物体的速度一直增大 C.物体的速度先增大后减小 D.物体的加速度一直增大 6.静止的粗糙传送带上有一木块M 正以速度v 匀速下滑（如图），滑到传送带正中央时，传送带开始以速度v ′ 匀速斜向上运动。则木块从A 滑到B 所需时间与传送带始终静止不动时木块从A 滑到B 所用时间比较 A ．两种情况相同 B ．前者慢 C ．前者快 D ．不能确定 7.如图所示，不计重力的轻杆OP 能以O 为轴在竖直平面内自由转动，P 端悬挂一重物，另用一根轻绳通过定滑轮系在P 端。当OP 和竖直方向的夹角α缓慢逐渐增大时（0＜α＜π），OP 杆的弹力T 和绳子的张力F 的大小变化是

光的衍射习题(附答案)

光的衍射（附答案） 一．填空题 1.波长λ = 500 nm（1 nm = 10?9 m）的单色光垂直照射到宽度a = 0.25 mm 的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，在凸透镜的焦平面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹．今测得屏幕上中央明条纹之间的距离为d = 12 mm，则凸透镜的焦距f为3 m． 2.在单缝夫琅禾费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光（λ1 ≈ 589 nm）中央明纹宽度为 4.0 mm，则λ2 ≈ 442 nm（1 nm = 10?9 m）的蓝紫色光的中央明纹宽度为3.0 mm． 3.平行单色光垂直入射在缝宽为a = 0.15 mm的单缝上，缝后有焦距为f = 400 mm的凸透镜，在其焦平面上放置观察屏幕．现测得屏幕上中央明纹两侧的两个第三级暗纹之间的距离为8 mm，则入射光的波长为500 nm（或5×10?4mm）． 4.当一衍射光栅的不透光部分的宽度b与透光缝宽度a满足关系b = 3a 时， 衍射光谱中第±4, ±8, …级谱线缺级． 5.一毫米有500条刻痕的平面透射光栅，用平行钠光束与光栅平面法线成30° 角入射，在屏幕上最多能看到第5级光谱． 6.用波长为λ的单色平行红光垂直照射在光栅常数d = 2 μm（1 μm = 10?6 m） 的光栅上，用焦距f = 0.500 m的透镜将光聚在屏上，测得第一级谱线与透镜主焦点的距离l = 0.1667 m，则可知该入射的红光波长λ=632.6或

633nm． 7.一会聚透镜，直径为3 cm，焦距为20 cm．照射光波长550nm．为了可以分 辨，两个远处的点状物体对透镜中心的角必须不小于 2.24×10?5rad．这时在透镜焦平面上两个衍射图样中心间的距离不小于4.47μm． 8.钠黄光双线的两个波长分别是589.00 nm和589.59 nm（1 nm = 10?9 m），若 平面衍射光栅能够在第二级光谱中分辨这两条谱线，光栅的缝数至少是500． 9.用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上，波长为λ1 = 440 nm的第3级光 谱线将与波长为λ2 =660 nm的第2级光谱线重叠（1 nm = 10?9 m）． 10.X射线入射到晶格常数为d的晶体中，可能发生布拉格衍射的最大波长为 2d． 二．计算题 11.在某个单缝衍射实验中，光源发出的光含有两种波长λ1和λ2，垂直入射于 单缝上．假如λ1的第一级衍射极小与λ2的第二级衍射极小相重合，试问： (1) 这两种波长之间有何关系？(2) 在这两种波长的光所形成的衍射图样 中，是否还有其它极小相重合？ 解：(1) 由单缝衍射暗纹公式得 a sinθ 1= 1 λ 1 a sinθ 2 = 2 λ 2 由题意可知θ 1 = θ 2 , sinθ 1 = sinθ 2 代入上式可得λ1 = 2 λ2 (2) a sinθ 1= k 1 λ 1 =2 k 1 λ 2 (k 1 =1, 2, …) sinθ 1= 2 k 1 λ 2 / a

2019高二物理期末考试试题及答案

2019高二物理期末考试试题及答案 第Ⅰ卷（选择题共48分） 一、选择题（每小题4分，共12小题。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项是准确的，有的有多个选项准确，全选对的得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分。） 1、关于磁通量，下面说法中准确的是：（） A．磁通量是矢量，其方向与所取的平面法线方向一致 B．磁通量是标量，有正负 C．磁通量的单位是T·m2 或者写成Wb D．磁场中大小相同的面积中，穿过的磁通量大，磁感应强度一定大 2、关于电场线和磁感线，下列说法错误的是 ( ) A．电场线越密的地方电场越强；同样，磁感线越密的地方磁场越强 B．在电场中，任意两条电场线不会相交；同样，在磁场中，任意两条磁感线不会相交 C．静电场中的电场线不是闭合的，同样，磁感线也是不闭合的 D．电场线上某点的切线方向表示该点电场方向，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向 3、某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如右图所示，能够判定（） A．粒子带正电 B．A点的电势低于B点的电势 C．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 D．粒子在A点的动能小于它在B点的动能

4、图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电 势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下 运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV。当这个点电荷运动到某 一位置，其电势能变为-8eV时，它的动能应为（） A．8eV B．13eV C．20eV D．34eV 5、电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路。当开关S闭合后，电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。现将开关S断开，则以下判断准确的是（） A．液滴仍保持静止状态 B．液滴将向上运动 C．电容器上的带电量将减为零 D．电容器上的带电量将增大 6、如图所示，平行板电容器两极A、B间有一个带电油滴P，正好静止在两极板正中间。 现将两极板稍拉开使之远离一些，其它条件不变（拉开时间忽略），则（） A．油滴将向上加速 B．油滴将向下加速 C．电流计中电流向左 D．电流计中电流向右 7、下列关于电源电动势的说法，准确的是 ( ) A．电动势是表示电源将其他形式的能转化为电能快慢的物理量 B．外电路断开时的路端电压等于电源的电动势 C．电动势数值上等于闭合电路内外电压之和

2019高中物理第十三章第56节光的衍射光的偏振讲义含解析新人教版选修3_4

光的衍射光的偏振 一、光和衍射┄┄┄┄┄┄┄┄① 1．光的衍射现象 (1)概念： 光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光没有沿直线传播，而是绕过缝或孔的边缘传播到相当宽的地方的现象。 (2)典型衍射及现象 ①单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹； ②圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时在屏幕上会出现明暗相间的圆环； ③泊松亮斑：各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清。若在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。 2．产生明显衍射现象的条件 在障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还要小的时候，就会出现明显的衍射现象。 3．光的衍射现象和光的直线传播的关系 光的直线传播只是一个近似的规律，当光的波长比障碍物或小孔小得多时，光可以看成沿直线传播；在孔或障碍物尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还要小时，衍射现象就十分明显。 4．衍射光栅 (1)衍射光栅的结构：由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学仪器。 (2)衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。 (3)衍射光栅的种类：反射光栅、透射光栅。 [说明] (1)对于单缝衍射：缝越窄，中央亮条纹越宽，条纹间距越大，衍射现象越明显。 (2)衍射是波特有的一种现象。 ①[判一判] 1．白光通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光，是光的衍射现象(×) 2．菜汤上的油花呈现彩色，是光的折射现象(×) 3．隔着帐幔看远处的灯，看到灯周围辐射彩色的光芒，是光的干涉现象(×) 4．衍射光栅的图样与单缝衍射相比，衍射条纹的亮度增加，宽度变宽(×) 二、光的偏振┄┄┄┄┄┄┄┄② 1．偏振现象

08 光的衍射和偏振习题

光的衍射和偏振习题 班级 姓名 学号 成绩 一、选择题 1、根据惠更斯-菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S ，则S 的前方某点P 的光强决定于波阵面上所有面元发出的子波各自传到P 点的【 】 （A ）振动振幅之和 （B ）光强之和 （C ）相干叠加 （D ）振动振幅之和的平方 2、在单缝衍射实验中，缝宽2.0=a mm ，透镜焦距m 4.0=f ，入射光波长nm 500=λ，则在屏上中央亮纹中心位置上方2mm 处是亮纹还是暗纹？从这位置看去可以把波阵面分为几个半波带? 【 】 （A ）暗纹，4个半波带 （B ）亮纹，3个半波带 （C ）暗纹，3个半波带 （D ）亮纹，4个半波带 3、在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽（还可以衍射），其他条件不变，则中央明条纹【 】 (A) 宽度不变，且中心强度也不变 (B) 宽度变小 (C) 宽度变大 (D) 宽度不变，但中心强度增大 4、某元素的特征光谱中含有波长分别为λ1＝450 nm 和λ2＝750 nm (1 nm ＝10- 9 m)的光谱线．在 光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处λ2的谱线的级数将是【 】 (A) 2，3，4，5 ．．． (B) 3，6，9，12．．．(C) 2，5，8，11．．． (D) 2，4，6，8 ．．． 5、一束单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数)(b a +为下列哪种情况时（a 为缝宽）， 9,6,3=k 等主极大缺级？【 】 （A ）a b a 4=+ （B ）a b a 6=+ （C ）a b a 2=+ （D ）a b a 3=+ 6、自然光从空气连续射入介质A 和B ，光入射角 600=i 时得到的反射光A R 和B R 都是完全偏振光（振动方向垂直入射面），由此可知，介质A 和介质B 的折射率之比为【 】 （A ）21 （B ）31 （C ）12 （D ）3 7、一束光强为0I 的自然光，相继通过三个偏振片1P 、2P 、3P 后出射光强为80I 。 已知1P 和3P 的偏振化方向相互垂直。若以入射光线为轴旋转2P ，要使出射光强为零，2P 至少应转过的角度 是【 】 （A ）30° （B ）45° （C ）60° （D ）90° 8、自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是【 】 (A) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光 (B) 在入射面内振动的完全线偏振 (C) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光 (D) 垂直于入射面振动的完全线偏振光 二、填空题 1、惠更斯引入了 的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用 的思想补充了惠更斯原理，发展了惠更斯-菲涅耳原理。 2、光的干涉和衍射现象反映了光的 性质，光的偏振现象说明光波是 。 3、用波长λ=632.8nm(1nm=10-9m) 的平行光垂直入射在单缝上，缝后用焦距f=40cm 的凸透镜把衍射光会聚于焦平面上．测得中央明条纹的宽度为 3.4mm ，单缝的宽度为 。 4、一束平行单色光垂直入射在一光栅上，若光栅的透明缝宽度a 与不透明部分宽度b 相等，则可能看到的衍射光谱的级次为 。 5、一束光垂直入射在偏振片P 上，以入射光线为轴转动P ，观察通过P 的光强的变化过程。若入射光是 光，则将看到光强不变；若入射光是 光，则将看到明暗交替变化，有时出现全暗；若入射光是 光，则将看到明暗交替变化，但不出现全暗。 6、在单缝衍射中，若单缝两端A 、B 发出的单色平行光到空间某点P 的光程差为 23sin λ?=a ，则A 、B 间可分为 个半波带，P 点处为 条纹。若光程差为λ2，则A 、 B 间可分为 个半波带，P 点处为 条纹。单缝衍射时中央明条纹的角宽度应为 。 ７、今有电气石偏振片，它完全吸收平行于长链方向振动的光，但对垂直于长链方向振动的光吸收%20。当光强为0I 的自然光通过该偏振片后，出射光强为 ，再通过一电气石偏振片（作为检偏器）后，光强的范围在 8、如图所示的杨氏双缝干涉装置，若用单色自然光照射狭缝S ，在屏幕上能看到干涉条纹．若在双缝S 1和S 2的一侧分别加一同质同厚的偏振片P 1、P 2，则当P 1与P 2的偏振化方向相互______________时，在屏幕上仍能看到很清晰的干涉条纹． 三、计算题 1、波长500=λnm 的平行光，垂直地入射于一宽度为0.1=b mm 的单缝上，若在缝的后面有一焦距为100=f cm 的凸透镜，使光线聚焦于屏上，试问从衍射图样的中心到下列各点的距离如何？（1）第一级极小处（2）第一级亮条纹的极大处（3）第三级极小处。 P 2 P 1