第4講光的波動性電磁波相對論(實驗:用雙縫干涉測光的波長)A組基礎過關1.(多選)(2018重慶巴蜀中學第三次月考)下列說法中正確的有()A.不管光源與觀察者是否存在相對運動,觀察者觀察到的光速是不變的D.聲源向靜止的觀察者運動,觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率E.未見其人先聞其聲,是因為聲波波長較長,容易發生衍射現象答案ABE根據相對論原理可知,不管光源與觀察者是否存在相對運動,觀察者觀察到的光速是不變的,A正確;水面上的油膜呈現彩色是光的干涉現象,B正確;在光導纖維束內傳送圖像是利用光的全反射原理,C錯誤;聲源向靜止的觀察者運動時,產生多普勒效應,則觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率,D錯誤;未見其人先聞其聲屬于聲波的衍射,是因為聲波波長較長,容易發生衍射現象,E正確。2.在五彩繽紛的大自然中,我們常常會見到一些彩色光的現象,下列現象中屬于光的衍射的是()答案DA是光的色散現象,D是光的衍射現象,B、C是干涉現象。3.一束白光在真空中通過雙縫后在屏上觀察到的干涉條紋,除中央白色亮條紋外,兩側還有彩色條紋,其原因是()A.各色光的波長不同,因而各色光分別產生的干涉條紋的間距不同B.各色光的速度不同,因而各色光分別產生的干涉條紋的間距不同C.各色光的強度不同,因而各色光分別產生的干涉條紋的間距不同答案A白光包含各種顏色的光,它們的波長不同,在相同條件下做雙縫干涉實驗時,它們的干涉條紋間距不同,所以在中央亮條紋兩側出現彩色條紋,A正確。4.(多選)[2017課標Ⅱ,34(1),5分]在雙縫干涉實驗中,用綠色激光照射在雙縫上,在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距,可選用的方法是()答案ACD本題考查雙縫干涉,考查學生的理解能力。由相鄰兩亮條紋間距Δx=Ldλ可知,若要增大兩相鄰亮條紋的間距,應增大雙縫與光屏間距離L、減小雙縫間距d或增大照射光波長λ,而λ紅>λ綠>λ藍5.(多選)(2018山東萊蕪月考)如圖所示,偏振片P的透振方向(用帶有箭頭的實線表示)為豎直方向。下列四種入射光束中,能在P的另一側觀察到透射光的是()D.沿與豎直方向成45°角方向振動的光答案ABD偏振片只讓沿某一方向振動的光通過,當偏振片的透振方向與光的振動方向不同時,透射光的強度不同,它們平行時最強,而垂直時最弱(沒有透射光)。太陽光是自然光,光波在垂直于光的傳播方向的平面內沿任意方向振動,所以在P的另一側能觀察到透射光;沿豎直方向振動的光,振動方向與偏振片的透振方向相同,可以看到透射光;沿水平方向振動的光,其振動方向與透振方向垂直,看不到透射光;沿與豎直方向成45°角方向振動的光,其振動方向與透振方向不垂直,仍可看到透射光。6.讓太陽光垂直照射一塊遮光板,板上有一個可以自由收縮的三角形孔,當此三角形孔緩慢縮小直至完全閉合時,在孔后的屏上將先后出現()A.由大變小的三角形光斑,直至光斑消失B.由大變小的三角形光斑、明暗相間的彩色條紋,直至條紋消失C.由大變小的三角形光斑、明暗相間的條紋,直至黑白色條紋消失D.由大變小的三角形光斑、圓形光斑、明暗相間的彩色條紋,直至條紋消失答案D當孔足夠大時,光沿直線傳播,所以屏上首先出現的是三角形光斑,之后隨著孔的縮小,出現小孔成像,成的是太陽的像,故為圓形光斑,隨著孔的進一步縮小,當尺寸與光波波長相當時,出現明暗相間的衍射條紋,最后隨孔的閉合而全部消失,所以只有D正確。7.在雙縫干涉實驗中,一鈉燈發出的波長為589nm的光,在距雙縫1.00m的屏上形成干涉圖樣。圖樣上相鄰兩明紋中心間距為0.350cm,則雙縫的間距為()A.2.06×10-7m B.2.06×10-4mC.1.68×10-4m D.1.68×10-3m答案C由Δx=ldλ可得雙縫間距d=lΔx·λ=18.(多選)奶粉的碳水化合物(糖)含量是一個重要指標,可以用“旋光法”來測得糖溶液的濃度,從而鑒定含糖量,偏振光通過糖溶液后,偏振方向會相對于傳播方向向左或向右旋轉一個角度α,這一角度α稱為“旋光度”,α的值只與糖溶液的濃度有關。將α的測量值與標準值相比較,就能確定被測樣品中的含糖量。如圖所示,S是自然光源,A、B是偏振片,轉動B,使到達O處的光最強,然后將被測樣品P置于A、B之間,則下列說法中正確的是()C.將偏振片B轉動一個角度,使得O處光強度最大,偏振片B轉過的角度等于αD.將偏振片A轉動一個角度,使得O處光強度最大,偏振片A轉過的角度等于α答案ACD由題知,轉動B使到達O處的光最強,則A、B的偏振方向必相同,若在A、B間放入待檢糖溶液,因糖溶液對偏振光有旋光效應,使來自A的偏振光經過樣品后,偏振方向發生改變,則到達O處的光強度會明顯減弱,若適當把A或B旋轉一個角度,可以使偏振光恰好通過B后,到達O處的光強度最大,而旋轉的角度就是α,故選A、C、D。9.(多選)雙縫干涉實驗裝置如圖所示,綠光通過單縫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,光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點距雙縫S1和S2的距離相等,P點是距O點最近的第一條亮條紋。如果將入射的單色光換成紅光或藍光,討論屏上O點及其上方的干涉條紋的情況是()答案ACEO點處波程差為零,對于任何光都是振動加強點,均為亮條紋,A正確,B錯誤;紅光的波長較長,藍光的波長較短,根據Δx=ld10.如圖所示,市場上有種燈具俗稱“冷光燈”,用它照射物品時能使被照物品處產生的熱效應大大降低,從而廣泛地應用于博物館、商店等處。這種燈降低熱效應的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(例如氟化鎂),這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應最顯著的紅外線。以λ表示紅外線的波長,則所鍍薄膜的最小厚度應為()A.18λ B.14λ C.答案B紅外線最顯著的特點之一就是熱效應,當光照射物體時,一般都伴隨著大量的紅外線。在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(相當于增透膜),當增透膜最小厚度等于紅外線在其中傳播的波長的1411.(多選)如圖甲所示,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,讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上,結果在上方觀察到如圖乙所示的同心內疏外密的圓環狀干涉條紋,稱為牛頓環,以下說法正確的是()答案AC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,B錯誤;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錯誤。12.2017年11月10日上午,空軍發言人表示,我國制造的首款具有“隱身能力”和強大攻擊力的第五代作戰飛機“殲-20”(如圖)列裝部隊后,已經開展編隊訓練。隱形飛機的原理是:在飛機研制過程中設法降低其可探測性,使之不易被敵方發現、跟蹤和攻擊。根據你所學的物理知識,判斷下列說法中正確的是()A.運用隱蔽色涂層,無論距你多近,即使你拿望遠鏡也不能看到它B.使用能吸收雷達電磁波的材料,在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱,很難被發現C.使用吸收雷達電磁波涂層后,傳播到復合金屬機翼上的電磁波在機翼上不會產生感應電流D.主要是對發動機、噴氣尾管等因為高溫容易產生紫外線輻射的部位采取隔熱、降溫等措施,使其不易被對方發現答案B隱形飛機的原理是在飛機制造過程中使用能吸收雷達電磁波的材料,使反射的雷達電磁波很弱,在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱,飛機在雷達屏幕上很難被發現,故只有B正確。B組能力提升13.在“觀察光的干涉現象”的實驗中,將兩片刀片合在一起,在涂有墨汁的玻璃片上劃出不同間隙的雙縫;按如圖所示的方法,讓激光束通過自制的雙縫,觀察在光屏上出現的現象。(1)保持縫到光屏的距離不變,換用不同間隙的雙縫,雙縫的間隙越小,屏上明暗相間的條紋間距(填“越大”或“越小”)。

(2)保持雙縫的間隙不變,光屏到縫的距離越大,屏上明暗相間的條紋間距(填“越大”或“越小”)。

(3)在狹縫間的距離和狹縫與屏的距離都不變的條件下,用不同顏色的光做實驗,發現用藍色光做實驗在屏上明暗相間的條紋間距比用紅色光做實驗時(填“大”或“小”)。

(4)在該實驗中,若所用激光的波長為5.300×10-7m,屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為1.855×10-6m,則在這里出現的應是(填“亮條紋”或“暗條紋”)

答案(1)越大(2)越大(3)小(4)暗條紋解析(1)由Δx=ld(2)由Δx=ld(3)由Δx=ld(4)屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為所用激光的波長的3.5倍,所以P點應出現暗條紋。14.用某一單色光做雙縫干涉實驗時,已知雙縫間距離為0.25mm,在距離雙縫為1.2m處的光屏上,測得5條亮紋間的距離為7.5mm。(1)求這種單色光的波長;(2)