第十三章 光 第1节 光的反射和折射
1.假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相
比( ) A .将提前 B .将延后 C .某些区域将提前,在另一些地区将延后 D .不变
2.一个人站在湖边,观察离岸一段距离的水下的一条鱼,这个人看到的鱼的位置和鱼在
水下真实的位置相比较,下列说法中正确的是( )
A .在鱼真实位置的正上方某处 B .在鱼真实位置上方偏向观察者的某处
C .在鱼真实位置下方偏向观察者的某处 D .所给条件不足,无法确定观察到的鱼的位置
3.关于折射率,下列说法正确的是( )
sin
θ1A .根据=n 可知,介质的折射率与入射角的正弦成正比 sin θ212
sin θ1B .根据=n 可知,介质的折射率与折射角的正弦成反比 sin θ212
c C .根据n =可知,介质的折射率与介质中的光速成反比 v
D .同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时,折射率与介质中波长成反比
4.两束不同频率的单色光a 、b 从空气平行射入水中,发生了如图1所示的折射现象(α>β).下
列结论中正确的是( )
A .在水中的传播速度,光束a 比光束b 大
B .在水中的传播速度,光束a 比光束b 小
C .水对光束a 的折射率比水对光束b 的折射率小
D .水对光束a 的折射率比水对光束b 的折射率大
5.在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中,其实验光路如图2所示,
对实验中的一
些具体问题,下列说法正确的是( )
A .为了减少作图误差,C 和D 的距离应适当取大一些
B .为了减少测量误差,A 、B 连线与法线NN ′的夹角应适当大一些
C .若A 、B 的距离较大时,通过玻璃砖会看不到A 、B 的像
D .若A 、B 连线与法线NN ′间夹角过大时,有可能在bb ′一侧看不清A 、B 的像
6.某同学做测定玻璃的折射率的实验,操作时将玻璃砖的界线aa ′、bb ′画好后误用另一块宽度稍窄的玻璃砖,如图3所示.实验中除仍用原界线外,其余操作都正确,则测得的玻璃的折射率将( ) A .偏大 B .偏小 C .不影响结果 D .不能确定
7.一半径为R 的1/4球体放置在水平桌面上,球体由折射率为3的透明材料制成.现
有一束垂直于过球心O 的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体
后再从竖直表面射出,如图4所示.已知入射光线与桌面的距离为3R/2.求出射角θ.
8.一长直杆长1.5 m ,垂直立于底部平坦、水面平静无波的游泳池中,露出水面部分高
0.3 m ,当阳光以与水面成37°的夹角入射时,杆在游泳池底部所成的影长为多少?(已知
4水的折射率n =.) 3
1.如图5所示为地球及其大气层,高空有侦察卫星A 接收到地球表面P 处发出的光信号,则
A 感知到的发光物应在( )
A .图中P 点
B .图中P 点靠M 的一侧
C .图中P 点靠N 的一侧 D .以上位置都有可能
2.如图6所示,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O 点(半
圆的圆心) ,产生反射光束1和透射光束2. 已知玻璃柱的折射率为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O 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°
3.一条光线以40°的入射角从真空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
D .大于140°
4.有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种介质,光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角如图
7所示,由此可以判断( )
A .光在介质Ⅱ中传播的速度最小
B .介质Ⅲ的折射率最小
C .光在介质Ⅰ中的传播速度最大
D .介质Ⅲ的折射率最大
5.如图8所示,有玻璃三棱镜ABC ,顶角A 为30°,一束光线垂直于AB 射入棱镜,
从AC 射出进入空气,测得出射光线与入射光线夹角为30°,则棱镜的折射率为( )
12A . B . 22
3C . 3 D . 3
6.如图9所示,两块相同的玻璃直角三棱镜ABC ,两者的AC 面是平行放置的,在它们之间是均匀的未知透明介质.一单色细光束O 垂直于AB 面入射,在图示的出射光线中( )
A .1、2、3(彼此平行) 中的任一条都有可能
B .4、5、6(彼此平行) 中的任一条都有可能
C .7、8、9(彼此平行) 中的任一条都有可能
D .1、2、3、4、5、6、7、8、9中的任一条都有可能
7.如图10所示,把由同种材料(玻璃) 制成的厚度为d 的立方体A 和半径为d 的半球体
B 分别放在报纸上,从正上方(对B 来说是最高点) 竖直向下分别观察A 、B 中心处报纸
上的字,下面的说法正确的是( )
A .看到A 中的字比B 中的字高
B .看到B 中的字比A 中的字高
C .看到A 、B 中的字一样高
D .A 中的字比没有玻璃时的高,B 中的字和没有玻璃时的一样
8.某同学由于没有量角器,他在完成了光路图后,以O 点为圆心,10 cm 为半径画圆,
分别交线段OA 于A 点,交线段OO ′的延长线于C 点,过A 点作法线NN ′的垂线AB
交NN ′于B 点,过C 点作法线NN ′的垂线CD 交NN ′于D 点,如图11所示.用刻
度尺量得OB =8 cm ,CD =4 cm ,由此可得出玻璃的折射率n =________.
9.在折射率为n 、厚度为d 的玻璃平板上方的空气中有一点光源S ,从S
发出的光线SA 以入射角θ1入射到玻璃板上表面,经过玻璃板后从下表面射出,
如图12所示.若沿此光线传播的光从光源S 到玻璃板上表面的传播时间与在玻
璃板中的传播时间相等,点光源S 到玻璃板上表面的垂直距离l 应是多少?
10. 如图13所示,半圆玻璃砖的半径R =10 cm ,折射率为n =3,直径AB
与屏幕MN 垂
直并接触于A 点.激光a 以入射角θ1=30°射向半圆玻璃砖的圆心O ,结果
在水平屏幕
MN 上出现两个光斑.求两个光斑之间的距离L.
11.一光线以很小的入射角i 射入一厚度为d 、折射率为n 的平板玻璃,求出射光
线与入射光线之间的距离(θ很小时,sin θ≈θ,cos θ≈1) .
1.B 2.B 3.CD 4.AC 5.ABD 6.B 7.60° 8.1.3 m
(n -1)d dn 2cos θ1.B 2.BC 3.C 4.AB 5.C 6.B 7.AD 8.1.5 9. 10.23.1 cm 11. i n n -sin θ1第2
节
全反射
1
.关于全反射,下列说法中正确的是
( )
A .发生全反射时,仍有折射光线,只是折射光线非常弱,因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线
B .光线从光密介质射向光疏介质时,一定会发生全反射
C .在100°~140°之间
C .光线从光疏介质射向光密介质时,不可能发生全反射
D .水或玻璃中的气泡看起来特别亮,就是因为光从水或玻璃射向气泡时,在
界面发生了全反射
2.如图1所示,半圆形玻璃砖放在空气中,三条同一颜色、强度相同的
光线,均由空气射入
玻璃砖,到达玻璃砖的圆心位置.下列说法正确的是( )
A .假若三条光线中有一条在O 点发生了全反射,那一定是a O 光线
B .假若光线b O 能发生全反射,那么光线c O 一定能发生全反射
C .假若光线b O 能发生全反射,那么光线a O 一定能发生全反射
D .假若光线a O 恰能发生全反射,则光线b O 的反射光线比光线c O 的反射光线的亮度大
3.光在某种介质中传播的速度为1.5×108 m /s ,光从此介质射向空气并发生全反射时的
临界角是( )
A .15° B .30° C .45° D .60°
4.已知介质对某单色光的临界角为C ,则( )
1A .该介质对单色光的折射率等于sin C
B .此单色光在该介质中的传播速度等于c·sin C(c是光在真空中的传播速度)
C .此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sin C倍
1D .此单色光在该介质中的频率是在真空中的 sin C
5.光导纤维的结构如图2所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播.以下关于光
导纤维的说法正确的是(
)
A .内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B .内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
C .内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生折射
D .内芯的折射率与外套的相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用
6.有一折射率为n 的长方体玻璃砖ABCD ,其周围是空气,如图3所示,当入射光线
从它的AB 面以入射角α射入时.
(1)要使光线在BC 面发生全反射,证明入射角应满足的条件是sin αn -1.(BC面足够
长) ;
(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射,则玻璃砖的折射率应取何值?
7.如图4所示是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,相机的镜
头竖直向上.照片中,水立方运动馆的景象呈现在半径r =11 cm 的圆形范围内,水面上
4的运动员手到脚的长度l =10 cm . 若已知水的折射率为n =,请根据运动员的实际身高估 3
算该游泳池的水深h.(结果保留两位有效数字)
1.已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、1.60和1.63,如果光按
下面几种方式传播,可能发生全反射的是( )
A .从水晶射入玻璃 B .从水射入二硫化碳C .从玻璃射入水中 D .从水射入水晶
2.如图5所示,ABCD 是平面平行的透明玻璃砖,AB 面和CD 面平行,它们分别是玻
璃和空气的界面,设为界面Ⅰ和界面Ⅱ,光线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界面Ⅱ射出,
回到空气中,如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角,则( )
A .只要入射角足够大,光线在界面Ⅰ上可能发生全放射现象
B .只要入射角足够大,光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象
C .不管入射角多大,光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D .不管入射角多大,光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
3.某一束单色光在水中的传播速度是真空中的3/4,则( )
A .水的折射率为3/4 B .水的折射率为4/3
C .从水中射向水面的光线,一定可以进入空气中
D .这束光在水中传播时的频率为真空中的3/4
4.在完全透明的水下某处,放一点光源,在水面上可见到一个圆形透光平面,若透光圆
面的半径匀速增大,则光源正( )
A .加速上升 B .加速下沉 C .匀速上升 D .匀速下沉
5. 如图6所示,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC ,∠A 为直角.此截面所在平
面内的
光线沿平行于BC 边的方向射到AB 边,进入棱镜后直接射到AC 边上,并刚好能
发生 全反射.该棱镜材料的折射率为( )
63A . B . 2 C . D 3 22
6.如图7所示,在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图
中虚线) 与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形.有一半径为r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为( )
A .r B .1.5r C .2r D .2.5r
7.如图8所示,光线从空气垂直射入棱镜界面BC 上,棱镜的折射率n 2,这条光线离开棱镜时与界面的夹角为( )
A .30° B .45° C .60° D .90°
8.空气中两条光线a 和b
从方框左侧入射,分别从方框下方和上方射出,其框外光线如
图9所示.方框内有两个折射率n =1.5的玻璃全反射棱镜.下图给出了两棱镜四种放置
方式的示意图.其中能产生如图所示效果的是( )
9. 如图10所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧形状,一细
束单色光由MN 端面的中点垂直射入,恰好能在弧面EF 上发生全反射,然后垂直PQ 端
面射出.(1)求该玻璃棒的折射率.
(2)若将入射光向N 端平移,当第一次射到弧面EF 上时________(填“能”“不能”或
“无法确定能否”) 发生全反射.
10.一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯,图11为过轴线的截面图,调
4整入射角α,使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射,已知水的折射率为,求sin α的值. 3
11. 在厚度为d 、折射率为n 的大玻璃板的下表面,有一个半径为r 的圆形发光面.为
了
从玻璃板的上方看不见圆形发光面,可在玻璃板的上表面贴一块圆形纸片,
所贴纸片的
最小半径为多大?
12.如图12所示的圆柱形容器中盛满折射率n =2的某种透明液体,容器底部安装一块
平面镜,容器直径L =2H ,在圆心正上方
h
高度处有一点光源
S
,要使
S 发出光从液体
上方观察照亮整个液体表面,h 应该满足什么条件.
1.CD 2.ACD 3.B 4.ABC 5.A 6.(1)证明见解析 (2)大于或等于 2 7.2.1 m
7d 1.C 2.CD 3.B 4.D 5.A 6.C 7.B 8.B 9.2 (2)能 10. 11.r 3n -1
12.H>h≥(3-1)H
第3节 光的干涉
1.某同学自己动手利用如图2所示器材,观察光的干涉现象.其中,A 为单缝屏,B 为双缝屏,C 为像屏.当他用一束阳光照射到A 上时,屏C 上并没有出现干涉条纹.他移
走B 后,C 上出现一窄亮斑.分析实验失败的原因,最大的可能是( )
A .单缝S 太窄 B .单缝S 太宽
C .S 到S 1和S 2距离不等 D .太阳光不能做光源
2.在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏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 .有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹
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
3.在杨氏干涉实验中,从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等,该点即为中
央亮条纹的位置(即k =0对应的那条亮条纹) .双缝屏上有上下两狭缝,设想在双缝屏后
用一块极薄的玻璃片遮盖下方的缝,则屏上中央亮条纹的位置将( )
A .向上移动 B .向下移动 C .不动 D .可能向上移动,也可能向下移动
4.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P 点的距离之差为0.6 μm,若分别用频率为f 1=5.0×1014 Hz 和 f 2=7.5×1014 Hz 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f 1和f 2分别照射时,均出现明条纹
B .单色光f 1和f 2分别照射时,均出现暗条纹
C .单色光f 1照射时出现明条纹,单色光f 2照射时出现暗条纹
D .单色光f 1照射时出现暗条纹,单色光f 2照射时出现明条纹
5.如图3所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图,实线表示波峰,虚线表示波
谷.在此时刻,介质中A 点为波峰相叠加点,B 点为波谷相叠加点,A 、B 连线上的C
点为某中间状态相叠加点.如果把屏分别放在A 、B 、C 三个位置,那么( )
A .A 、B 、
C 三个位置都出现亮条纹 B .B 位置处出现暗条纹
C .C 位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定 D .以上结论都不对
6.如图4所示,在双缝干涉实验中,若单缝S 从双缝S 1、S 2的中央对称轴位置处稍微
向上移动,则( )
A .不再产生干涉条纹
B .仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P 的位置不变
C .仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P 的位置略向上移
D .仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P 的位置略向下移
1.从两只相同的手电筒射出的光,当它们在某一区域叠加后,看不到干涉图样,这是因
为( )
A .手电筒射出的光不是单色光 B .干涉图样太细小看不清楚
C .周围环境的光太强
D .这两束光为非相干光源
2.关于双缝干涉条纹,以下说法中正确的是( )
A .用同一单色光做双缝干涉实验,能观察到明、暗相间的单色条纹
B .用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该单色光波长的整数倍
C .用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差一定为该单色光波长的奇数
倍
D .用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定为该单色光半波长的奇
数倍
3.如图5所示,用单色光做双缝干涉实验,P 处为第二暗条纹,改用频率较低的单色光
重做上述实验(其他条件不变) 时,则同侧第二暗条纹的位置( )
A .仍在P 处 B .在P 点上方 C .在P 点下方 D .要将屏向双缝方向移近一些才能看到
4.如图6所示是研究光的双缝干
发出的两列波到达屏上时产生干
缝S 1和S 2的距离相等,如果把P
纹相邻的亮纹为1号亮纹,与1
是10号亮纹.设直线S 1P 1的长
A .9λ B .10λ
涉的示意图,挡板上有两条狭缝S 1、S 2,由S 1和S 2涉条纹,已知入射激光的波长为λ,屏上的P 点到两处的亮条纹记作0号亮纹,由P 向上数,与0号亮号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹,则P 1处的亮纹恰好度为δ1,S 2P 1的长度为δ2,则δ2-δ1等于( ) C .11λ D .18λ
5.如图7所示,实线表示两个相干光源S 1、S 2发出光的波峰位置,则对于图中的a 、b
两点,________点为振动加强的位置,________点为振动减弱的位置.
6.在双缝干涉实验中,入射光的波长为λ,若双缝处两束光的振动情况恰好相同,在屏
上距两缝路程差Δr =________的地方出现明条纹;在屏上距两缝路程差Δr =________
的地方出现暗条纹.若双缝处两束光的振动情况恰好相反,在屏上距两缝路程差Δr =
________的地方出现明条纹;在屏上距两缝路程差Δr =________的地方出现暗条纹.
7.如图8所示,用频率为f 的单色光垂直照射双缝,在光屏上P 点出
现第2条暗条纹,
已知光速为c ,则P 点到双缝的距离之差(r2-r 1) 应为多大?
- 8.如图9所示是双缝干涉实验装置,使用波长为6.0×107 m 的橙色光源照射单缝S ,
在光屏中央P 处(到双缝的距离相等) 观察到亮条纹,在位于P 点上方的P 1点出现第一条
-亮条纹中心(即P 1到S 1、S 2的路程差为一个波长) ,现换用波长为4.0×107 m 的紫色光
照射单缝时,问:
(1)屏上P 处将出现什么条纹?
(2)屏上P 1处将出现什么条纹?
9.如图10所示,在双缝干涉实验中,S 1和S 2为双缝,P 是光屏上的一点,已知P 点与S 1、S 2距离之差
-为2.1×106 m ,分别用A 、B 两种单
色光在空气中做双缝干涉实验,问P 点是亮条纹还是暗条纹?
(1)已知A 光在折射率为n =
-1.5的介质中波长为4×107 m .
(2)已知B 光在某种介质中波
-7长为3.15×10 m ,当B 光从这种介质射向空气时,临界角
为37°.
(3)若让A 光照射S 1,B 光照射S 2,试分析光屏上能观察到的现象.
1.B 2.C 3.B 4.C 5.A 6.D 1.D 2.ABD 3.B 4.B 5.b
a
λλ3c 6.nλ (2n+1) (2n+1) nλ 7. 8.(1)亮条纹 (2)暗条纹9.(1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见解析 222f
第4节 实验:用双缝干涉测量光的波长
1.用单色光做双缝干涉实验,下述说法正确的是( )
A .相邻干涉条纹之间的距离相等
B .中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍
C .屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离增大
D .在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
l 2.利用条纹间距与波长的关系式Δx =来推测用白光做双缝干涉实验时,干涉图样的特点. d
3.某同学在做双缝干涉实验时,按装置图安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图
样,这可能是由于( )
A .光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大
B .没有安装滤光片
C .单缝与双缝不平行
D .光源发出的光束太强
4.用双缝干涉测光的波长,实验中采用双缝干涉仪,它包括以下元件
A .白炽灯 B .单缝 C .光屏 D .双缝片 E .滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上) .
(1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是A ________(A 已写好) .
(2)正确调节后,在屏上观察到红光干涉条纹,用测量头测出10条红亮纹间的距离为a ;
改用绿色滤光片,其他条件不变,用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b ,则a 、b 相
比较一定有________大于________.
5.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,装置如图2所示.双缝间的距离d =3 mm
.
(1)若测定红光的波长,应选用________色的滤光片.实验时需要测定的物理量有
________和________.
(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.70 m ,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动
一周,分划板前进或后退0.500 mm ) 观察第1条亮纹的位置如图3甲所示,观察第5条
亮纹的位置如图乙所示.则可求出红光的波长λ=________m
.
6.双缝干涉实验中,要使屏上单色光的干涉条纹之间的距离变宽,可采取以下办法:
(1)____________;(2)____________;(3)________________.为测量红光的波长,现测得
屏上6条亮条纹间的距离为7.5 mm ,已知双缝间的距离为0.5 mm ,双缝到光屏的距离为
1 m ,则此红光波长为________.
1.在双缝干涉实验中,以下说法正确的是( )
A .双缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时,双缝就成了两个振动情况完全相同的光源
B .若入射光是白光,则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹
C .像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时,该点处一定是亮条纹
D .双缝干涉中亮条纹之间的距离相等,暗条纹之间的距离不相等
2.“用双缝干涉测量光的波长”实验中,为使光屏上单色光的条纹间距减小,可采取的措施是( )
A .换用缝距大些的双缝片 B .换用缝距小些的双缝片
C .适当调大双缝与屏的距离 D .适当调小双缝与屏的距离
3.在双缝干涉实验中,以下说法正确的是( )
A .入射光波长越小,干涉条纹间距越大 B .入射光频率越高,干涉条纹间距越大
C .把入射光由绿光变成紫光,干涉条纹间距变小 D .把入射光由绿光变成红光,干涉条纹间距变小
4.在利用测量头测量条纹宽度时,应使分划板中心刻线最好( )
A .与亮条纹的边缘线对齐 B .与暗条纹的边缘线对齐
C .与亮条纹的中心位置对齐 D .与暗条纹的中心位置对齐
5.如图4所示,从点光源发出的白光,经过透镜后成一平行光束,垂直照射到挡光板P
上,板上开有两条靠得很近的平行狭缝S 1、S 2,在屏Q 上可以看到干涉条纹,图中O 点
是屏上与两狭缝等距离的一点,则(
)
A .干涉条纹是黑白的,O 点是亮条纹 B .干涉条纹是黑白的,O 点是暗条纹
C .干涉条纹是彩色的,O 点是亮条纹 D .干涉条纹是彩色的,O 点是暗条纹
6. 利用图5中装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法:
A .将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄
B .将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
C .将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
D .换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
E .去掉滤光片后,干涉现象消失
其中正确的是________.
7.在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节______和________的中心均位于遮光筒的
中心轴线上,使单缝和双缝竖直并且互相平行.当屏上出现了干涉图样后,用测量头测
出n 条明条纹间的距离a ,则两条相邻条纹间的距离Δx =________,双缝到毛玻璃的距
离l 用________测量,用公式________可以测出单色光的波长.
8.在某次实验中,已知双缝到光屏之间的距离是600 mm ,两缝之间的距离是0.20 mm ,
单缝到双缝之间的距离是100 mm ,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的
分划板中心刻线对准某一亮条纹(记作第一条) 的中心,这时手轮上的示数如图6(a ) 所
示.然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮条纹的中心,这时手轮上的示
数如图(b ) 所示.这两次示数依次为____ mm 和____ mm . 由此可以计算这次实验中所测得
的单色光的波长为______ mm
.
9.在双缝干涉实验中,两缝间的距离为0.020 cm ,双缝到观察干涉条纹的光屏的距离是
100.00 cm ,用一种单色光黄光做此实验,在光屏上测出21条黄色亮条纹间的距离是5.90
cm ,试求这种黄光的波长.如果换用一种频率为4.00×1014 Hz 的红光做此实验,在光屏
上6.00 cm 范围内最多能有多少条暗条纹.
10.如图7所示,用激光束照射双缝干涉实验装置,后面屏上出现干涉条纹,其中单缝
的作用是产生线光源,单缝、双缝应平行放置.
(1)若将单缝绕中心轴旋转(不超过90°) ,条纹将发生什么变化?
(2)若将双缝绕中心轴旋转(不超过90°) ,条纹将发生什么变化?
1.A 2.中央亮条纹是白色,其他各级亮条纹中,红色在最外侧 3.AC .4.(1)EBDC (2)a b
l -5.(1)红 l Δx (2)6.86×107 6.见解析解析 在双缝干涉实验中,根据公式Δx =λ可知,要使d
屏上单色光的干涉条纹之间距离变宽,可以采取的办法有:(1)使用波长λ较长的单色光;(2)增加双缝到光
屏间距离或选用较长的遮光筒;(3)减小双缝之间的距离.根据测量值,计算相邻条纹间的距离:
a 7.5Δxd -Δx = mm =1.5 mm 再代入公式λ=,求得红光波长为λ=7.5×107 m . l n -15
方法总结 (1)在计算条纹间距时一定要弄清测量头上螺旋测微器两条刻线之差对应几个条纹间距.
(2)螺旋测微器的读数原则是:①以mm 为单位;②整数部分由固定刻度的整数决定;③小数部分则由固定部分的半刻度和可动部分的示数共同决定:若固定部分过半刻线,则可动部分的示数加上“0.5”;若没有过半刻线,就由可动部分的示数来确定.有一点必须明确,示数一定要读到小数点后面的第三位.
1.A 2.AD 3.C 4.C 5.C 6.ABD
a l 7.光源 滤光片 毫米刻度尺 Δx =λ[第2个空也可填滤色片,第4个空也可填米尺(准确到毫米)] d n -1
a 7-a 1-8.0.140 10.300 5.64×104解析 由图知:a 1=0.140 mm a 7=10.300 mm 条纹宽度Δx =① n -1
l d Δx a --又Δx =λ②解①②得λ==5.64×104 m 9.5.90×107 m 16条解析 Δx ==d l n -1
---5.90×102d Δx 0.02×102×2.95×103-3- m =2.95×10 m , λ= m =5.90×107 m . 20l 1
-3×1087.5×107c l -7-3而红光波长λ′=m =7.5×10 m ,Δx ′=λ′= m , -m =3.75×10f 4.00×10d 0.02×10-6×102
所以暗条纹数为n =-=16条. 3.75×1010.见解析
解析 在双缝干涉实验中,单缝的作用是形成线光源,双缝的作用是形成振动情况相同的相干光源,干涉条纹总是平行双缝.
(1)当单缝旋转时,双缝被照亮的面积减小,双缝虽然仍能形成相干光源,但由于通过双缝的光能量减少,所以屏上仍能产生干涉条纹,但条纹变暗.
(2)当双缝旋转时,同样会导致干涉条纹变暗.同时,干涉条纹保持与双缝平行,也随双缝的旋转而旋转.
第5节 光的衍射
1.在单缝衍射实验中,下列说法中正确的是( )
A .将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变小(λ黄>λ绿) B .使单缝宽度变小,衍射条纹间距变小
C .换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变大 D .增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变大
2.在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中,下列哪些说法是正确的是( )
A .缝越窄,衍射现象越明显 B .缝越宽,衍射现象越明显
C .照射光的波长越长,衍射现象越明显 D .照射光的频率越高,衍射现象越明显
3.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
。。
--4.可见光在空气中波长范围是4 400 A 到7 700 A ,即4.4×104 mm 到7.7×104 mm ,下面关于光衍射
条件的说法正确的是( )
A .卡尺两脚间的狭缝的宽度小到万分之几毫米以下时,才能观察到明显的衍射现象
B .卡尺两脚间的狭缝在小到0.4 mm 以下时,通过它观察到线状白炽灯丝,有明显的衍射现象
C .卡尺两脚间的狭缝在小到0.2 mm 以下时,通过它观察各种光源,都能看到明显的衍射现象
D .光的衍射条件“跟光的波长可以相比”是非常严格的,即只有孔或障碍物的尺寸跟波长差不多时才能观察到光的衍射
5.如图1甲、乙所示,是单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样,图中阴影
部分表示亮条纹,下列判断正确的是(
)
A .甲为单缝衍射的图样 B .乙为双缝干涉的图样
C .甲为双缝干涉的图样 D .乙为单缝衍射的图样
6.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
1.关于衍射,下列说法中正确的是( )
A .干涉现象中条纹的出现是光波叠加后产生的结果 B .双缝干涉中也存在衍射现象
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
2.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 .光强太小 C .光的干涉 D .光的衍射
3.用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时,在光屏上得到衍射图样,它们的特点是( )
A .用小圆盘时中央是暗的,用小圆孔时中央是亮的
B .用小圆盘时中央是亮的,用小圆孔时中央是暗的
C .中央均为亮点的同心圆条纹 D .中央均为暗点的同心圆条纹
4.抽制细丝时可用激光监控其粗细,如图2所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它
通
过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同,则( )
①这是利用光的干涉现象 ②这是利用光的衍射现象 ③如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗了 ④如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细了
A .①③ B .②④ C .①④ D .②③
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 .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.用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验,比较屏上的条纹,下列说法中正确的是( )
A .双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹
B .单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹
C .双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹
D .单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹
7.如图3所示,a 、b 两束光以不同的入射角由介质射向空气,结果折射角相同,下列说法正确的是( )
A .b 在该介质中的折射率比a 大
B .若用b 做单缝衍射实验,要比用a 做中央亮条纹更宽
C .用a 更易观测到泊松亮斑
D .做双缝干涉实验时,用a 光比用b 光两相邻亮条纹中心的距离更大
8. 凡是波都具有衍射现象,而把光看做直线传播的条件是
________________,要使光产
生明显的衍射的条件是__________________.
9.如图4所示是通过游标卡尺两测量脚间的狭缝观察白炽灯线
光源时所拍下的四张照
片.
图4
(1)试通过图样分析四张照片对应的两测量脚间的大小关系.
(2)试说明照片丁中中央条纹的颜色及成因.
10.让烛光照射到一块遮光板上,板上有一个可自由收缩的三角形孔,当此三角形孔缓
慢地由大收缩变小直到闭合时,试分析在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光) .
1.ACD 2.AC 3.A 4.B 5.AB 6.D
1.AB 2.D 3.C 4.B 5.D 6. AB 7.B
8.障碍物或孔的尺寸比光的波长大得多 障碍物或孔的尺寸与光的波长相比相差不多或比光的波长小
9.见解析解析 (1)从四张照片的单缝衍射图样可以看出,由图甲到图丁,衍射现象越来越明显,说明两测量脚间的狭缝越来越小,因此由图甲到图丁四张照片对应的两测量脚间的宽度越来越小.
(2)图丁中中央条纹的颜色为白色,因为各种色光在屏中央均为亮条纹,七色光叠加后中央条纹仍为白色.
10.见解析
当三角形孔较大时,屏上出现一个三角形光斑,如图甲所示,随着三角形缓慢地收缩,光斑逐渐变小;当三角形孔小到一定程度时,屏上会出现倒立的烛焰,如图乙所示;继续使三角形孔缓慢收缩,可以观察到小孔衍射图样;当孔闭合时,屏上就会一片黑暗.
第6节 光的偏振
1.如图1所示,A 、B 为两偏振片,一束自然光沿OO ′方向射向A ,此时在光屏C 上,
透射光的强度最大,则下列说法中正确的是( )
A .此时A 、B 的透振方向平行
B .只有将B 绕OO ′轴顺时针旋转90°,屏上透射光的强度最弱,几乎为零
C .不论将A 或B 绕OO ′轴旋转90°,屏上透射光的强度最弱,几乎为零
D .将A 沿顺时针旋转180°,屏上透射光的强度最弱,几乎为零
2.如图2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
3.在拍摄日落时分水面下的景物时,在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是( )
A .减弱反射光,从而使景物的像清晰 B .增强反射光,从而使景物的像清晰
C .增强透射光,从而使景物的像清晰 D .减弱透射光,从而使景物的像清晰
1.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景像更清晰
D .通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹
2.关于波的偏振现象,以下说法正确的是( )
A .只有横波才能发生偏振现象 B .只有纵波才能发生偏振现象
C .只有振动方向与透振方向平行的光才能通过偏振片
D .只有振动方向与透振方向垂直的光才能通过偏振片
3. 如图3所示,让自然光照到P 偏振片上,当P 、Q 两偏振片的透振方向间的夹角为以下哪些度数时,透射光的强度最弱( )
A .0° B .30° C .60° D .90°
4.让太阳光通过两块平行放置的偏振片,关于最后透射光的强度,下列说法中正确的为( )
A .当两个偏振片透振方向垂直时,透射光强度最强
B .当两个偏振片透振方向垂直时,透射光强度最弱
C .当两个偏振片透振方向平行时,透射光强度最弱
D .当两个偏振片透振方向平行时,透射光强度最强
5.下面关于光的偏振现象的应用正确的是( )
A .自然光通过起偏器后成为偏振光,利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向
B .立体电影利用了光的偏振现象 C .茶色眼镜利用了光的偏振现象
D .拍摄日落时水面下的景物时,在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响
6.在杨氏双缝干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片,若两个偏振片的透振方向相互垂直,则( )
A .光屏上仍有干涉条纹、但亮条纹的亮度减小 B .光屏上仍有干涉条纹、但亮条纹的亮度增大
C .干涉条纹消失,光屏上一片黑暗 D .干涉条纹消失,但仍有光射到光屏上
7.一束光由真空入射到平面玻璃上,当其折射角为30°时,反射光恰好产生
完全偏振(反
射光与折射光垂直) .因此,可以推断出玻璃的折射率为( )
3A 2 B . 3 C . 2
3 D . 3
8.关于偏振现象和偏振光,下列说法中正确的是( )
A .只有电磁波才能发生偏振现象,机械波不能发生偏振现象
B .只有横波才能发生偏振现象,纵波不能发生偏振现象
C .自然界不存在偏振光,自然光只有通过偏振片才能变为偏振光
D .除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光
1.AC 2.ABD 3.A 1.D 2.AC 3.D 4.BD 5.ABD 6.D 7.B 8.BD
第7节 光的颜色 色散 第8节 激光
1.关于薄膜干涉,下列说法中正确的是(
)
A .只有厚度均匀的薄膜,才会发生干涉现象
B .只有厚度不均匀的楔形薄膜,才会发生干涉现象
C .厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹
D .观察肥皂液膜的干涉现象时,观察者应和光源在液膜的同一侧
2.用如图1所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象,图(a ) 是点燃的酒精灯(在灯芯上撒
些盐) ,图(b ) 是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈,将金属线圈在其所在的竖直平面
内缓慢旋转,观察到的现象是( )
A .当金属线圈旋转30°时,干涉条纹同方向旋转30°
B .当金属线圈旋转45°时,干涉条纹同方向旋转90°
C .当金属线圈旋转60°时,干涉条纹同方向旋转30°
D .干涉条纹保持不变
3.如图2所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下列说法正确的( )
A .红光的偏折最大,紫光的偏折最小
B .B .红光的偏折最小,紫光的偏折最大
C .玻璃对红光的折射率比紫光大
D .玻璃中紫光的传播速度比红光大
4.如图3所示,一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入,
从玻璃砖射出后分成a 、b 两束单色光.则( )
A .玻璃砖对a 2
B .玻璃砖对a 光的折射率为1.5
C .b 光的频率比a 光的频率大
D .b 光在玻璃中的传播速度比a 在玻璃中的传播速度大
5.在演示双缝干涉的实验时,常用激光做光源,这主要是应用激光的( )
A .亮度高 B .平行性好 C .单色性好 D .波动性好
6.2003年3月1日,美军空投传单,向伊军宣传说,美国利用卫星可以将地面状况看
得一清二楚.而伊方称,已在首都布满了对空机关炮.(《华盛顿邮报》3月2日报道)
试问:在战争爆发时,伊方欲用激光器击毁位于地平线上方的空间站,则应将激光器( )
A .瞄高些 B .瞄低些 C .沿视线直接瞄准 D .若激光束是红色,而空间站是蓝色的,则应瞄高些
7.劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图4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.现若将图示
装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉
条纹( )
A .变疏 B .变密 C .不变 D .消失
8.如图5所示,用单色光照射透明标准板M 来检查平面N 的上表面的平滑
情况,观察
到的现象有如图所示的条纹中的P 和Q 情况,这说明( )
A .N 的上表面A 处向上凸起 B .N 的上表面B
C .N 的上表面A 处向下凹陷 D .N 的上表面B
1.一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹,除中央白色条
彩色条纹,
处向上凸起 处向下凹陷 纹外,两侧还有
是因为( )
A .各色光的波长不同,因而各色光产生的干涉条纹间距不同
B .各色光的速度不同,造成条纹间距不同
C .各色光的强度不同
D .各色光通过双缝的距离不同
2.如图6所示,是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置,所用
单色光是
用普通光通过滤光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反
射的光
线叠加而成的( )
A .a 的上表面和b 的下表面 B .a 的上表面和b 的上表面
C .a 的下表面和b 的上表面 D .a 的下表面和b 的下表面
3.光学镜头上涂的一层薄膜叫增透膜,以下说法不正确的是( )
A .增透膜的作用是为了减少光的反射损失,增强透射光的强度
1B .增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的 4
1C .增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的4
D .因为增透膜的作用能使黄绿光反射时相互抵消,而红光、紫光的反射不能完全抵消,
所以涂有增透膜的透镜呈淡紫色
4.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如
图7所示,下列说法正确的是( )
A .单色光1的波长小于单色光2的波长
B .在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
C .单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
D .单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
5.如图8所示,一束白光从顶角为θ的棱镜的一个侧面AB 以较大的
入射角θ1入射,
经过三棱镜后,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
6. 如图9所示,在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜,里面是空气,一束
光A 从棱镜的左边射入,从三棱镜的右边射出时发生色散,射出的可见光分布在a 点和
b 点之间,则( )
A .从a 点射出的是红光,从b 点射出的是紫光
B .从a 点射出的是紫光,从b 点射出的是红光
C .从a 点和b 点射出的都是紫光,从ab 中点射出的是红光
D .从a 点和b 点射出的都是红光,从ab 中点射出的是紫光
7.发出白光的细线光源ab ,长度为l 0,竖直放置,上端a 恰好在水面以下,如图10所示.现考虑线光源ab 发出的靠近水面法线(图中的虚线) 的细光束经水面折射后所成的像,由于水对光有色散作用,若以l 1表示红光成的像的长度,l 2表示蓝光成的像的长度,则( )
A .l 1<l 0<l 2 B .l 1>l 2>l 0 C .l 2>l 1>l 0 D .l 2<l 1<l 0
8.如图11所示,两束平行的红光和紫光,相距为d ,斜射到玻璃砖的上表面上(玻璃砖
足够长) ,当它们从
玻璃砖的下表面射出时( )
A .两条出射光线仍平行,但距离大于d
B .两条出射光线仍平行,但距离小于d
C .两条出射光线仍平行,距离仍为d
D .两条出射光线将不再平行
9.将激光束的宽度集中到纳米范围内,可修复人体已损坏的器官,对DNA 分子进行超
微型基因修复,把诸如癌症、遗传疾病等彻底根除,在上述技术中,人们利用了激光的
( )
A .单向性 B .单色性 C .亮度高 D .粒子性
10.让激光照到VCD 机、CD 机或计算机的光盘上,就可以读出盘上记录的信息,经
过
处理后还原成声音和图像,这是利用光的(
)
A .平行度好,可以会聚到很小的一点上 B .相干性好,可以很容易形成干涉图样
C .亮度高,可以在很短时间内集中很大的能量 D .波长短,很容易发生明显的衍射现象
11.一激光器发光功率为P ,发出的激光在折射率为n 的介质中波长为λ,c 表示光在真
空中的速度,下列说法中正确的是( )
A .该光在真空中的波长为nλ B .该光在真空中的波长为λ/n
C .该光的频率为c/λ D .该光的频率为c/nλ
12. 用红光做双缝干涉实验,在屏上观察到干涉条纹.在其他条件不变的情况下,改用紫
光做实验,则干涉条纹间距将变________,如果改用白光做实验,在屏上将出现________色条纹.
13.利用激光遇到物体发生反射,可以测定物体的有关参量.如图12甲所示,B 为固定
的激光发生器和接收器于一体的装置,C 为一辆在水平地面上做匀速直线运动的小车,
现使B 对准匀速行驶的小车C ,使B 每隔固定时间T 0发射一激光脉冲,如图乙所示中
幅度大的波形,而B 接收到的由小车C 返回的激光脉冲为如图乙所示幅度较小的波形.发
射、接收激光脉冲的时间间隔如图乙所示,T 0、T 、ΔT 均为已知,则根据所给信息判断
小车的运动方向为______(填“向左”或“向右”) ,速度大小为______.(光速为
c)
甲
乙
14.应用激光平行性好的特性,可以精确地测量距离.对准目标发射一个极短的激光脉
冲,测量发射脉冲与收到的反射脉冲的时间间隔,就可求出激光器到目标的距离.若在
地球上向月球发射一个激光脉冲,测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s ,则
月球到地球的距离大约是________km .
15.把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上,让某种单色光从上方射入(图13
甲) ,这里可以看到明暗相间的同心圆(如图乙所示) .这个现象是牛顿首先发现的,这个
同心圆叫做牛顿环.试探究牛顿环出现的原因.为了使牛顿环的直径大些,应该选用表
面弯曲得厉害些的凸透镜,还是选用表面不太弯的凸透镜?试叙述你选择的理由.
16.如图14所示,半圆形玻璃砖的半径为R ,光屏PQ 置于直径的右端并与直径垂直,一复色光与竖直方向成α=30°角射入玻璃砖的圆心,由于复色光中含有两种单色光,故在光屏上出现了两个光斑,玻璃对两种单色光的折射率分别为n 12和n 2=3,求:
(1)这两个光斑之间的距离;
(2)为使光屏上的光斑消失,复色光的入射角至少为多少?
1.D 2.D 3.B 4.AC 5.C 6.C 7.A 8.BC
1.A 2.C 3.B 4.AD 5.B 6.B 7.D 8.B 9.AC 10.A 11.AD 12.小 彩
c·ΔT 13.向右 14.3.84×105 ΔT +2T 0
15.见解析
解析 如图(图中凸透镜的弯曲程度作了夸张) 所示.凸透镜的弯曲表面向上反射的光和下面的玻璃平面向上反射的光相互叠加,由于来自这两个面的反射光的路程差不同,在有些位置相互加强,有些位置相互削弱,因此出现了同心圆状的明暗相间的条纹.
为了使牛顿环的直径大些,其实就是使相邻的亮条纹(或暗条纹) 的间距变大些,图中光线1和2反射回
来的光线干涉后形成亮条纹.它们对应的空气厚度差应为λ/2,若选用弯曲程度较大的凸透镜,空气厚度差为λ/2的点的间距将变密,即亮条纹间距将变密,牛顿环的直径变小,故应选用弯曲程度较小的凸透镜.
316.(1)(1- (2)45° 3
解析
(1)作出光路图如图所示,
sin βsin β由折射定律有:n 1=,n 2=sin αsin αsin β代入数据得:2=sin 30°
sin β3=sin 30°
解得β1=45°,β2=60°
故ab =Pb -Pa =R tan 45°-R tan 30°=(1- 3)R 3
(2)当两种单色光在界面处均发生全反射时光屏上的光斑消失,且玻璃对其折射率为n 2的单色光先发生全反射,故
11sin C=α=C =45°. n 12
第十三章 光 第1节 光的反射和折射
1.假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相
比( ) A .将提前 B .将延后 C .某些区域将提前,在另一些地区将延后 D .不变
2.一个人站在湖边,观察离岸一段距离的水下的一条鱼,这个人看到的鱼的位置和鱼在
水下真实的位置相比较,下列说法中正确的是( )
A .在鱼真实位置的正上方某处 B .在鱼真实位置上方偏向观察者的某处
C .在鱼真实位置下方偏向观察者的某处 D .所给条件不足,无法确定观察到的鱼的位置
3.关于折射率,下列说法正确的是( )
sin
θ1A .根据=n 可知,介质的折射率与入射角的正弦成正比 sin θ212
sin θ1B .根据=n 可知,介质的折射率与折射角的正弦成反比 sin θ212
c C .根据n =可知,介质的折射率与介质中的光速成反比 v
D .同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时,折射率与介质中波长成反比
4.两束不同频率的单色光a 、b 从空气平行射入水中,发生了如图1所示的折射现象(α>β).下
列结论中正确的是( )
A .在水中的传播速度,光束a 比光束b 大
B .在水中的传播速度,光束a 比光束b 小
C .水对光束a 的折射率比水对光束b 的折射率小
D .水对光束a 的折射率比水对光束b 的折射率大
5.在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中,其实验光路如图2所示,
对实验中的一
些具体问题,下列说法正确的是( )
A .为了减少作图误差,C 和D 的距离应适当取大一些
B .为了减少测量误差,A 、B 连线与法线NN ′的夹角应适当大一些
C .若A 、B 的距离较大时,通过玻璃砖会看不到A 、B 的像
D .若A 、B 连线与法线NN ′间夹角过大时,有可能在bb ′一侧看不清A 、B 的像
6.某同学做测定玻璃的折射率的实验,操作时将玻璃砖的界线aa ′、bb ′画好后误用另一块宽度稍窄的玻璃砖,如图3所示.实验中除仍用原界线外,其余操作都正确,则测得的玻璃的折射率将( ) A .偏大 B .偏小 C .不影响结果 D .不能确定
7.一半径为R 的1/4球体放置在水平桌面上,球体由折射率为3的透明材料制成.现
有一束垂直于过球心O 的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体
后再从竖直表面射出,如图4所示.已知入射光线与桌面的距离为3R/2.求出射角θ.
8.一长直杆长1.5 m ,垂直立于底部平坦、水面平静无波的游泳池中,露出水面部分高
0.3 m ,当阳光以与水面成37°的夹角入射时,杆在游泳池底部所成的影长为多少?(已知
4水的折射率n =.) 3
1.如图5所示为地球及其大气层,高空有侦察卫星A 接收到地球表面P 处发出的光信号,则
A 感知到的发光物应在( )
A .图中P 点
B .图中P 点靠M 的一侧
C .图中P 点靠N 的一侧 D .以上位置都有可能
2.如图6所示,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O 点(半
圆的圆心) ,产生反射光束1和透射光束2. 已知玻璃柱的折射率为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O 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°
3.一条光线以40°的入射角从真空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
D .大于140°
4.有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种介质,光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角如图
7所示,由此可以判断( )
A .光在介质Ⅱ中传播的速度最小
B .介质Ⅲ的折射率最小
C .光在介质Ⅰ中的传播速度最大
D .介质Ⅲ的折射率最大
5.如图8所示,有玻璃三棱镜ABC ,顶角A 为30°,一束光线垂直于AB 射入棱镜,
从AC 射出进入空气,测得出射光线与入射光线夹角为30°,则棱镜的折射率为( )
12A . B . 22
3C . 3 D . 3
6.如图9所示,两块相同的玻璃直角三棱镜ABC ,两者的AC 面是平行放置的,在它们之间是均匀的未知透明介质.一单色细光束O 垂直于AB 面入射,在图示的出射光线中( )
A .1、2、3(彼此平行) 中的任一条都有可能
B .4、5、6(彼此平行) 中的任一条都有可能
C .7、8、9(彼此平行) 中的任一条都有可能
D .1、2、3、4、5、6、7、8、9中的任一条都有可能
7.如图10所示,把由同种材料(玻璃) 制成的厚度为d 的立方体A 和半径为d 的半球体
B 分别放在报纸上,从正上方(对B 来说是最高点) 竖直向下分别观察A 、B 中心处报纸
上的字,下面的说法正确的是( )
A .看到A 中的字比B 中的字高
B .看到B 中的字比A 中的字高
C .看到A 、B 中的字一样高
D .A 中的字比没有玻璃时的高,B 中的字和没有玻璃时的一样
8.某同学由于没有量角器,他在完成了光路图后,以O 点为圆心,10 cm 为半径画圆,
分别交线段OA 于A 点,交线段OO ′的延长线于C 点,过A 点作法线NN ′的垂线AB
交NN ′于B 点,过C 点作法线NN ′的垂线CD 交NN ′于D 点,如图11所示.用刻
度尺量得OB =8 cm ,CD =4 cm ,由此可得出玻璃的折射率n =________.
9.在折射率为n 、厚度为d 的玻璃平板上方的空气中有一点光源S ,从S
发出的光线SA 以入射角θ1入射到玻璃板上表面,经过玻璃板后从下表面射出,
如图12所示.若沿此光线传播的光从光源S 到玻璃板上表面的传播时间与在玻
璃板中的传播时间相等,点光源S 到玻璃板上表面的垂直距离l 应是多少?
10. 如图13所示,半圆玻璃砖的半径R =10 cm ,折射率为n =3,直径AB
与屏幕MN 垂
直并接触于A 点.激光a 以入射角θ1=30°射向半圆玻璃砖的圆心O ,结果
在水平屏幕
MN 上出现两个光斑.求两个光斑之间的距离L.
11.一光线以很小的入射角i 射入一厚度为d 、折射率为n 的平板玻璃,求出射光
线与入射光线之间的距离(θ很小时,sin θ≈θ,cos θ≈1) .
1.B 2.B 3.CD 4.AC 5.ABD 6.B 7.60° 8.1.3 m
(n -1)d dn 2cos θ1.B 2.BC 3.C 4.AB 5.C 6.B 7.AD 8.1.5 9. 10.23.1 cm 11. i n n -sin θ1第2
节
全反射
1
.关于全反射,下列说法中正确的是
( )
A .发生全反射时,仍有折射光线,只是折射光线非常弱,因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线
B .光线从光密介质射向光疏介质时,一定会发生全反射
C .在100°~140°之间
C .光线从光疏介质射向光密介质时,不可能发生全反射
D .水或玻璃中的气泡看起来特别亮,就是因为光从水或玻璃射向气泡时,在
界面发生了全反射
2.如图1所示,半圆形玻璃砖放在空气中,三条同一颜色、强度相同的
光线,均由空气射入
玻璃砖,到达玻璃砖的圆心位置.下列说法正确的是( )
A .假若三条光线中有一条在O 点发生了全反射,那一定是a O 光线
B .假若光线b O 能发生全反射,那么光线c O 一定能发生全反射
C .假若光线b O 能发生全反射,那么光线a O 一定能发生全反射
D .假若光线a O 恰能发生全反射,则光线b O 的反射光线比光线c O 的反射光线的亮度大
3.光在某种介质中传播的速度为1.5×108 m /s ,光从此介质射向空气并发生全反射时的
临界角是( )
A .15° B .30° C .45° D .60°
4.已知介质对某单色光的临界角为C ,则( )
1A .该介质对单色光的折射率等于sin C
B .此单色光在该介质中的传播速度等于c·sin C(c是光在真空中的传播速度)
C .此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sin C倍
1D .此单色光在该介质中的频率是在真空中的 sin C
5.光导纤维的结构如图2所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播.以下关于光
导纤维的说法正确的是(
)
A .内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B .内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
C .内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生折射
D .内芯的折射率与外套的相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用
6.有一折射率为n 的长方体玻璃砖ABCD ,其周围是空气,如图3所示,当入射光线
从它的AB 面以入射角α射入时.
(1)要使光线在BC 面发生全反射,证明入射角应满足的条件是sin αn -1.(BC面足够
长) ;
(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射,则玻璃砖的折射率应取何值?
7.如图4所示是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,相机的镜
头竖直向上.照片中,水立方运动馆的景象呈现在半径r =11 cm 的圆形范围内,水面上
4的运动员手到脚的长度l =10 cm . 若已知水的折射率为n =,请根据运动员的实际身高估 3
算该游泳池的水深h.(结果保留两位有效数字)
1.已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、1.60和1.63,如果光按
下面几种方式传播,可能发生全反射的是( )
A .从水晶射入玻璃 B .从水射入二硫化碳C .从玻璃射入水中 D .从水射入水晶
2.如图5所示,ABCD 是平面平行的透明玻璃砖,AB 面和CD 面平行,它们分别是玻
璃和空气的界面,设为界面Ⅰ和界面Ⅱ,光线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界面Ⅱ射出,
回到空气中,如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角,则( )
A .只要入射角足够大,光线在界面Ⅰ上可能发生全放射现象
B .只要入射角足够大,光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象
C .不管入射角多大,光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D .不管入射角多大,光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
3.某一束单色光在水中的传播速度是真空中的3/4,则( )
A .水的折射率为3/4 B .水的折射率为4/3
C .从水中射向水面的光线,一定可以进入空气中
D .这束光在水中传播时的频率为真空中的3/4
4.在完全透明的水下某处,放一点光源,在水面上可见到一个圆形透光平面,若透光圆
面的半径匀速增大,则光源正( )
A .加速上升 B .加速下沉 C .匀速上升 D .匀速下沉
5. 如图6所示,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC ,∠A 为直角.此截面所在平
面内的
光线沿平行于BC 边的方向射到AB 边,进入棱镜后直接射到AC 边上,并刚好能
发生 全反射.该棱镜材料的折射率为( )
63A . B . 2 C . D 3 22
6.如图7所示,在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图
中虚线) 与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形.有一半径为r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为( )
A .r B .1.5r C .2r D .2.5r
7.如图8所示,光线从空气垂直射入棱镜界面BC 上,棱镜的折射率n 2,这条光线离开棱镜时与界面的夹角为( )
A .30° B .45° C .60° D .90°
8.空气中两条光线a 和b
从方框左侧入射,分别从方框下方和上方射出,其框外光线如
图9所示.方框内有两个折射率n =1.5的玻璃全反射棱镜.下图给出了两棱镜四种放置
方式的示意图.其中能产生如图所示效果的是( )
9. 如图10所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧形状,一细
束单色光由MN 端面的中点垂直射入,恰好能在弧面EF 上发生全反射,然后垂直PQ 端
面射出.(1)求该玻璃棒的折射率.
(2)若将入射光向N 端平移,当第一次射到弧面EF 上时________(填“能”“不能”或
“无法确定能否”) 发生全反射.
10.一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯,图11为过轴线的截面图,调
4整入射角α,使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射,已知水的折射率为,求sin α的值. 3
11. 在厚度为d 、折射率为n 的大玻璃板的下表面,有一个半径为r 的圆形发光面.为
了
从玻璃板的上方看不见圆形发光面,可在玻璃板的上表面贴一块圆形纸片,
所贴纸片的
最小半径为多大?
12.如图12所示的圆柱形容器中盛满折射率n =2的某种透明液体,容器底部安装一块
平面镜,容器直径L =2H ,在圆心正上方
h
高度处有一点光源
S
,要使
S 发出光从液体
上方观察照亮整个液体表面,h 应该满足什么条件.
1.CD 2.ACD 3.B 4.ABC 5.A 6.(1)证明见解析 (2)大于或等于 2 7.2.1 m
7d 1.C 2.CD 3.B 4.D 5.A 6.C 7.B 8.B 9.2 (2)能 10. 11.r 3n -1
12.H>h≥(3-1)H
第3节 光的干涉
1.某同学自己动手利用如图2所示器材,观察光的干涉现象.其中,A 为单缝屏,B 为双缝屏,C 为像屏.当他用一束阳光照射到A 上时,屏C 上并没有出现干涉条纹.他移
走B 后,C 上出现一窄亮斑.分析实验失败的原因,最大的可能是( )
A .单缝S 太窄 B .单缝S 太宽
C .S 到S 1和S 2距离不等 D .太阳光不能做光源
2.在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏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 .有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹
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
3.在杨氏干涉实验中,从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等,该点即为中
央亮条纹的位置(即k =0对应的那条亮条纹) .双缝屏上有上下两狭缝,设想在双缝屏后
用一块极薄的玻璃片遮盖下方的缝,则屏上中央亮条纹的位置将( )
A .向上移动 B .向下移动 C .不动 D .可能向上移动,也可能向下移动
4.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P 点的距离之差为0.6 μm,若分别用频率为f 1=5.0×1014 Hz 和 f 2=7.5×1014 Hz 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f 1和f 2分别照射时,均出现明条纹
B .单色光f 1和f 2分别照射时,均出现暗条纹
C .单色光f 1照射时出现明条纹,单色光f 2照射时出现暗条纹
D .单色光f 1照射时出现暗条纹,单色光f 2照射时出现明条纹
5.如图3所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图,实线表示波峰,虚线表示波
谷.在此时刻,介质中A 点为波峰相叠加点,B 点为波谷相叠加点,A 、B 连线上的C
点为某中间状态相叠加点.如果把屏分别放在A 、B 、C 三个位置,那么( )
A .A 、B 、
C 三个位置都出现亮条纹 B .B 位置处出现暗条纹
C .C 位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定 D .以上结论都不对
6.如图4所示,在双缝干涉实验中,若单缝S 从双缝S 1、S 2的中央对称轴位置处稍微
向上移动,则( )
A .不再产生干涉条纹
B .仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P 的位置不变
C .仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P 的位置略向上移
D .仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P 的位置略向下移
1.从两只相同的手电筒射出的光,当它们在某一区域叠加后,看不到干涉图样,这是因
为( )
A .手电筒射出的光不是单色光 B .干涉图样太细小看不清楚
C .周围环境的光太强
D .这两束光为非相干光源
2.关于双缝干涉条纹,以下说法中正确的是( )
A .用同一单色光做双缝干涉实验,能观察到明、暗相间的单色条纹
B .用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该单色光波长的整数倍
C .用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差一定为该单色光波长的奇数
倍
D .用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定为该单色光半波长的奇
数倍
3.如图5所示,用单色光做双缝干涉实验,P 处为第二暗条纹,改用频率较低的单色光
重做上述实验(其他条件不变) 时,则同侧第二暗条纹的位置( )
A .仍在P 处 B .在P 点上方 C .在P 点下方 D .要将屏向双缝方向移近一些才能看到
4.如图6所示是研究光的双缝干
发出的两列波到达屏上时产生干
缝S 1和S 2的距离相等,如果把P
纹相邻的亮纹为1号亮纹,与1
是10号亮纹.设直线S 1P 1的长
A .9λ B .10λ
涉的示意图,挡板上有两条狭缝S 1、S 2,由S 1和S 2涉条纹,已知入射激光的波长为λ,屏上的P 点到两处的亮条纹记作0号亮纹,由P 向上数,与0号亮号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹,则P 1处的亮纹恰好度为δ1,S 2P 1的长度为δ2,则δ2-δ1等于( ) C .11λ D .18λ
5.如图7所示,实线表示两个相干光源S 1、S 2发出光的波峰位置,则对于图中的a 、b
两点,________点为振动加强的位置,________点为振动减弱的位置.
6.在双缝干涉实验中,入射光的波长为λ,若双缝处两束光的振动情况恰好相同,在屏
上距两缝路程差Δr =________的地方出现明条纹;在屏上距两缝路程差Δr =________
的地方出现暗条纹.若双缝处两束光的振动情况恰好相反,在屏上距两缝路程差Δr =
________的地方出现明条纹;在屏上距两缝路程差Δr =________的地方出现暗条纹.
7.如图8所示,用频率为f 的单色光垂直照射双缝,在光屏上P 点出
现第2条暗条纹,
已知光速为c ,则P 点到双缝的距离之差(r2-r 1) 应为多大?
- 8.如图9所示是双缝干涉实验装置,使用波长为6.0×107 m 的橙色光源照射单缝S ,
在光屏中央P 处(到双缝的距离相等) 观察到亮条纹,在位于P 点上方的P 1点出现第一条
-亮条纹中心(即P 1到S 1、S 2的路程差为一个波长) ,现换用波长为4.0×107 m 的紫色光
照射单缝时,问:
(1)屏上P 处将出现什么条纹?
(2)屏上P 1处将出现什么条纹?
9.如图10所示,在双缝干涉实验中,S 1和S 2为双缝,P 是光屏上的一点,已知P 点与S 1、S 2距离之差
-为2.1×106 m ,分别用A 、B 两种单
色光在空气中做双缝干涉实验,问P 点是亮条纹还是暗条纹?
(1)已知A 光在折射率为n =
-1.5的介质中波长为4×107 m .
(2)已知B 光在某种介质中波
-7长为3.15×10 m ,当B 光从这种介质射向空气时,临界角
为37°.
(3)若让A 光照射S 1,B 光照射S 2,试分析光屏上能观察到的现象.
1.B 2.C 3.B 4.C 5.A 6.D 1.D 2.ABD 3.B 4.B 5.b
a
λλ3c 6.nλ (2n+1) (2n+1) nλ 7. 8.(1)亮条纹 (2)暗条纹9.(1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见解析 222f
第4节 实验:用双缝干涉测量光的波长
1.用单色光做双缝干涉实验,下述说法正确的是( )
A .相邻干涉条纹之间的距离相等
B .中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍
C .屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离增大
D .在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
l 2.利用条纹间距与波长的关系式Δx =来推测用白光做双缝干涉实验时,干涉图样的特点. d
3.某同学在做双缝干涉实验时,按装置图安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图
样,这可能是由于( )
A .光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大
B .没有安装滤光片
C .单缝与双缝不平行
D .光源发出的光束太强
4.用双缝干涉测光的波长,实验中采用双缝干涉仪,它包括以下元件
A .白炽灯 B .单缝 C .光屏 D .双缝片 E .滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上) .
(1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是A ________(A 已写好) .
(2)正确调节后,在屏上观察到红光干涉条纹,用测量头测出10条红亮纹间的距离为a ;
改用绿色滤光片,其他条件不变,用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b ,则a 、b 相
比较一定有________大于________.
5.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,装置如图2所示.双缝间的距离d =3 mm
.
(1)若测定红光的波长,应选用________色的滤光片.实验时需要测定的物理量有
________和________.
(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.70 m ,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动
一周,分划板前进或后退0.500 mm ) 观察第1条亮纹的位置如图3甲所示,观察第5条
亮纹的位置如图乙所示.则可求出红光的波长λ=________m
.
6.双缝干涉实验中,要使屏上单色光的干涉条纹之间的距离变宽,可采取以下办法:
(1)____________;(2)____________;(3)________________.为测量红光的波长,现测得
屏上6条亮条纹间的距离为7.5 mm ,已知双缝间的距离为0.5 mm ,双缝到光屏的距离为
1 m ,则此红光波长为________.
1.在双缝干涉实验中,以下说法正确的是( )
A .双缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时,双缝就成了两个振动情况完全相同的光源
B .若入射光是白光,则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹
C .像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时,该点处一定是亮条纹
D .双缝干涉中亮条纹之间的距离相等,暗条纹之间的距离不相等
2.“用双缝干涉测量光的波长”实验中,为使光屏上单色光的条纹间距减小,可采取的措施是( )
A .换用缝距大些的双缝片 B .换用缝距小些的双缝片
C .适当调大双缝与屏的距离 D .适当调小双缝与屏的距离
3.在双缝干涉实验中,以下说法正确的是( )
A .入射光波长越小,干涉条纹间距越大 B .入射光频率越高,干涉条纹间距越大
C .把入射光由绿光变成紫光,干涉条纹间距变小 D .把入射光由绿光变成红光,干涉条纹间距变小
4.在利用测量头测量条纹宽度时,应使分划板中心刻线最好( )
A .与亮条纹的边缘线对齐 B .与暗条纹的边缘线对齐
C .与亮条纹的中心位置对齐 D .与暗条纹的中心位置对齐
5.如图4所示,从点光源发出的白光,经过透镜后成一平行光束,垂直照射到挡光板P
上,板上开有两条靠得很近的平行狭缝S 1、S 2,在屏Q 上可以看到干涉条纹,图中O 点
是屏上与两狭缝等距离的一点,则(
)
A .干涉条纹是黑白的,O 点是亮条纹 B .干涉条纹是黑白的,O 点是暗条纹
C .干涉条纹是彩色的,O 点是亮条纹 D .干涉条纹是彩色的,O 点是暗条纹
6. 利用图5中装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法:
A .将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄
B .将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
C .将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
D .换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
E .去掉滤光片后,干涉现象消失
其中正确的是________.
7.在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节______和________的中心均位于遮光筒的
中心轴线上,使单缝和双缝竖直并且互相平行.当屏上出现了干涉图样后,用测量头测
出n 条明条纹间的距离a ,则两条相邻条纹间的距离Δx =________,双缝到毛玻璃的距
离l 用________测量,用公式________可以测出单色光的波长.
8.在某次实验中,已知双缝到光屏之间的距离是600 mm ,两缝之间的距离是0.20 mm ,
单缝到双缝之间的距离是100 mm ,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的
分划板中心刻线对准某一亮条纹(记作第一条) 的中心,这时手轮上的示数如图6(a ) 所
示.然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮条纹的中心,这时手轮上的示
数如图(b ) 所示.这两次示数依次为____ mm 和____ mm . 由此可以计算这次实验中所测得
的单色光的波长为______ mm
.
9.在双缝干涉实验中,两缝间的距离为0.020 cm ,双缝到观察干涉条纹的光屏的距离是
100.00 cm ,用一种单色光黄光做此实验,在光屏上测出21条黄色亮条纹间的距离是5.90
cm ,试求这种黄光的波长.如果换用一种频率为4.00×1014 Hz 的红光做此实验,在光屏
上6.00 cm 范围内最多能有多少条暗条纹.
10.如图7所示,用激光束照射双缝干涉实验装置,后面屏上出现干涉条纹,其中单缝
的作用是产生线光源,单缝、双缝应平行放置.
(1)若将单缝绕中心轴旋转(不超过90°) ,条纹将发生什么变化?
(2)若将双缝绕中心轴旋转(不超过90°) ,条纹将发生什么变化?
1.A 2.中央亮条纹是白色,其他各级亮条纹中,红色在最外侧 3.AC .4.(1)EBDC (2)a b
l -5.(1)红 l Δx (2)6.86×107 6.见解析解析 在双缝干涉实验中,根据公式Δx =λ可知,要使d
屏上单色光的干涉条纹之间距离变宽,可以采取的办法有:(1)使用波长λ较长的单色光;(2)增加双缝到光
屏间距离或选用较长的遮光筒;(3)减小双缝之间的距离.根据测量值,计算相邻条纹间的距离:
a 7.5Δxd -Δx = mm =1.5 mm 再代入公式λ=,求得红光波长为λ=7.5×107 m . l n -15
方法总结 (1)在计算条纹间距时一定要弄清测量头上螺旋测微器两条刻线之差对应几个条纹间距.
(2)螺旋测微器的读数原则是:①以mm 为单位;②整数部分由固定刻度的整数决定;③小数部分则由固定部分的半刻度和可动部分的示数共同决定:若固定部分过半刻线,则可动部分的示数加上“0.5”;若没有过半刻线,就由可动部分的示数来确定.有一点必须明确,示数一定要读到小数点后面的第三位.
1.A 2.AD 3.C 4.C 5.C 6.ABD
a l 7.光源 滤光片 毫米刻度尺 Δx =λ[第2个空也可填滤色片,第4个空也可填米尺(准确到毫米)] d n -1
a 7-a 1-8.0.140 10.300 5.64×104解析 由图知:a 1=0.140 mm a 7=10.300 mm 条纹宽度Δx =① n -1
l d Δx a --又Δx =λ②解①②得λ==5.64×104 m 9.5.90×107 m 16条解析 Δx ==d l n -1
---5.90×102d Δx 0.02×102×2.95×103-3- m =2.95×10 m , λ= m =5.90×107 m . 20l 1
-3×1087.5×107c l -7-3而红光波长λ′=m =7.5×10 m ,Δx ′=λ′= m , -m =3.75×10f 4.00×10d 0.02×10-6×102
所以暗条纹数为n =-=16条. 3.75×1010.见解析
解析 在双缝干涉实验中,单缝的作用是形成线光源,双缝的作用是形成振动情况相同的相干光源,干涉条纹总是平行双缝.
(1)当单缝旋转时,双缝被照亮的面积减小,双缝虽然仍能形成相干光源,但由于通过双缝的光能量减少,所以屏上仍能产生干涉条纹,但条纹变暗.
(2)当双缝旋转时,同样会导致干涉条纹变暗.同时,干涉条纹保持与双缝平行,也随双缝的旋转而旋转.
第5节 光的衍射
1.在单缝衍射实验中,下列说法中正确的是( )
A .将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变小(λ黄>λ绿) B .使单缝宽度变小,衍射条纹间距变小
C .换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变大 D .增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变大
2.在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中,下列哪些说法是正确的是( )
A .缝越窄,衍射现象越明显 B .缝越宽,衍射现象越明显
C .照射光的波长越长,衍射现象越明显 D .照射光的频率越高,衍射现象越明显
3.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
。。
--4.可见光在空气中波长范围是4 400 A 到7 700 A ,即4.4×104 mm 到7.7×104 mm ,下面关于光衍射
条件的说法正确的是( )
A .卡尺两脚间的狭缝的宽度小到万分之几毫米以下时,才能观察到明显的衍射现象
B .卡尺两脚间的狭缝在小到0.4 mm 以下时,通过它观察到线状白炽灯丝,有明显的衍射现象
C .卡尺两脚间的狭缝在小到0.2 mm 以下时,通过它观察各种光源,都能看到明显的衍射现象
D .光的衍射条件“跟光的波长可以相比”是非常严格的,即只有孔或障碍物的尺寸跟波长差不多时才能观察到光的衍射
5.如图1甲、乙所示,是单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样,图中阴影
部分表示亮条纹,下列判断正确的是(
)
A .甲为单缝衍射的图样 B .乙为双缝干涉的图样
C .甲为双缝干涉的图样 D .乙为单缝衍射的图样
6.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
1.关于衍射,下列说法中正确的是( )
A .干涉现象中条纹的出现是光波叠加后产生的结果 B .双缝干涉中也存在衍射现象
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
2.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 .光强太小 C .光的干涉 D .光的衍射
3.用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时,在光屏上得到衍射图样,它们的特点是( )
A .用小圆盘时中央是暗的,用小圆孔时中央是亮的
B .用小圆盘时中央是亮的,用小圆孔时中央是暗的
C .中央均为亮点的同心圆条纹 D .中央均为暗点的同心圆条纹
4.抽制细丝时可用激光监控其粗细,如图2所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它
通
过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同,则( )
①这是利用光的干涉现象 ②这是利用光的衍射现象 ③如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗了 ④如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细了
A .①③ B .②④ C .①④ D .②③
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 .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.用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验,比较屏上的条纹,下列说法中正确的是( )
A .双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹
B .单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹
C .双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹
D .单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹
7.如图3所示,a 、b 两束光以不同的入射角由介质射向空气,结果折射角相同,下列说法正确的是( )
A .b 在该介质中的折射率比a 大
B .若用b 做单缝衍射实验,要比用a 做中央亮条纹更宽
C .用a 更易观测到泊松亮斑
D .做双缝干涉实验时,用a 光比用b 光两相邻亮条纹中心的距离更大
8. 凡是波都具有衍射现象,而把光看做直线传播的条件是
________________,要使光产
生明显的衍射的条件是__________________.
9.如图4所示是通过游标卡尺两测量脚间的狭缝观察白炽灯线
光源时所拍下的四张照
片.
图4
(1)试通过图样分析四张照片对应的两测量脚间的大小关系.
(2)试说明照片丁中中央条纹的颜色及成因.
10.让烛光照射到一块遮光板上,板上有一个可自由收缩的三角形孔,当此三角形孔缓
慢地由大收缩变小直到闭合时,试分析在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光) .
1.ACD 2.AC 3.A 4.B 5.AB 6.D
1.AB 2.D 3.C 4.B 5.D 6. AB 7.B
8.障碍物或孔的尺寸比光的波长大得多 障碍物或孔的尺寸与光的波长相比相差不多或比光的波长小
9.见解析解析 (1)从四张照片的单缝衍射图样可以看出,由图甲到图丁,衍射现象越来越明显,说明两测量脚间的狭缝越来越小,因此由图甲到图丁四张照片对应的两测量脚间的宽度越来越小.
(2)图丁中中央条纹的颜色为白色,因为各种色光在屏中央均为亮条纹,七色光叠加后中央条纹仍为白色.
10.见解析
当三角形孔较大时,屏上出现一个三角形光斑,如图甲所示,随着三角形缓慢地收缩,光斑逐渐变小;当三角形孔小到一定程度时,屏上会出现倒立的烛焰,如图乙所示;继续使三角形孔缓慢收缩,可以观察到小孔衍射图样;当孔闭合时,屏上就会一片黑暗.
第6节 光的偏振
1.如图1所示,A 、B 为两偏振片,一束自然光沿OO ′方向射向A ,此时在光屏C 上,
透射光的强度最大,则下列说法中正确的是( )
A .此时A 、B 的透振方向平行
B .只有将B 绕OO ′轴顺时针旋转90°,屏上透射光的强度最弱,几乎为零
C .不论将A 或B 绕OO ′轴旋转90°,屏上透射光的强度最弱,几乎为零
D .将A 沿顺时针旋转180°,屏上透射光的强度最弱,几乎为零
2.如图2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
3.在拍摄日落时分水面下的景物时,在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是( )
A .减弱反射光,从而使景物的像清晰 B .增强反射光,从而使景物的像清晰
C .增强透射光,从而使景物的像清晰 D .减弱透射光,从而使景物的像清晰
1.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景像更清晰
D .通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹
2.关于波的偏振现象,以下说法正确的是( )
A .只有横波才能发生偏振现象 B .只有纵波才能发生偏振现象
C .只有振动方向与透振方向平行的光才能通过偏振片
D .只有振动方向与透振方向垂直的光才能通过偏振片
3. 如图3所示,让自然光照到P 偏振片上,当P 、Q 两偏振片的透振方向间的夹角为以下哪些度数时,透射光的强度最弱( )
A .0° B .30° C .60° D .90°
4.让太阳光通过两块平行放置的偏振片,关于最后透射光的强度,下列说法中正确的为( )
A .当两个偏振片透振方向垂直时,透射光强度最强
B .当两个偏振片透振方向垂直时,透射光强度最弱
C .当两个偏振片透振方向平行时,透射光强度最弱
D .当两个偏振片透振方向平行时,透射光强度最强
5.下面关于光的偏振现象的应用正确的是( )
A .自然光通过起偏器后成为偏振光,利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向
B .立体电影利用了光的偏振现象 C .茶色眼镜利用了光的偏振现象
D .拍摄日落时水面下的景物时,在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响
6.在杨氏双缝干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片,若两个偏振片的透振方向相互垂直,则( )
A .光屏上仍有干涉条纹、但亮条纹的亮度减小 B .光屏上仍有干涉条纹、但亮条纹的亮度增大
C .干涉条纹消失,光屏上一片黑暗 D .干涉条纹消失,但仍有光射到光屏上
7.一束光由真空入射到平面玻璃上,当其折射角为30°时,反射光恰好产生
完全偏振(反
射光与折射光垂直) .因此,可以推断出玻璃的折射率为( )
3A 2 B . 3 C . 2
3 D . 3
8.关于偏振现象和偏振光,下列说法中正确的是( )
A .只有电磁波才能发生偏振现象,机械波不能发生偏振现象
B .只有横波才能发生偏振现象,纵波不能发生偏振现象
C .自然界不存在偏振光,自然光只有通过偏振片才能变为偏振光
D .除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光
1.AC 2.ABD 3.A 1.D 2.AC 3.D 4.BD 5.ABD 6.D 7.B 8.BD
第7节 光的颜色 色散 第8节 激光
1.关于薄膜干涉,下列说法中正确的是(
)
A .只有厚度均匀的薄膜,才会发生干涉现象
B .只有厚度不均匀的楔形薄膜,才会发生干涉现象
C .厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹
D .观察肥皂液膜的干涉现象时,观察者应和光源在液膜的同一侧
2.用如图1所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象,图(a ) 是点燃的酒精灯(在灯芯上撒
些盐) ,图(b ) 是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈,将金属线圈在其所在的竖直平面
内缓慢旋转,观察到的现象是( )
A .当金属线圈旋转30°时,干涉条纹同方向旋转30°
B .当金属线圈旋转45°时,干涉条纹同方向旋转90°
C .当金属线圈旋转60°时,干涉条纹同方向旋转30°
D .干涉条纹保持不变
3.如图2所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下列说法正确的( )
A .红光的偏折最大,紫光的偏折最小
B .B .红光的偏折最小,紫光的偏折最大
C .玻璃对红光的折射率比紫光大
D .玻璃中紫光的传播速度比红光大
4.如图3所示,一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入,
从玻璃砖射出后分成a 、b 两束单色光.则( )
A .玻璃砖对a 2
B .玻璃砖对a 光的折射率为1.5
C .b 光的频率比a 光的频率大
D .b 光在玻璃中的传播速度比a 在玻璃中的传播速度大
5.在演示双缝干涉的实验时,常用激光做光源,这主要是应用激光的( )
A .亮度高 B .平行性好 C .单色性好 D .波动性好
6.2003年3月1日,美军空投传单,向伊军宣传说,美国利用卫星可以将地面状况看
得一清二楚.而伊方称,已在首都布满了对空机关炮.(《华盛顿邮报》3月2日报道)
试问:在战争爆发时,伊方欲用激光器击毁位于地平线上方的空间站,则应将激光器( )
A .瞄高些 B .瞄低些 C .沿视线直接瞄准 D .若激光束是红色,而空间站是蓝色的,则应瞄高些
7.劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图4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.现若将图示
装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉
条纹( )
A .变疏 B .变密 C .不变 D .消失
8.如图5所示,用单色光照射透明标准板M 来检查平面N 的上表面的平滑
情况,观察
到的现象有如图所示的条纹中的P 和Q 情况,这说明( )
A .N 的上表面A 处向上凸起 B .N 的上表面B
C .N 的上表面A 处向下凹陷 D .N 的上表面B
1.一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹,除中央白色条
彩色条纹,
处向上凸起 处向下凹陷 纹外,两侧还有
是因为( )
A .各色光的波长不同,因而各色光产生的干涉条纹间距不同
B .各色光的速度不同,造成条纹间距不同
C .各色光的强度不同
D .各色光通过双缝的距离不同
2.如图6所示,是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置,所用
单色光是
用普通光通过滤光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反
射的光
线叠加而成的( )
A .a 的上表面和b 的下表面 B .a 的上表面和b 的上表面
C .a 的下表面和b 的上表面 D .a 的下表面和b 的下表面
3.光学镜头上涂的一层薄膜叫增透膜,以下说法不正确的是( )
A .增透膜的作用是为了减少光的反射损失,增强透射光的强度
1B .增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的 4
1C .增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的4
D .因为增透膜的作用能使黄绿光反射时相互抵消,而红光、紫光的反射不能完全抵消,
所以涂有增透膜的透镜呈淡紫色
4.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如
图7所示,下列说法正确的是( )
A .单色光1的波长小于单色光2的波长
B .在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
C .单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
D .单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
5.如图8所示,一束白光从顶角为θ的棱镜的一个侧面AB 以较大的
入射角θ1入射,
经过三棱镜后,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
6. 如图9所示,在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜,里面是空气,一束
光A 从棱镜的左边射入,从三棱镜的右边射出时发生色散,射出的可见光分布在a 点和
b 点之间,则( )
A .从a 点射出的是红光,从b 点射出的是紫光
B .从a 点射出的是紫光,从b 点射出的是红光
C .从a 点和b 点射出的都是紫光,从ab 中点射出的是红光
D .从a 点和b 点射出的都是红光,从ab 中点射出的是紫光
7.发出白光的细线光源ab ,长度为l 0,竖直放置,上端a 恰好在水面以下,如图10所示.现考虑线光源ab 发出的靠近水面法线(图中的虚线) 的细光束经水面折射后所成的像,由于水对光有色散作用,若以l 1表示红光成的像的长度,l 2表示蓝光成的像的长度,则( )
A .l 1<l 0<l 2 B .l 1>l 2>l 0 C .l 2>l 1>l 0 D .l 2<l 1<l 0
8.如图11所示,两束平行的红光和紫光,相距为d ,斜射到玻璃砖的上表面上(玻璃砖
足够长) ,当它们从
玻璃砖的下表面射出时( )
A .两条出射光线仍平行,但距离大于d
B .两条出射光线仍平行,但距离小于d
C .两条出射光线仍平行,距离仍为d
D .两条出射光线将不再平行
9.将激光束的宽度集中到纳米范围内,可修复人体已损坏的器官,对DNA 分子进行超
微型基因修复,把诸如癌症、遗传疾病等彻底根除,在上述技术中,人们利用了激光的
( )
A .单向性 B .单色性 C .亮度高 D .粒子性
10.让激光照到VCD 机、CD 机或计算机的光盘上,就可以读出盘上记录的信息,经
过
处理后还原成声音和图像,这是利用光的(
)
A .平行度好,可以会聚到很小的一点上 B .相干性好,可以很容易形成干涉图样
C .亮度高,可以在很短时间内集中很大的能量 D .波长短,很容易发生明显的衍射现象
11.一激光器发光功率为P ,发出的激光在折射率为n 的介质中波长为λ,c 表示光在真
空中的速度,下列说法中正确的是( )
A .该光在真空中的波长为nλ B .该光在真空中的波长为λ/n
C .该光的频率为c/λ D .该光的频率为c/nλ
12. 用红光做双缝干涉实验,在屏上观察到干涉条纹.在其他条件不变的情况下,改用紫
光做实验,则干涉条纹间距将变________,如果改用白光做实验,在屏上将出现________色条纹.
13.利用激光遇到物体发生反射,可以测定物体的有关参量.如图12甲所示,B 为固定
的激光发生器和接收器于一体的装置,C 为一辆在水平地面上做匀速直线运动的小车,
现使B 对准匀速行驶的小车C ,使B 每隔固定时间T 0发射一激光脉冲,如图乙所示中
幅度大的波形,而B 接收到的由小车C 返回的激光脉冲为如图乙所示幅度较小的波形.发
射、接收激光脉冲的时间间隔如图乙所示,T 0、T 、ΔT 均为已知,则根据所给信息判断
小车的运动方向为______(填“向左”或“向右”) ,速度大小为______.(光速为
c)
甲
乙
14.应用激光平行性好的特性,可以精确地测量距离.对准目标发射一个极短的激光脉
冲,测量发射脉冲与收到的反射脉冲的时间间隔,就可求出激光器到目标的距离.若在
地球上向月球发射一个激光脉冲,测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s ,则
月球到地球的距离大约是________km .
15.把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上,让某种单色光从上方射入(图13
甲) ,这里可以看到明暗相间的同心圆(如图乙所示) .这个现象是牛顿首先发现的,这个
同心圆叫做牛顿环.试探究牛顿环出现的原因.为了使牛顿环的直径大些,应该选用表
面弯曲得厉害些的凸透镜,还是选用表面不太弯的凸透镜?试叙述你选择的理由.
16.如图14所示,半圆形玻璃砖的半径为R ,光屏PQ 置于直径的右端并与直径垂直,一复色光与竖直方向成α=30°角射入玻璃砖的圆心,由于复色光中含有两种单色光,故在光屏上出现了两个光斑,玻璃对两种单色光的折射率分别为n 12和n 2=3,求:
(1)这两个光斑之间的距离;
(2)为使光屏上的光斑消失,复色光的入射角至少为多少?
1.D 2.D 3.B 4.AC 5.C 6.C 7.A 8.BC
1.A 2.C 3.B 4.AD 5.B 6.B 7.D 8.B 9.AC 10.A 11.AD 12.小 彩
c·ΔT 13.向右 14.3.84×105 ΔT +2T 0
15.见解析
解析 如图(图中凸透镜的弯曲程度作了夸张) 所示.凸透镜的弯曲表面向上反射的光和下面的玻璃平面向上反射的光相互叠加,由于来自这两个面的反射光的路程差不同,在有些位置相互加强,有些位置相互削弱,因此出现了同心圆状的明暗相间的条纹.
为了使牛顿环的直径大些,其实就是使相邻的亮条纹(或暗条纹) 的间距变大些,图中光线1和2反射回
来的光线干涉后形成亮条纹.它们对应的空气厚度差应为λ/2,若选用弯曲程度较大的凸透镜,空气厚度差为λ/2的点的间距将变密,即亮条纹间距将变密,牛顿环的直径变小,故应选用弯曲程度较小的凸透镜.
316.(1)(1- (2)45° 3
解析
(1)作出光路图如图所示,
sin βsin β由折射定律有:n 1=,n 2=sin αsin αsin β代入数据得:2=sin 30°
sin β3=sin 30°
解得β1=45°,β2=60°
故ab =Pb -Pa =R tan 45°-R tan 30°=(1- 3)R 3
(2)当两种单色光在界面处均发生全反射时光屏上的光斑消失,且玻璃对其折射率为n 2的单色光先发生全反射,故
11sin C=α=C =45°. n 12