資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
4.5 光的衍射
一、考點梳理
考點一、三種衍射圖樣的特點
1．單縫衍射
(1)單色光通過狹縫時，在屏幕上出現(xiàn)明暗相間的條紋，中央為亮條紋．中央條紋最寬最亮，兩側(cè)的亮條紋逐漸變暗變窄；白光通過狹縫時，在屏上出現(xiàn)彩色條紋，中央為白色條紋．
(2)波長一定時，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大；單縫不變時，光波波長大的中央條紋寬，條紋間距大．
2．圓孔衍射：光通過小孔(孔很小)時，在光屏上出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán)．如圖所示．
　　　　
3．圓板衍射(泊松亮斑)
(1)若在單色光(如激光)傳播途中放一個較小的圓形障礙物，會發(fā)現(xiàn)在影的中心有一個亮斑，這就是著名的泊松亮斑．衍射圖樣如圖所示．
(2)中央是亮斑，圓板陰影的邊緣是模糊的，在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)．
【典例1】(多選)關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下面說法正確的是(　　)
A．紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋
B．白光的單縫衍射圖樣是白黑相間的直條紋
C．光照到不透明小圓盤上出現(xiàn)泊松亮斑，說明發(fā)生了衍射
D．光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑，說明光沿著直線傳播，不存在光的衍射
【答案】AC
【解析】紅光照到狹縫上產(chǎn)生的衍射圖樣是紅暗相間的直條紋，白光的衍射圖樣是彩色條紋，光照到不透明小圓盤上，在其陰影中心處出現(xiàn)亮點，是衍射現(xiàn)象，光的衍射現(xiàn)象只有明顯與不明顯之分，D項屏中大光斑的邊緣模糊，正是光的衍射造成的，不能認為不存在衍射現(xiàn)象．
【典例2】多選)對光的衍射現(xiàn)象的定性分析，正確的是(　　)
A．光的衍射是光在傳播過程中繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象
B．衍射條紋圖樣是光波相互疊加的結(jié)果
C．光的衍射現(xiàn)象為光的波動說提供了有力的證據(jù)
D．光的衍射現(xiàn)象完全否定了光的直線傳播結(jié)論
【答案】ABC
【解析】根據(jù)光的衍射現(xiàn)象的定義可知選項A正確；衍射圖樣中有亮、暗條紋，這是光波相互疊加的結(jié)果，加強區(qū)為亮條紋，減弱區(qū)為暗條紋，選項B正確；因為衍射也是波特有的現(xiàn)象，所以光的衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為光的波動說提供了有力證據(jù)，選項C正確；當障礙物較大時，光的衍射很弱，光幾乎沿直線傳播，即光的直線傳播只是特殊情況下的近似，二者是統(tǒng)一的，選項D錯誤．
練習(xí)1、讓燭光照射到一塊遮光板上，板上有一個可自由收縮的三角形孔，當此三角形孔緩慢地由大收縮變小直到閉合時，則在孔后的屏上將先后出現(xiàn)的現(xiàn)象(遮住側(cè)面光)(　　)
A．三角形光斑　倒立的燭焰　明暗相間的圓環(huán)
B．三角形光斑　圓形光斑　倒立的燭焰
C．倒立的燭焰　圓形光斑　明暗相間的圓環(huán)
D．三角形光斑　明暗相間的圓環(huán)　倒立的燭焰
【答案】A
【解析】當三角形孔較大時，屏上出現(xiàn)一個三角形光斑，如圖甲所示，隨著三角形緩慢地收縮，光斑逐漸變小；當三角形孔小到一定程度時，屏上會出現(xiàn)倒立的燭焰，如圖乙所示；繼續(xù)使三角形孔緩慢收縮，可以觀察到小孔衍射圖樣；當孔閉合時，屏上就會一片黑暗．
練習(xí)2、某同學(xué)使用激光器做光源，在不透光的擋板上開一條寬度為0.05 mm的窄縫，進行光的衍射實驗，如圖所示，則他在光屏上看到的條紋是(　　)
【答案】B
【解析】單縫衍射條紋中間寬，兩側(cè)越來越窄，又由于單縫是水平的，故衍射條紋也是水平的，B對．
練習(xí)3、某同學(xué)自己動手制作如圖所示的裝置觀察光的干涉現(xiàn)象，其中A為單縫屏，B為雙縫屏，整個裝置位于一暗箱中，實驗過程如下：
(1)該同學(xué)用一束太陽光照射A屏?xí)r，屏C上沒有出現(xiàn)干涉條紋；移去B后，在屏上出現(xiàn)不等間距條紋，此條紋是由于______________產(chǎn)生的．
(2)移去A后，遮住縫S1或縫S2中的任一個，C上均出現(xiàn)一窄亮斑，出現(xiàn)以上實驗結(jié)果的主要原因是____________________________________________________．
(3)若光通過縫S1或縫S2后在C上依次出現(xiàn)如圖甲、乙、丙、丁所示條紋，說明了什么？____________
_________________________________________________________________________________.
【答案】(1)光的衍射　(2)雙縫S1、S2太寬　(3)縫S1或縫S2越來越窄
【解析】(1)移去B后只剩下單縫，故發(fā)生單縫衍射現(xiàn)象形成條紋，故此條紋是由于光的衍射產(chǎn)生的．
(2)沒有出現(xiàn)明暗相間的條紋而只出現(xiàn)一個窄亮斑，說明衍射現(xiàn)象不明顯，故主要原因是雙縫S1、S2太寬．
(3)從四張單縫衍射圖樣可以看出，由題圖甲到題圖丁，衍射現(xiàn)象越來越明顯，說明縫S1或S2越來越窄．
考點二、單縫衍射與雙縫干涉的比較
1．不同點
(1)產(chǎn)生條件
(2)圖樣
2．相同點
(1)都有明暗相間的條紋，條紋都是光波疊加時加強或減弱的結(jié)果．
(2)都是波特有的現(xiàn)象，表明光是一種波．
3．區(qū)分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法
(1)根據(jù)條紋的寬度區(qū)分：雙縫干涉的條紋是等寬的，條紋間的距離也是相等的；而單縫衍射的條紋，中央亮條紋最寬，兩側(cè)的條紋變窄．
(2)根據(jù)亮條紋的亮度區(qū)分：雙縫干涉條紋，從中央亮條紋往兩側(cè)亮度變化很小；而單縫衍射條紋中央亮條紋最亮，兩側(cè)的亮條紋逐漸變暗．
【典例1】如圖所示的四幅明暗相間的條紋，分別是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋)．則在下面的四幅圖中從左到右排列，亮條紋的顏色依次是(　　)
A．紅黃藍紫 B．紅紫藍黃
C．藍紫紅黃 D．藍黃紅紫
【答案】B
【解析】雙縫干涉條紋平行等距，且波長越長，條紋間距越大，而紅光波長比藍光波長長，故第一幅圖為紅光，第三幅圖為藍光；又由于黃光波長比紫光波長長，故第四幅圖為黃光的衍射圖樣，第二幅圖為紫光的衍射圖樣．
【典例2】(多選)如圖4(a)所示是做雙縫干涉實驗的示意圖．先做操作1：用兩塊不同顏色的濾光片分別擋住雙縫屏上下兩半部分Ⅰ和Ⅱ；接著再做操作2：用不透明的擋板擋住b縫．若兩塊濾光片一塊是紅色，一塊是藍色，則(　　)
A．完成操作1后，光屏上出現(xiàn)的是圖(b)圖案，且甲是紅色條紋，乙是藍色條紋
B．完成操作1后，光屏上出現(xiàn)的是圖(c)圖案，且丙是藍色條紋，丁是紅色條紋
C．完成操作2后，光屏上出現(xiàn)的是圖(b)圖案，且甲是藍色條紋，乙是紅色條紋
D．完成操作2后，光屏上出現(xiàn)的是圖(c)圖案，且丙是紅色條紋，丁是藍色條紋
【答案】AD
【解析】(b)圖中的條紋為等間距明暗相間條紋，是干涉圖樣，再根據(jù)條紋寬度的有關(guān)因素分析即可．(c)圖為中間最寬且不等間距明暗相間條紋，是衍射條紋，再根據(jù)條紋寬度的有關(guān)因素進行分析即可．操作1是雙縫干涉實驗，故條紋間距相等，光屏上出現(xiàn)(b)圖案，由圖案知甲的波長大于乙的波長，故甲為紅色條紋，乙為藍色條紋，A正確；操作2是單縫衍射，條紋間距不相等，光屏上為(c)圖案，再結(jié)合波長關(guān)系可知D正確．
練習(xí)1、如圖所示，a、b、c、d四個圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣，分析各圖樣的特點可以得出的正確結(jié)論是(　　)
A．a(chǎn)、b是光的干涉圖樣
B．c、d是光的干涉圖樣
C．形成a圖樣的光的波長比形成b圖樣的光的波長短
D．形成c圖樣的光的波長比形成d圖樣的光的波長短
【答案】A
【解析】干涉條紋是等間距的條紋，因此a、b是干涉圖樣，c、d是衍射圖樣，故A項正確，B項錯誤；由公式Δx＝λ可知，條紋寬的入射光的波長長，所以a圖樣的光的波長比b圖樣的光的波長長，故C項錯誤；c圖樣的光的波長比d圖樣的光的波長長，故D項錯誤．
練習(xí)2、如圖所示，a表示單縫，b表示雙縫，用某單色光分別照射豎直放置的單縫和雙縫，在縫后較遠位置豎直放置的光屏上可以觀察到明暗相間的條紋(圖中陰影表示亮條紋)，則(　　)
A．圖c表示單縫衍射條紋，圖d表示雙縫干涉條紋
B．單縫S越寬，越容易觀察到對應(yīng)的明暗條紋
C．雙縫間距離越小，對應(yīng)條紋間距越大
D．照射雙縫的單色光波長越短，對應(yīng)條紋間距越大
【答案】C
【解析】根據(jù)單縫衍射條紋間距不等，而雙縫干涉條紋間距相等，則有圖c表示雙縫干涉條紋，圖d表示單縫衍射條紋，故A錯誤；根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，當單縫S越窄時，越容易觀察到對應(yīng)的明暗條紋，故B錯誤；在雙縫干涉中，干涉條紋的間距Δx＝λ，由公式可得，條紋間距與波長λ、縫與屏之間的距離l成正比，與雙縫間的距離d成反比，故C正確，D錯誤．
二、夯實小練
1、(多選)對光的衍射現(xiàn)象的定性分析，正確的是(　　)
A．光的衍射是光在傳播過程中繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象
B．衍射條紋圖樣是光波相互疊加的結(jié)果
C．光的衍射現(xiàn)象為光的波動說提供了有力的證據(jù)
D．光的衍射現(xiàn)象完全否定了光沿直線傳播的結(jié)論
【答案】ABC
【解析】根據(jù)光的衍射現(xiàn)象的定義可知選項A正確；
衍射圖中有亮、暗條紋，這是光波相互疊加的結(jié)果，加強區(qū)為亮條紋，減弱區(qū)為暗條紋，選項B正確；
因為衍射也是波特有的現(xiàn)象，所以光的衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為光的波動說提供了有力證據(jù)，選項C正確；
當障礙物較大時，光的衍射很弱，光幾乎沿直線傳播，即光的直線傳播只是特殊情況下的近似，二者是統(tǒng)一的，選項D錯誤。
2、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(xiàn)(　　)
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，小圓形光斑，明暗相間的彩色條紋，直至條紋消失
【答案】D
【解析】當孔足夠大時，由于光的直線傳播，所以屏上首先出現(xiàn)的是三角形光斑，之后隨著孔的繼續(xù)縮小，出現(xiàn)小孔成像，成的是太陽的像，故為小圓形光斑，隨著孔的進一步縮小，當尺寸與光波波長相當時，出現(xiàn)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．
3、在學(xué)習(xí)了光的衍射現(xiàn)象后，徐飛回家后自己設(shè)置了一個小實驗。在一個發(fā)光的小電珠和光屏之間放一個大小可以調(diào)節(jié)的圓形孔屏，在圓孔從較大調(diào)至完全閉合的過程中，他在屏上看到的現(xiàn)象是(　　)
A．先是圓形亮區(qū)，最后完全黑暗
B．先是圓形亮區(qū)，再是圓形亮環(huán)，最后完全黑暗
C．先是圓形亮環(huán)，最后完全黑暗
D．先是圓環(huán)亮環(huán)，然后圓形亮區(qū)，最后完全黑暗
【答案】B
【解析】在圓孔由大到小調(diào)節(jié)過程中，當孔較大時，光沿直線傳播，在屏上得到圓形亮斑；當孔的直徑減小到與光波的波長相近時，產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象，屏上將出現(xiàn)明、暗相間的亮環(huán)，當孔繼續(xù)減小到完全閉合，沒有光到達屏上時，屏上完全黑暗。
4、如圖所示是通過用兩個刀片組成的寬度可以調(diào)節(jié)的狹縫觀察日光燈光源時所看到的四個圖象。當狹縫寬度從1.8 mm逐漸變小時，所看到的四個圖象的順序是(　　)
A．a(chǎn)bcd B．dcba C．bacd D．badc
【答案】A
【解析】當孔、縫的寬度或障礙物的尺寸與波長相近甚至比波長更小時即能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。顯然狹縫寬度1.8 mm遠大于光的波長，故不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，根據(jù)光的直線傳播原理，此時我們看到的應(yīng)該是條紋狀的光斑，即圖象a，隨狹縫的寬度的減小，光斑的寬度逐漸減小，在發(fā)生明顯衍射前看到圖象b；當發(fā)生明顯衍射時，隨狹縫的寬度逐漸變小，衍射條紋的寬度逐漸變大，而條紋寬度較小的是c，條紋寬度較大的是d，所以先觀察到c，再觀察到d。綜上所述，當狹縫寬度從0.8 mm逐漸變小時，我們依次看到的四個圖象的順序是abcd，A正確。
5、如圖所示的4幅明暗相間的條紋圖樣，分別是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮紋)．則下面的四幅圖從左到右排列，亮條紋的顏色依次是(　　)
A．紅　黃　藍　紫 B．紅　紫　藍　黃
C．藍　紫　紅　黃 D．藍　黃　紅　紫
【答案】B
【解析】雙縫干涉條紋是等間距的條紋，單縫衍射條紋是中間最寬、兩邊越來越窄的條紋，因此1、3是干涉條紋，2、4是衍射條紋．干涉條紋中，光的波長越長，條紋越寬，因此1是紅光，3是藍光．同一單縫衍射條紋，波長越長，條紋越寬，因此2是紫光，4是黃光．
6、某同學(xué)自己動手制作如圖所示的裝置觀察光的干涉現(xiàn)象，其中A為單縫屏，B為雙縫屏，整個裝置位于一暗箱中，實驗過程如下：
(1)該同學(xué)用一束太陽光照射A屏?xí)r，屏C上沒有出現(xiàn)干涉條紋；移去B后，在屏上出現(xiàn)不等間距條紋，此條紋是由于________產(chǎn)生的．
(2)移去A后，遮住縫S1或縫S2中的任一個，C上均出現(xiàn)一窄亮斑．出現(xiàn)以上實驗結(jié)果的主要原因是____________．
【答案】(1)光的衍射　(2)雙縫S1、S2太寬
【解析】(1)移去B后只剩下單縫，故發(fā)生單縫衍射形成條紋，故此條紋是由于光的衍射產(chǎn)生的．
(2)沒有出現(xiàn)條紋而只出現(xiàn)一個窄亮斑，說明衍射現(xiàn)象不明顯，故主要原因是雙縫S1、S2太寬．
7、某研究性學(xué)習(xí)小組用激光束照射圓孔和不透明圓板后，分別得到如圖所示的衍射圖樣．據(jù)此可以判斷出(　　)
A．甲是光線射到圓孔后的衍射圖樣，乙是光線射到圓板后的衍射圖樣
B．乙是光線射到圓孔后的衍射圖樣，甲是光線射到圓板后的衍射圖樣
C．甲、乙都是光線射到圓孔后的衍射圖樣，甲孔的直徑較大
D．甲、乙都是光線射到圓板后的衍射圖樣，乙板的直徑較大
【答案】A
【解析】圓孔衍射圖樣是中央為大亮斑，而在圓板衍射圖樣中，中央為大陰影，只是在大陰影背景下中心處有一個小亮斑，此即為泊松亮斑．所以，圖甲為圓孔衍射，圖乙為圓板衍射．
8、(多選)在單縫衍射實驗中，下列說法正確的是(　　)
A．其他條件不變，將入射光由黃色換成綠色，衍射條紋間距變窄
B．其他條件不變，使單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄
C．其他條件不變，換用波長較長的光照射，衍射條紋間距變寬
D．其他條件不變，增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬
【答案】ACD
【解析】當單縫寬度一定時，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，條紋間距也越大，黃光波長大于綠光波長，所以A、C正確；
當光的波長一定時，單縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，衍射條紋間距會變寬，B錯誤；
當光的波長一定，單縫寬度也一定時，增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距會變寬，D正確。
9、用單色光通過小圓盤與小圓孔做衍射實驗時，在光屏上得到衍射圖樣，它們的特點是(　　)
A．用小圓盤時中央是暗的，用小孔時中央是亮的
B．用小圓盤時中央是亮的，用小孔時中央是暗的
C．中央均為亮點的同心圓條紋
D．中央均為暗點的同心圓條紋
【答案】C
【解析】小孔或小圓盤的衍射圖樣，都是一系列明暗相間的圓形衍射條紋，這些條紋是一系列同心圓，且中央均為亮點，故C正確。
10、(多選)關(guān)于衍射光柵，下列說法正確的是(　　)
A．衍射光柵是由許多等寬度的狹縫組成的
B．衍射光柵分為透射光柵和反射光柵兩類
C．透射光柵中刻痕的部分相當于透光的狹縫
D．透射光柵中未刻痕的部分相當于透光的狹縫
【答案】ABD
【解析】衍射光柵是由許多等寬度的狹縫組成的，分為透射光柵和反射光柵兩類，對于透射光柵來說，當光照到刻痕上時，由于光發(fā)生漫反射而不太透光，未刻痕的部分相當于透光的狹縫，故A、B、D正確，C錯誤。
三、培優(yōu)練習(xí)
1、一束紅光射向一塊有雙縫的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈現(xiàn)明暗相間的干涉條紋。現(xiàn)將其中一條窄縫擋住，讓這束紅光只通過一條窄縫，則在光屏上可以看到(　　)
A．與原來相同的明暗相間的條紋，只是亮條紋比原來暗些
B．與原來不相同的明暗相間的條紋，而中央亮條紋變寬些
C．只有一條與縫寬對應(yīng)的亮條紋
D．無條紋，只存在一片紅光
【答案】B
【解析】紅光射向雙縫時，光屏上呈現(xiàn)了干涉條紋，說明兩縫都很窄，能夠滿足使紅光發(fā)生明顯衍射的條件，則擋住一條窄縫后，在屏上得到的是單縫衍射圖樣。衍射圖樣和干涉圖樣的異同點：中央都出現(xiàn)亮條紋，但衍射圖樣中央亮條紋較寬；兩側(cè)都出現(xiàn)明暗相間的條紋，干涉圖樣兩側(cè)為等間距的明暗相間的條紋，而衍射圖樣兩側(cè)為不等間距的明暗相間的條紋，且亮條紋的亮度由中央向兩側(cè)逐漸減弱，故選B。
2、(多選)關(guān)于光的干涉和衍射，下列說法正確的是(　　)
A．雙縫干涉是兩束相干光相遇時出現(xiàn)的干涉現(xiàn)象，而薄膜干涉是一束光經(jīng)薄膜的前后表面反射后相互疊加形成的干涉現(xiàn)象
B．雙縫干涉時，當其他條件不變，雙縫間距越小，干涉條紋間距越大，波長越長，干涉條紋間距越大
C．照相機鏡頭鍍有增透膜，其作用是讓各種色光都發(fā)生干涉相消，增強透射光
D．泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，證明了光具有波動性
E．雙縫干涉證明光是一種波，薄膜干涉證明光是一種粒子
【答案】ABD
【解析】本題考查對光的波動原理的理解。雙縫干涉是兩束相干光相遇的干涉現(xiàn)象，而薄膜干涉是一束光經(jīng)薄膜的前后表面反射后相互疊加形成的干涉現(xiàn)象，A正確；
根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝λ可知，其他條件不變時，雙縫間距d越小，干涉條紋間距越大，波長λ越長，干涉條紋間距越大，B正確；
照相機鏡頭鍍有增透膜，增透膜厚度為綠光在增透膜內(nèi)波長的，各種色光的波長不同，不可能讓各種色光都發(fā)生干涉相消，C錯誤；
泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，證明了光具有波動性，D正確；
光的干涉(雙縫干涉，薄膜干涉)、衍射、偏振是波所具有的特性，都可以證明光是一種波，而光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)證明光具有粒子性，E錯誤。
3、某同學(xué)使用激光器作光源，在不透光的擋板上開一條縫寬為0.05 mm的窄縫，進行光的衍射實驗，如圖所示，則他在光屏上看到的條紋是(　　)
【答案】 B
【解析】 單縫衍射條紋中間寬，兩側(cè)越來越窄，又由于單縫是水平的，衍射條紋也是水平的，故B項正確．
4、如圖所示的甲、乙、丙、丁圖形中，屬于有著名的泊松亮斑的衍射圖樣和單縫衍射圖樣的分別是(　　)
A．甲、丙 B．甲、丁
C．乙、丙 D．乙、丁
【答案】A
【解析】甲圖是有泊松亮斑的衍射圖樣，乙圖是圓孔衍射圖樣，丙圖是單縫衍射圖樣，丁圖是雙縫干涉圖樣，A正確，B、C、D錯誤。
5、如圖所示，a、b兩束光以不同的入射角由介質(zhì)射向空氣，結(jié)果有相同的折射角。下列說法正確的是(　　)
A．b光在該介質(zhì)中的折射率比a光大
B．做單縫衍射實驗時，若其他條件相同，用b光產(chǎn)生的中央亮條紋要比用a光產(chǎn)生的中央亮條紋寬
C．用a光更易觀測到泊松亮斑
D．做雙縫干涉實驗時，若其他條件相同，用a光產(chǎn)生的干涉圖樣中的條紋間距要比用b光產(chǎn)生的條紋間距大
【答案】B
【解析】由光路圖可知，a光偏折程度較大，故其在該介質(zhì)中的折射率較大，頻率較大，波長較短；b光偏折程度較小，在該介質(zhì)中的折射率較小，波長較長，易發(fā)生衍射，故用b光更易觀測到泊松亮斑，A、C錯誤。
做單縫衍射實驗時，若其他條件相同，波長越長，中央亮紋越寬，所以用b光產(chǎn)生的中央亮條紋較寬，B正確。做雙縫干涉實驗時，若其他條件相同，用b光產(chǎn)生的干涉圖樣中的條紋間距較大，D錯誤。
6、在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲信息的一種重要媒介．光盤上的信息通常是通過激光束來讀取的．若激光束不是垂直投射到盤面上，則光線在通過透明介質(zhì)層時會發(fā)生偏折而改變行進的方向，如圖所示．下列說法中正確的是( )
A．圖中光束①是紅光，光束②是藍光
B．在光盤的透明介質(zhì)層中，光束①比光束②傳播速度更快
C．若光束①②先后通過同一單縫衍射裝置，光束①的中央亮紋比光束②的窄
D．若光束①②先后通過同一雙縫干涉裝置，光束①的條紋寬度比光束②的寬
【答案】C
【解析】由圖可知介質(zhì)對①光的折射率比對②光的折射率大，所以①光的頻率高于②光的頻率，①紅光折射率小于藍光，A錯；
折射率越大，在介質(zhì)中的傳播速度越小，B錯；
①光的波長比②光的短，經(jīng)同一單縫衍射成雙縫干涉時入射光的波長越長，其中央亮紋越寬，D錯C對．
7、(多選)藍光光盤是利用波長較短的藍色激光讀取和寫入數(shù)據(jù)的光盤，而傳統(tǒng)DVD光盤需要光盤發(fā)出紅色激光來讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。對于光存儲產(chǎn)品來說，藍光光盤比傳統(tǒng)DVD光盤的存儲容量大很多。如圖由紅、藍兩種單色光組成的復(fù)合光束射入一玻璃球體，當入射角等于60°時，其折射光束和出射光束如圖所示。已知a光束第一次射出此玻璃球體后的出射光束相對復(fù)合光束的偏折角也為60°，則下列說法正確的是(　　)
A．該玻璃球體對a光的折射率為
B．a(chǎn)光在玻璃中的傳播時間長
C．用a光可在光盤上記錄更多的數(shù)據(jù)信息
D．通過同一單縫分別進行衍射實驗時，a光中央亮條紋更寬
【答案】AD
【解析】A．由光路圖可知，光線a射到玻璃球上的入射角i=60°，折射角為r=30°，則折射率為，A正確；
B．因a光的偏折程度較小，折射率較小，根據(jù)，可知，a光在玻璃球內(nèi)的傳播速度較大，因a光在玻璃球內(nèi)的傳播速度較短，可知a光在玻璃中的傳播時間短，B錯誤；
C．因頻率越大的光記錄的數(shù)據(jù)量越大，因b光頻率較大，可知用b光可在光盤上記錄更多的數(shù)據(jù)信息，C錯誤；
D．因為a光的頻率較小，波長較長，則通過同一單縫分別進行衍射實驗時，衍射現(xiàn)象更明顯，即a光中央亮條紋更寬，D正確。故選AD。
8、(1)(多選)下列說法正確的是(　　)
A．光在任何情況下都能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
B．單縫的寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯
C．光的衍射現(xiàn)象為光的波動說提供了有力的證據(jù)
D．光的衍射現(xiàn)象并未否定光的直線傳播結(jié)論
E．陽光下茂密的樹陰中地面上的圓形亮斑是太陽的像
(2)某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，利用游標卡尺兩腳之間形成的狹縫觀察光的衍射。
①若某次觀察光的衍射時游標卡尺的示數(shù)如圖所示，則卡尺兩腳間的狹縫寬度為________。
②(多選)在利用游標卡尺兩腳之間形成的狹縫觀察光的衍射總結(jié)出的以下幾點中，正確的說法是________。
A．若狹縫與燈絲平行，則衍射條紋與狹縫平行
B．衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關(guān)，狹縫越窄，衍射條紋越窄
C．衍射條紋的間距與光的波長有關(guān)，光的波長越長，衍射條紋越寬
D．衍射條紋的間距與光的頻率有關(guān)，光的頻率越大，衍射條紋越寬
【答案】(1)BCDE　(2)①0.25 mm　②AC
【解析】(1)根據(jù)光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，A錯誤；
單縫的寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，B正確；
因衍射是波特有的現(xiàn)象，所以光的衍射現(xiàn)象為光的波動說提供了有力的證據(jù)，C正確；
當障礙物較大時，光的衍射不明顯，光幾乎沿直線傳播，即光的直線傳播只是特殊情況下的近似，二者并不矛盾，D正確；
陽光下茂密的樹陰中地面上的圓形亮斑是小孔成像，即為太陽的像，故E正確。
(2)①游標卡尺的游標尺為20分度，其精度為0.05 mm，讀數(shù)＝固定刻度＋可動刻度＝0＋5×0.05 mm＝0.25 mm。
②觀察光的衍射現(xiàn)象時，若狹縫與燈絲平行，則衍射條紋與狹縫平行，A正確；
衍射現(xiàn)象明顯與否與縫寬和光的波長有關(guān)，狹縫越窄，光的波長越長，衍射條紋越寬，即衍射現(xiàn)象越明顯，故B錯誤，C正確；
由c＝λf知，頻率越大則光波長越短，衍射條紋越窄，故D錯誤。
9、ABCDE為單反照相機取景器中五棱鏡的一個截面示意圖，AB⊥BC，由a、b兩種單色光組成的細光束從空氣垂直于AB射入棱鏡，經(jīng)兩次反射后光線垂直于BC射出，且在CD、AE邊只有a光射出，光路圖如圖所示，則a、b兩束光(　　)
A．a(chǎn)光的頻率比b光的頻率大
B．a(chǎn)光比b光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象
C．在棱鏡內(nèi)，a光的傳播速度比b光的小
D．以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角較小
【答案】 BD
【解析】 在CD邊和AE邊都只有a光射出，說明b光發(fā)生了全反射，而a光沒有發(fā)生全反射，說明b光的臨界角較小，由臨界角公式sin C＝，可知b光的折射率較大，a光的頻率比b光的頻率小，更容易發(fā)射衍射現(xiàn)象，選項A錯誤，B正確；
根據(jù)n＝可知，在棱鏡內(nèi)，a光的傳播速度比b光的傳播速度大，選項C錯誤；
以相同的入射角從空氣斜射入水中，根據(jù)折射定律n＝，折射率越大，折射角越小，選項D正確。
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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