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第2講　光的干涉、衍射和偏振
■目標(biāo)要求
1.知道雙縫干涉和薄膜干涉現(xiàn)象,掌握形成明暗條紋的條件。2.知道光的衍射、偏振現(xiàn)象,知道產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。3.會(huì)用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)。
考點(diǎn)1　光的干涉現(xiàn)象
必|備|知|識(shí)
1.定義:在兩列光波疊加的區(qū)域,某些區(qū)域相互加強(qiáng),出現(xiàn)　　　條紋;某些區(qū)域相互減弱,出現(xiàn)　　　條紋,且加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象。
2.條件:兩束光的頻率　　　　、相位差恒定。
3.雙縫干涉圖樣特點(diǎn):單色光照射時(shí),形成明暗相間的等間距的干涉條紋;白光照射時(shí),中央為　　　　　條紋,其余為　　　　條紋。
4.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)　　　　　　反射的光相遇而形成的。圖樣中同一條亮(或暗)條紋上所對(duì)應(yīng)薄膜厚度　　　　。
(1)頻率不同的兩列光波不能發(fā)生干涉現(xiàn)象()
(2)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,用單色光照射能形成明暗相間的干涉條紋,用白光照射時(shí)不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象()
(3)薄膜干涉是經(jīng)薄膜前后表面反射光疊加后發(fā)生干涉的結(jié)果()
關(guān)|鍵|能|力
考向1　雙縫干涉
1.條紋間距公式:Δx=λ,對(duì)同一雙縫干涉裝置,光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),干涉條紋的間距越大。
2.亮暗條紋的判斷方法。
如圖所示,光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P'點(diǎn)的路程差為Δr=r2-r1。
(1)當(dāng)Δr=kλ(k=0,1,2,…)時(shí),光屏上P'處出現(xiàn)亮條紋。
(2)當(dāng)Δr=(2k+1)(k=0,1,2,…)時(shí),光屏上P'處出現(xiàn)暗條紋。
【典例1】　(多選)(2024·廣西卷)如圖,S為單色光源,S發(fā)出的光一部分直接照在光屏上,
一部分通過(guò)平面鏡反射到光屏上。從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的,由此形成了兩個(gè)相干光源。設(shè)光源S到平面鏡和到光屏的距離分別為a和l,a l,鏡面與光屏垂直,單色光波長(zhǎng)為λ。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為λ
B.光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為λ
C.若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中此時(shí)單色光的波長(zhǎng)變?yōu)閚λ
D.若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中,光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx,則該液體的折射率為λ
審題指導(dǎo)
序號(hào) 信息讀取 信息加工
1 從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的,由此形成了兩個(gè)相干光源 等效于雙縫干涉中雙縫間距離d=2a
2 將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中 光在溶液中的波長(zhǎng)λ'=
3 將整套裝置完全浸入某種透明溶液中,光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx 相鄰兩條亮條紋中心間距Δx=λ2,λ2=
失分 剖析 (1)對(duì)雙縫干涉的原理理解不到位;(2)不能認(rèn)識(shí)到光在不同介質(zhì)中的波長(zhǎng)不同。
考向2　薄膜干涉
1.形成。
如圖所示,豎直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形,光照射到薄膜上時(shí),在膜的前表面AA'和后表面BB'分別反射回來(lái),形成兩列頻率相同的光波,并且疊加。
2.亮、暗條紋的判斷。
(1)在P1、P2處,兩個(gè)表面反射回來(lái)的兩列光波的路程差Δr等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍,即Δr=nλ(n=1,2,3,…),薄膜上出現(xiàn)亮條紋。
(2)在Q處,兩列反射回來(lái)的光波的路程差Δr等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍,即Δr=(2n+1)(n=0,1,2,3,…),薄膜上出現(xiàn)暗條紋。
【典例2】　(2024·山東卷)檢測(cè)球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示,將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測(cè)滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間,用單色平行光垂直照射平板玻璃,形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測(cè)滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格,下列說(shuō)法正確的是(　　)
　
甲 乙
A.滾珠b、c均合格
B.滾珠b、c均不合格
C.滾珠b合格,滾珠c不合格
D.滾珠b不合格,滾珠c合格
審題指導(dǎo)
序號(hào) 信息讀取 信息加工
1 將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測(cè)滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間 若合格,則兩塊玻璃之間的空氣膜厚度相同;若不合格,則兩塊玻璃之間的空氣膜厚度不相同
2 單色平行光垂直照射平板玻璃 空氣膜的上、下表面的反射光疊加形成干涉條紋
失分 剖析 對(duì)薄膜干涉理解不到位,不能用該原理解決實(shí)際問(wèn)題
考點(diǎn)2　光的衍射和偏振現(xiàn)象
必|備|知|識(shí)
1.光的衍射。
發(fā)生明顯衍射的條件:只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長(zhǎng)　　　　　　,甚至比光的波長(zhǎng)　　　　的時(shí)候,衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯。
2.光的偏振。
(1)自然光:包含著在垂直于傳播方向上沿　　　　　振動(dòng)的光,而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同。
(2)偏振光:在垂直于光的傳播方向的平面上,只沿著某個(gè)　　　　的方向振動(dòng)的光。
(3)偏振光的形成。
①讓自然光通過(guò)　　　　　形成偏振光。
②讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和　　　　,反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光。
(4)光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種　　　波。
(1)陽(yáng)光下茂密的樹林中,地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的()
(2)泊松亮斑是光的衍射形成的()
(3)光遇到障礙物時(shí)都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 ()
關(guān)|鍵|能|力
1.單縫衍射與雙縫干涉的比較。
單縫衍射 雙縫干涉
不同點(diǎn) 條紋寬度 條紋寬度不等,中央最寬 條紋寬度相等
條紋間距 各相鄰條紋間距不等 各相鄰條紋等間距
亮度情況 中央條紋最亮,兩邊變暗 條紋清晰,亮度基本相等
相同點(diǎn) 干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象,屬于波的疊加;干涉、衍射都有明暗相間的條紋
2.光的干涉和衍射的本質(zhì)。
光的干涉和衍射都屬于光的疊加,從本質(zhì)上看,干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理,都可認(rèn)為是從單縫通過(guò)兩列或多列頻率相同的光波,在屏上疊加形成的。
考向1　光的衍射
【典例3】　一束紅光經(jīng)過(guò)狹縫在光屏上得到如圖所示的圖樣,則(　　)
A.該圖樣屬于紅光的干涉圖樣
B.狹縫寬度必遠(yuǎn)大于紅光波長(zhǎng)
C.光沿直線傳播只是近似規(guī)律
D.減小狹縫寬度,條紋間距變窄
考向2　光的干涉和衍射的比較
【典例4】　如圖所示的4種明暗相間的條紋,是紅光、藍(lán)光各自通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過(guò)同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮紋)。則在下面的四個(gè)圖中,哪個(gè)圖是藍(lán)光形成的干涉圖樣(　　)
A B C D
考向3　光的偏振
【典例5】　(2024·江蘇卷)用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕,左鏡片明亮,右鏡片暗,現(xiàn)在將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度,會(huì)觀察到(　　)
A.兩鏡片都變亮
B.兩鏡片都變暗
C.兩鏡片沒(méi)有任何變化
D.左鏡片變暗,右鏡片變亮
考點(diǎn)3　幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合應(yīng)用
關(guān)|鍵|能|力
1.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),頻率不變,由v=λf知,當(dāng)頻率f不變時(shí),波長(zhǎng)改變,光速改變。
2.同一種介質(zhì)中,頻率越大的色光折射率越大,由n=知,n越大,傳播速度越小。
3.光的頻率、折射率、波速、波長(zhǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
光的顏色 紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫
頻率f 低→高
同一介質(zhì)中折射率n 小→大
同一介質(zhì)中傳播速度v 大→小
波長(zhǎng)λ 大→小
臨界角C 大→小
通過(guò)棱鏡的偏折角θ 小→大
【典例6】　夏季常出現(xiàn)如圖甲所示的日暈現(xiàn)象,日暈是太陽(yáng)光通過(guò)卷層云時(shí),受到冰晶的折射或反射形成的。圖乙為一束太陽(yáng)光射到六角形冰晶上時(shí)的光路圖,a、b為其折射出的光線中的兩種單色光,比較a、b兩種單色光,下列說(shuō)法正確的是(　　)
　
甲 乙
A.在冰晶中,b光的波速比a光大
B.通過(guò)同一儀器發(fā)生雙縫干涉,b光的相鄰明條紋間距較大
C.若a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則b光也可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
D.a、b兩種光分別從水射入空氣發(fā)生全反射時(shí),a光的臨界角比b光的小
第2講　光的干涉、衍射和偏振
考點(diǎn)1
必備知識(shí) 　
1.亮　暗　2.相同　3.白色亮　彩色　4.前后表面　相同
微點(diǎn)辨析　(1)√　(2)×　(3)√
關(guān)鍵能力 　
【典例1】　AD　解析　根據(jù)光的反射對(duì)稱性可知光源S與平面鏡中的虛像距離為2a,根據(jù)條紋間距公式可知Δx=λ=λ,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中,光的頻率不變,根據(jù)λf=c,v=λ1f=,其中c為在真空中的光速,則λ1=,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若將整套裝置完全沒(méi)入某種透明溶液中,光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx,根據(jù)條紋間距公式有Δx=λ2,可得λ2=,結(jié)合C項(xiàng)的分析可知λ2==,所以n'=λ,D項(xiàng)正確。
【典例2】　C　解析　單色平行光垂直照射平板玻璃,上玻璃下表面和下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉,形成干涉條紋,路程差為兩塊玻璃距離的兩倍,根據(jù)光的干涉知識(shí)可知,同一條干涉條紋位置處光的路程差相等,即滾珠a的直徑與滾珠b的直徑相等,即滾珠b合格,不同的干涉條紋位置處光的路程差不同,則滾珠a的直徑與滾珠c的直徑不相等,即滾珠c不合格,C項(xiàng)正確。
考點(diǎn)2
必備知識(shí) 　
1.相差不多　還小　2.(1)一切方向　(2)特定　(3)①偏振片　②折射　(4)橫
微點(diǎn)辨析　(1)×　(2)√　(3)√
關(guān)鍵能力 　
【典例3】　C　解析　紅光通過(guò)單縫,產(chǎn)生中間寬、兩邊窄的衍射圖樣,A項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)縫的寬度與光波的波長(zhǎng)接近或比光波的波長(zhǎng)還小時(shí)能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象,且減小狹縫寬度時(shí),條紋間距變寬,B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤;光的波長(zhǎng)比障礙物小得多時(shí),可以把光的傳播看作直線傳播,故光沿直線傳播只是近似規(guī)律,C項(xiàng)正確。
【典例4】　A　解析　干涉圖樣條紋間的距離都是相等的,衍射圖樣最中間的條紋最粗,向兩旁依次變細(xì),A、C是干涉圖樣,B、D是衍射圖樣;又由于藍(lán)光波長(zhǎng)較紅光短,所以藍(lán)光形成的干涉圖樣條紋間的距離較小,所以A是藍(lán)光形成的干涉圖樣。
【典例5】　D　解析　立體影院的特殊眼鏡是利用了光的偏振,其鏡片為偏振片,用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕,左鏡片明亮,右鏡片暗,說(shuō)明左鏡片的偏振方向與光的偏振方向相同,右鏡片的偏振方向與光的偏振方向垂直,則將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度后,左鏡片變暗,右鏡片變亮,D項(xiàng)正確。
考點(diǎn)3
關(guān)鍵能力 　
【典例6】　C　解析　由題圖可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小,則冰晶對(duì)b光的折射率比對(duì)a光的折射率大,根據(jù)棱鏡色散規(guī)律可知a光的頻率比b光的頻率低,根據(jù)v=可知在冰晶中,b光的波速比a光小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)c=λf,a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng),根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=λ,用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),a光條紋間距更大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由以上分析可知,a光折射率小,頻率小,光子能量小,所以a光比b光不容易發(fā)生光電效應(yīng),若a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則b光也可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),C項(xiàng)正確;水對(duì)a光的折射率比對(duì)b光的折射率小,根據(jù)sin C=,從水中射入空氣發(fā)生全反射時(shí),a光的臨界角較大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。(共37張PPT)
第2講
第十四章　光學(xué)
光的干涉、衍射和偏振
目
標(biāo)
要
求
1.知道雙縫干涉和薄膜干涉現(xiàn)象，掌握形成明暗條紋的條件。2.知道光的衍射、偏振現(xiàn)象，知道產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。3.會(huì)用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)。
考點(diǎn)1　光的干涉現(xiàn)象
考點(diǎn)2　光的衍射和偏振現(xiàn)象
內(nèi)容
索引
考點(diǎn)3　幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合應(yīng)用
光的干涉現(xiàn)象
考點(diǎn)1
必|備|知|識(shí)
1.定義：在兩列光波疊加的區(qū)域，某些區(qū)域相互加強(qiáng)，出現(xiàn) 條紋；某些區(qū)域相互減弱，出現(xiàn) 條紋，且加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象。
2.條件：兩束光的頻率 、相位差恒定。
亮
暗
相同
3.雙縫干涉圖樣特點(diǎn)：?jiǎn)紊庹丈鋾r(shí)，形成明暗相間的等間距的干涉條紋；白光照射時(shí)，中央為 條紋，其余為 條紋。
4.薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜) 反射的光相遇而形成的。圖樣中同一條亮(或暗)條紋上所對(duì)應(yīng)薄膜厚度 。
白色亮
彩色
前后表面
相同
(1)頻率不同的兩列光波不能發(fā)生干涉現(xiàn)象( )
(2)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射能形成明暗相間的干涉條紋，用白光照射時(shí)不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象( )
(3)薄膜干涉是經(jīng)薄膜前后表面反射光疊加后發(fā)生干涉的結(jié)果( )
考向1
雙縫干涉
1.條紋間距公式：Δx=λ，對(duì)同一雙縫干涉裝置，光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，干涉條紋的間距越大。
關(guān)|鍵|能|力
2.亮暗條紋的判斷方法。
如圖所示，光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P'點(diǎn)的路程差為Δr=r2-r1。
(1)當(dāng)Δr=kλ(k=0，1，2，…)時(shí)，光屏上P'處出現(xiàn)亮條紋。
(2)當(dāng)Δr=(2k+1)(k=0，1，2，…)時(shí)，光屏上P'處出現(xiàn)暗條紋。
【典例1】　(多選)(2024·廣西卷)如圖，S為單色光源，S發(fā)出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過(guò)平面鏡反射到光屏上。從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個(gè)相干光源。設(shè)光源S到平面鏡和到光屏的距離分別為a和l，a l，鏡面與光屏垂直，單色光波長(zhǎng)為λ。下列說(shuō)法正確的是( )
A.光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為λ
B.光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為λ
C.若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中此時(shí)單色光的波長(zhǎng)變?yōu)閚λ
D.若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx，則該液體的折射率為λ
審題指導(dǎo)
序號(hào) 信息讀取 信息加工
1 從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個(gè)相干光源 等效于雙縫干涉中雙縫間距離d=2a
2 將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中
3 將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx
失分剖析 (1)對(duì)雙縫干涉的原理理解不到位；(2)不能認(rèn)識(shí)到光在不同介質(zhì)中的波長(zhǎng)不同。 根據(jù)光的反射對(duì)稱性可知光源S與平面鏡中的虛像距離為2a，根據(jù)條紋間距公式可知Δx=λ=λ，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中，光的頻率不變，根據(jù)λf=c，v=λ1f=，其中c為在真空中的光速，則λ1=，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若將整套裝置完全沒(méi)入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx，根據(jù)條紋間距公式有Δx=λ2，可得λ2=，結(jié)合C項(xiàng)的分析可知λ2==，所以n'=λ，D項(xiàng)正確。
解析
考向2
薄膜干涉
1.形成。
如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形，光照射到薄膜上時(shí)，在膜的前表面AA'和后表面BB'分別反射回來(lái)，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。
2.亮、暗條紋的判斷。
(1)在P1、P2處，兩個(gè)表面反射回來(lái)的兩列光波的路程差Δr等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即Δr=nλ(n=1，2，3，…)，薄膜上出現(xiàn)亮條紋。
(2)在Q處，兩列反射回來(lái)的光波的路程差Δr等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，即Δr=(2n+1)(n=0，1，2，3，…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋。
【典例2】　(2024·山東卷)檢測(cè)球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測(cè)滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測(cè)滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說(shuō)法正確的是( )
A.滾珠b、c均合格
B.滾珠b、c均不合格
C.滾珠b合格，滾珠c不合格
D.滾珠b不合格，滾珠c合格
審題指導(dǎo)
序號(hào) 信息讀取 信息加工
1 將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測(cè)滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間 若合格，則兩塊玻璃之間的空氣膜厚度相同；若不合格，則兩塊玻璃之間的空氣膜厚度不相同
2 單色平行光垂直照射平板玻璃 空氣膜的上、下表面的反射光疊加形成干涉條紋
失分剖析 對(duì)薄膜干涉理解不到位，不能用該原理解決實(shí)際問(wèn)題 單色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃下表面和下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉條紋，路程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識(shí)可知，同一條干涉條紋位置處光的路程差相等，即滾珠a的直徑與滾珠b的直徑相等，即滾珠b合格，不同的干涉條紋位置處光的路程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠c的直徑不相等，即滾珠c不合格，C項(xiàng)正確。
解析
光的衍射和偏振現(xiàn)象
考點(diǎn)2
必|備|知|識(shí)
1.光的衍射。
發(fā)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長(zhǎng) ，甚至比光的波長(zhǎng) 的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯。
2.光的偏振。
(1)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿 振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同。
相差不多
還小
一切方向
(2)偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個(gè) 的方向振動(dòng)的光。
(3)偏振光的形成。
①讓自然光通過(guò) 形成偏振光。
②讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和 ，反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光。
(4)光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種 波。
特定
偏振片
折射
橫
(1)陽(yáng)光下茂密的樹林中，地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的
( )
(2)泊松亮斑是光的衍射形成的( )
(3)光遇到障礙物時(shí)都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 ( )
關(guān)|鍵|能|力
1.單縫衍射與雙縫干涉的比較。
單縫衍射 雙縫干涉
不同點(diǎn) 條紋寬度 條紋寬度不等，中央最寬 條紋寬度相等
條紋間距 各相鄰條紋間距不等 各相鄰條紋等間距
亮度情況 中央條紋最亮，兩邊變暗 條紋清晰，亮度基本相等
相同點(diǎn) 干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋 2.光的干涉和衍射的本質(zhì)。
光的干涉和衍射都屬于光的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都可認(rèn)為是從單縫通過(guò)兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的。
考向1
光的衍射
【典例3】　一束紅光經(jīng)過(guò)狹縫在光屏上得到如圖所示的圖樣，則
( )
A.該圖樣屬于紅光的干涉圖樣
B.狹縫寬度必遠(yuǎn)大于紅光波長(zhǎng)
C.光沿直線傳播只是近似規(guī)律
D.減小狹縫寬度，條紋間距變窄
紅光通過(guò)單縫，產(chǎn)生中間寬、兩邊窄的衍射圖樣，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)縫的寬度與光波的波長(zhǎng)接近或比光波的波長(zhǎng)還小時(shí)能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，且減小狹縫寬度時(shí)，條紋間距變寬，B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)比障礙物小得多時(shí)，可以把光的傳播看作直線傳播，故光沿直線傳播只是近似規(guī)律，C項(xiàng)正確。
解析
考向2
光的干涉和衍射的比較
【典例4】　如圖所示的4種明暗相間的條紋，是紅光、藍(lán)光各自通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過(guò)同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮紋)。則在下面的四個(gè)圖中，哪個(gè)圖是藍(lán)光形成的干涉圖樣( )
干涉圖樣條紋間的距離都是相等的，衍射圖樣最中間的條紋最粗，向兩旁依次變細(xì)，A、C是干涉圖樣，B、D是衍射圖樣；又由于藍(lán)光波長(zhǎng)較紅光短，所以藍(lán)光形成的干涉圖樣條紋間的距離較小，所以A是藍(lán)光形成的干涉圖樣。
解析
考向3
光的偏振
【典例5】　(2024·江蘇卷)用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現(xiàn)在將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度，會(huì)觀察到( )
A.兩鏡片都變亮 B.兩鏡片都變暗
C.兩鏡片沒(méi)有任何變化 D.左鏡片變暗，右鏡片變亮
立體影院的特殊眼鏡是利用了光的偏振，其鏡片為偏振片，用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，說(shuō)明左鏡片的偏振方向與光的偏振方向相同，右鏡片的偏振方向與光的偏振方向垂直，則將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度后，左鏡片變暗，右鏡片變亮，D項(xiàng)正確。
解析
幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合應(yīng)用
考點(diǎn)3
關(guān)|鍵|能|力
1.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率不變，由v=λf知，當(dāng)頻率f不變時(shí)，波長(zhǎng)改變，光速改變。
2.同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，由n=知，n越大，傳播速度越小。
3.光的頻率、折射率、波速、波長(zhǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
光的顏色 紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫
頻率f 低→高
同一介質(zhì)中折射率n 小→大
同一介質(zhì)中傳播速度v 大→小
波長(zhǎng)λ 大→小
臨界角C 大→小
通過(guò)棱鏡的偏折角θ 小→大
【典例6】　夏季常出現(xiàn)如圖甲所示的日暈現(xiàn)象，日暈是太陽(yáng)光通過(guò)卷層云時(shí)，受到冰晶的折射或反射形成的。圖乙為一束太陽(yáng)光射到六角形冰晶上時(shí)的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光，比較a、b兩種單色光，下列說(shuō)法正確的是( )
A.在冰晶中，b光的波速比a光大
B.通過(guò)同一儀器發(fā)生雙縫干涉，b光的相鄰明條紋間距較大
C.若a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光也可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
D.a、b兩種光分別從水射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角比b光的小
由題圖可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小，則冰晶對(duì)b光的折射率比對(duì)a光的折射率大，根據(jù)棱鏡色散規(guī)律可知a光的頻率比b光的頻率低，根據(jù)v=可知在冰晶中，b光的波速比a光小，A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)c=λf，a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=λ，用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，a光條紋間距更大，
解析
B項(xiàng)錯(cuò)誤；由以上分析可知，a光折射率小，頻率小，光子能量小,所以a光比b光不容易發(fā)生光電效應(yīng)，若a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光也可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，C項(xiàng)正確；水對(duì)a光的折射率比對(duì)b光的折射率小，根據(jù)sin C=，從水中射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角較大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
解析微練48　光的干涉、衍射和偏振
　梯級(jí)Ⅰ基礎(chǔ)練
1.以下說(shuō)法正確的是(　　)
A.光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種縱波
B.不透光圓片后面的陰影中心出現(xiàn)一個(gè)亮斑屬于光的干涉現(xiàn)象
C.照相機(jī)鏡頭貼增透膜呈淡紫色屬于光的衍射現(xiàn)象
D.用點(diǎn)光源照射小圓孔，后面屏上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán)，這是圓孔衍射現(xiàn)象
2.(多選)(2024·江西卷)某同學(xué)用普通光源進(jìn)行雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測(cè)量頭等元件
B.透鏡的作用是使光更集中
C.單縫的作用是獲得線光源
D.雙縫間距越小，測(cè)量頭中觀察到的條紋數(shù)目越多
3.2023年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給“為研究物質(zhì)中的電子動(dòng)力學(xué)，而產(chǎn)生阿秒激光的實(shí)驗(yàn)方法”方面所做出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。下列激光的特性及其應(yīng)用，正確的是(　　)
A.實(shí)驗(yàn)室里用激光更容易完成雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和衍射實(shí)驗(yàn)，是利用激光純凈度高
B.醫(yī)學(xué)上用激光“焊接”剝落的視網(wǎng)膜，是利用激光的相干性
C.激光束很容易給堅(jiān)硬的材料打孔，是利用激光的平行度好
D.激光能夠比較精確測(cè)量地球到月球的距離，是利用激光的亮度高
4.如圖甲為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，P是附有肥皂膜的豎直放置的金屬線圈，由于重力作用，形成上薄下厚的楔形(如圖乙所示)，S是一點(diǎn)燃的酒精燈，往火焰上撒些鹽后，在肥皂膜上觀察到干涉現(xiàn)象，若實(shí)驗(yàn)中將金屬線圈在其所在的平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是(　　)
A.干涉條紋保持不變
B.當(dāng)金屬線圈旋轉(zhuǎn)30°時(shí)，干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30°
C.當(dāng)金屬線圈旋轉(zhuǎn)45°時(shí)，干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90°
D.當(dāng)金屬線圈旋轉(zhuǎn)60°時(shí)，干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30°
5.如圖所示為紅光、藍(lán)光經(jīng)過(guò)狹縫裝置得到的三個(gè)圖樣，狹縫寬度為a，下列說(shuō)法不正確的是(　　)
A.三個(gè)圖均為衍射圖樣
B.三個(gè)圖均為干涉圖樣
C.入射光的頻率相同，狹縫越窄，中央亮紋的寬度越寬
D.狹縫寬度不變，入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，中央亮條紋的寬度越寬
6.(多選)(2025·運(yùn)城模擬)在抽制很細(xì)的金屬絲的過(guò)程中，可以用激光隨時(shí)監(jiān)測(cè)抽絲的粗細(xì)情況。其裝置如圖甲所示，在抽絲機(jī)的細(xì)絲出口附近，用一束激光沿與細(xì)絲垂直的方向照射細(xì)絲，在細(xì)絲的另一側(cè)用光屏接收激光。工作人員通過(guò)觀察光屏上明暗相間亮斑的情況(如圖乙所示為沿激光傳播方向看到的光屏情況)，便可知道抽制出的細(xì)絲是否合格。對(duì)于這種監(jiān)控抽絲機(jī)的裝置，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.這是利用光的干涉現(xiàn)象
B.這是利用光的衍射現(xiàn)象
C.如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲粗了
D.如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲細(xì)了
7.(2024·黑吉遼卷)某同學(xué)自制雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖，用綠色激光照射雙縫，能夠在墻面上觀察到干涉條紋。下列說(shuō)法可以使相鄰兩條亮條紋中心間距變小的是(　　)
A.使用更粗的頭發(fā)絲
B.換用紅色激光照射雙縫頭發(fā)絲
C.增大紙板與墻面間距離
D.減小光源與紙板間距離
8.用光傳感器能直觀地演示雙縫干涉，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，某次實(shí)驗(yàn)的雙縫間距d=0.6 mm，調(diào)整雙縫到光傳感器的距離L=0.3 m，在計(jì)算機(jī)中得到圖乙所示光強(qiáng)變化的圖樣，可以推斷該實(shí)驗(yàn)所用單色光波長(zhǎng)為(　　)
A.200 nm B.400 nm
C.600 nm D.800 nm
梯級(jí)Ⅱ能力練
9.某卡片由內(nèi)外兩層膠合而成，內(nèi)層為黑色塑料，外層為透明、硬質(zhì)塑料。由于兩層間左下角張開進(jìn)入空氣，在激光照射下仔細(xì)觀察會(huì)看到明暗相間的條紋(如圖甲所示)。已知任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等;任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定。現(xiàn)對(duì)卡片左下角施加壓力F，如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.條紋變疏，且向右上方移動(dòng)
B.條紋變疏，且向左下方移動(dòng)
C.條紋變密，且向左下方移動(dòng)
D.條紋變密，且向右上方移動(dòng)
10.(多選)如圖甲所示，等腰△ABC為一棱鏡的橫截面，AB=AC;一平行于BC邊的細(xì)光束從AB邊射入棱鏡，在BC邊經(jīng)過(guò)一次反射后從AC邊射出，出射光分成了不同顏色的甲、乙兩束光。圖乙是這兩束光分別通過(guò)相同的雙縫和單縫裝置后形成的圖樣，下列說(shuō)法正確的是(　　)
甲
A.甲光的波長(zhǎng)比乙光的長(zhǎng)
B.甲光在棱鏡中的傳播速度比乙光的小
C.圖乙中a是乙光的干涉圖樣
D.圖乙中c是甲光的衍射圖樣
梯級(jí)Ⅲ創(chuàng)新練
11.光刻機(jī)是制作芯片的核心裝置，主要功能是利用光線把掩膜版上的圖形印制到硅片上。如圖所示，DUV光刻機(jī)使用的是深紫外線，其波長(zhǎng)為193 nm。為提高投影精細(xì)圖的能力，在光刻膠和投影物鏡之間填充液體以提高分辨率，則與沒(méi)加入液體相比，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.深紫外線進(jìn)入液體后傳播速度變大
B.傳播相等的距離，深紫外線在液體中所需的時(shí)間更長(zhǎng)
C.深紫外線光子的能量在液體中更大
D.深紫外線在液體中更容易發(fā)生衍射，能提高分辨率
微練48　光的干涉、衍射和偏振
1.D　解析　光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波,A項(xiàng)錯(cuò)誤;不透光圓片后面的陰影中心出現(xiàn)一個(gè)亮斑,這是光的衍射現(xiàn)象,B項(xiàng)錯(cuò)誤;貼有增透膜的照相機(jī)鏡頭看上去呈淡紫色,是因?yàn)樵鐾改?duì)淡紫色光的透射較少,有一部分反射的紫光,C項(xiàng)錯(cuò)誤;用點(diǎn)光源照射小圓孔,后面光屏上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán),這是圓孔衍射,D項(xiàng)正確。
2.BC　解析　進(jìn)行雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn),光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、測(cè)量頭等元件,A項(xiàng)錯(cuò)誤;透鏡的作用是使光更集中,B項(xiàng)正確;單縫的作用是獲得線光源,C項(xiàng)正確;根據(jù)條紋間距公式Δx=λ可知雙縫間距d越小,相鄰亮條紋的間距較大,測(cè)量頭中觀察到的條紋數(shù)目越少,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.A　解析　實(shí)驗(yàn)室里用激光更容易完成雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和衍射實(shí)驗(yàn),是利用激光純凈度高,頻率單一,相干性好的特點(diǎn),A項(xiàng)正確;醫(yī)學(xué)上用激光“焊接”剝落的視網(wǎng)膜,是利用激光的亮度高,強(qiáng)度大,能量集中的特點(diǎn),B項(xiàng)錯(cuò)誤;激光束很容易給堅(jiān)硬的材料打孔,是利用激光的亮度高,強(qiáng)度大,能量集中的特點(diǎn),C項(xiàng)錯(cuò)誤;激光能夠比較精確測(cè)量地球到月球的距離,是利用激光的平行度好,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.A　解析　在緩慢旋轉(zhuǎn)金屬線圈的過(guò)程中,由于兩層薄膜的厚度不變,故反射光形成的光程差也不會(huì)發(fā)生變化,故產(chǎn)生的干涉條紋仍保持原來(lái)的狀態(tài)不變,A項(xiàng)正確。
5.B　解析　題中三個(gè)圖均為衍射圖樣,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由前兩個(gè)圖樣比較可知,入射光的頻率相同,狹縫越窄,中央亮紋的寬度越寬,C項(xiàng)正確;紅光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光的波長(zhǎng),由第一個(gè)和第三個(gè)圖樣比較可知,狹縫寬度不變,入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),中央亮條紋的寬度越寬,D項(xiàng)正確。
6.BD　解析　由題意知條紋的形成屬于單縫衍射,所以這種裝置利用光的衍射現(xiàn)象,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;由單縫衍射可知,縫變窄,條紋寬度變寬,故如果屏上條紋變寬,表明細(xì)絲變細(xì)了,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。
7.A　解析　雙縫干涉中相鄰亮條紋間間距Δx=λ,要想使Δx減小,可減小雙縫到墻面的距離l、換用波長(zhǎng)λ更短的光或增大雙縫間距離d,綜上所述,A項(xiàng)正確。
8.B　解析　根據(jù)題圖乙可得相鄰亮條紋中心間距為Δx= μm=200 μm,由Δx=λ得λ=Δx=400 nm,B項(xiàng)正確。
9.B　解析　內(nèi)、外兩層間形成空氣劈尖,光線在空氣膜的上、下表面反射,并發(fā)生干涉,形成明暗相間的條紋,設(shè)空氣膜頂角為θ,兩相鄰亮條紋的間距為Δl,如圖所示,兩處光的路程差分別為δ1=2d1,δ2=2d2,由δ2-δ1=λ得d2-d1=,由幾何關(guān)系得tan θ=,即Δl=,當(dāng)用力按壓左下角時(shí),θ角減小,Δl增大,條紋變疏。又任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等,可知條紋向左下方移動(dòng),B項(xiàng)正確。
10.AD　解析　由折射定律和反射定律可得,乙光的折射角小,折射率大,所以乙光的頻率大,波長(zhǎng)小,A項(xiàng)正確;由折射率n=得,甲光在棱鏡中的傳播速度比乙光的大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;干涉條紋間距與波長(zhǎng)成正比,乙光的波長(zhǎng)小,故a是甲光的干涉圖樣,C項(xiàng)錯(cuò)誤;衍射圖樣中央亮條紋寬度與波長(zhǎng)成正比,故圖乙中c是甲光的衍射圖樣,D項(xiàng)正確。
11.B　解析　光在真空中傳播速度c大于在介質(zhì)中傳播速度v,深紫外線進(jìn)入液體后傳播速度變小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;設(shè)傳播距離為L(zhǎng),在真空中的時(shí)間t=,在液體中所需的時(shí)間t'=,t'>t,B項(xiàng)正確; 深紫外線進(jìn)入液體中頻率不變,根據(jù)E=hν可知光子能量不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;深紫外線進(jìn)入液體中頻率不變,傳播速度變小,波長(zhǎng)變短,更不容易發(fā)生明顯衍射,D項(xiàng)錯(cuò)誤。(共27張PPT)
微練48
光的干涉、衍射和偏振
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1.以下說(shuō)法正確的是(　　)
A.光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種縱波
B.不透光圓片后面的陰影中心出現(xiàn)一個(gè)亮斑屬于光的干涉現(xiàn)象
C.照相機(jī)鏡頭貼增透膜呈淡紫色屬于光的衍射現(xiàn)象
D.用點(diǎn)光源照射小圓孔，后面屏上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán)，這是圓孔衍射現(xiàn)象
梯級(jí)Ⅰ 基礎(chǔ)練
光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波，A項(xiàng)錯(cuò)誤；不透光圓片后面的陰影中心出現(xiàn)一個(gè)亮斑，這是光的衍射現(xiàn)象，B項(xiàng)錯(cuò)誤；貼有增透膜的照相機(jī)鏡頭看上去呈淡紫色，是因?yàn)樵鐾改?duì)淡紫色光的透射較少，有一部分反射的紫光，C項(xiàng)錯(cuò)誤；用點(diǎn)光源照射小圓孔，后面光屏上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán)，這是圓孔衍射，D項(xiàng)正確。
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2.(多選)(2024·江西卷)某同學(xué)用普通光源進(jìn)行雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測(cè)量頭等元件
B.透鏡的作用是使光更集中
C.單縫的作用是獲得線光源
D.雙縫間距越小，測(cè)量頭中觀察到的條紋數(shù)目越多
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進(jìn)行雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、測(cè)量頭等元件，A項(xiàng)錯(cuò)誤；透鏡的作用是使光更集中，B項(xiàng)正確；單縫的作用是獲得線光源，C項(xiàng)正確；根據(jù)條紋間距公式Δx=λ可知雙縫間距d越小，相鄰亮條紋的間距較大，測(cè)量頭中觀察到的條紋數(shù)目越少，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
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3.2023年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給“為研究物質(zhì)中的電子動(dòng)力學(xué)，而產(chǎn)生阿秒激光的實(shí)驗(yàn)方法”方面所做出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。下列激光的特性及其應(yīng)用，正確的是(　　)
A.實(shí)驗(yàn)室里用激光更容易完成雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和衍射實(shí)驗(yàn)，是利用激光純凈度高
B.醫(yī)學(xué)上用激光“焊接”剝落的視網(wǎng)膜，是利用激光的相干性
C.激光束很容易給堅(jiān)硬的材料打孔，是利用激光的平行度好
D.激光能夠比較精確測(cè)量地球到月球的距離，是利用激光的亮度高
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4.如圖甲為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，P是附有肥皂膜的豎直放置的金屬線圈，由于重力作用，形成上薄下厚的楔形(如圖乙所 示)，S是一點(diǎn)燃的酒精燈，往火焰上撒些鹽后，在肥皂膜上觀察到干涉現(xiàn)象，若實(shí)驗(yàn)中將金屬線圈在其所在的平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是(　　)
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B.當(dāng)金屬線圈旋轉(zhuǎn)30°時(shí)，干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30°
C.當(dāng)金屬線圈旋轉(zhuǎn)45°時(shí)，干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90°
D.當(dāng)金屬線圈旋轉(zhuǎn)60°時(shí)，干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30°
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在緩慢旋轉(zhuǎn)金屬線圈的過(guò)程中，由于兩層薄膜的厚度不變，故反射光形成的光程差也不會(huì)發(fā)生變化，故產(chǎn)生的干涉條紋仍保持原來(lái)的狀態(tài)不變，A項(xiàng)正確。
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5.如圖所示為紅光、藍(lán)光經(jīng)過(guò)狹縫裝置得到的三個(gè)圖樣，狹縫寬度為a，下列說(shuō)法不正確的是(　　)
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A.三個(gè)圖均為衍射圖樣
B.三個(gè)圖均為干涉圖樣
C.入射光的頻率相同，狹縫越窄，中央亮紋的寬度越寬
D.狹縫寬度不變，入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，中央亮條紋的寬度越寬
題中三個(gè)圖均為衍射圖樣，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由前兩個(gè)圖樣比較可知，入射光的頻率相同，狹縫越窄，中央亮紋的寬度越寬，C項(xiàng)正確；紅光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光的波長(zhǎng)，由第一個(gè)和第三個(gè)圖樣比較可知，狹縫寬度不變，入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，中央亮條紋的寬度越寬，D項(xiàng)正確。
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6.(多選)(2025·運(yùn)城模擬)在抽制很細(xì)的金屬絲的過(guò)程中，可以用激光隨時(shí)監(jiān)測(cè)抽絲的粗細(xì)情況。其裝置如圖甲所示，在抽絲機(jī)的細(xì)絲出口附近，用一束激光沿與細(xì)絲垂直的方向照射細(xì)絲，在細(xì)絲的另一側(cè)用光屏接收激光。工作人員通過(guò)觀察光屏上明暗相間亮斑的情況(如圖乙所示為沿激光傳播方向看到的光屏情況)，便可知道抽制出的細(xì)絲是否合格。對(duì)于這種監(jiān)控抽絲機(jī)的裝置，下列說(shuō)法正確的是 (　　)
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A.這是利用光的干涉現(xiàn)象
B.這是利用光的衍射現(xiàn)象
C.如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲粗了
D.如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲細(xì)了
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由題意知條紋的形成屬于單縫衍射，所以這種裝置利用光的衍射現(xiàn)象，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；由單縫衍射可知，縫變窄，條紋寬度變寬，故如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲變細(xì)了，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。
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7.(2024·黑吉遼卷)某同學(xué)自制雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖，用綠色激光照射雙縫，能夠在墻面上觀察到干涉條紋。下列說(shuō)法可以使相鄰兩條亮條紋中心間距變小的是(　　)
A.使用更粗的頭發(fā)絲
B.換用紅色激光照射雙縫頭發(fā)絲
C.增大紙板與墻面間距離
D.減小光源與紙板間距離
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雙縫干涉中相鄰亮條紋間間距Δx=λ，要想使Δx減小，可減小雙縫到墻面的距離l、換用波長(zhǎng)λ更短的光或增大雙縫間距離d，綜上所述，A項(xiàng)正確。
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8.用光傳感器能直觀地演示雙縫干涉，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，某次實(shí)驗(yàn)的雙縫間距d=0.6 mm，調(diào)整雙縫到光傳感器的距離L=0.3 m，在計(jì)算機(jī)中得到圖乙所示光強(qiáng)變化的圖樣，可以推斷該實(shí)驗(yàn)所用單色光波長(zhǎng)為(　　)

A.200 nm B.400 nm
C.600 nm D.800 nm
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根據(jù)題圖乙可得相鄰亮條紋中心間距為Δx= μm=200 μm，由Δx=λ得λ=Δx=400 nm，B項(xiàng)正確。
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9.某卡片由內(nèi)外兩層膠合而成，內(nèi)層為黑色塑料，外層為透明、硬質(zhì)塑料。由于兩層間左下角張開進(jìn)入空氣，在激光照射下仔細(xì)觀察會(huì)看到明暗相間的條紋(如圖甲所示)。已知任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定。現(xiàn)對(duì)卡片左下角施加壓力F，如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)
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梯級(jí)Ⅱ 能力練
A.條紋變疏，且向右上方移動(dòng)
B.條紋變疏，且向左下方移動(dòng)
C.條紋變密，且向左下方移動(dòng)
D.條紋變密，且向右上方移動(dòng)
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內(nèi)、外兩層間形成空氣劈尖，光線在空氣膜的上、下表面反射，并發(fā)生干涉，形成明暗相間的條紋，設(shè)空氣膜頂角為θ，兩相鄰亮條紋的間距為Δl，如圖所示，兩處光的路程差分別為δ1=2d1，δ2=2d2，由δ2-δ1=λ得d2-d1=，由幾何關(guān)系得tan θ=，即Δl=，當(dāng)用力按壓左下角時(shí)，θ角減小，Δl增大，條紋變疏。
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又任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等，可知條紋向左下方移動(dòng)，B項(xiàng)正確。
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10.(多選)如圖甲所示，等腰△ABC為一棱鏡的橫截面，AB=AC；一平行于BC邊的細(xì)光束從AB邊射入棱鏡，在BC邊經(jīng)過(guò)一次反射后從AC邊射出，出射光分成了不同顏色的甲、乙兩束光。圖乙是這兩束光分別通過(guò)相同的雙縫和單縫裝置后形成的圖樣，下列說(shuō)法正確的是 (　　)
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A.甲光的波長(zhǎng)比乙光的長(zhǎng)
B.甲光在棱鏡中的傳播速度比乙光的小
C.圖乙中a是乙光的干涉圖樣
D.圖乙中c是甲光的衍射圖樣
由折射定律和反射定律可得，乙光的折射角小，折射率大，所以乙光的頻率大，波長(zhǎng)小，A項(xiàng)正確；由折射率n=得，甲光在棱鏡中的傳播速度比乙光的大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；干涉條紋間距與波長(zhǎng)成正比，乙光的波長(zhǎng)小，故a是甲光的干涉圖樣，C項(xiàng)錯(cuò)誤；衍射圖樣中央亮條紋寬度與波長(zhǎng)成正比，故圖乙中c是甲光的衍射圖樣，D項(xiàng)正確。
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11.光刻機(jī)是制作芯片的核心裝置，主要功能是利用光線把掩膜版上的圖形印制到硅片上。如圖所示，DUV光刻機(jī)使用的是深紫外線，其波長(zhǎng)為193 nm。為提高投影精細(xì)圖的能力，在光刻膠和投影物鏡之間填充液體以提高分辨率，則與沒(méi)加入液體相比，下列說(shuō)法正確的是(　　)
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梯級(jí)Ⅲ 創(chuàng)新練
A.深紫外線進(jìn)入液體后傳播速度變大
B.傳播相等的距離，深紫外線在液體中所需的時(shí)間更長(zhǎng)
C.深紫外線光子的能量在液體中更大
D.深紫外線在液體中更容易發(fā)生衍射，能提高分辨率
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光在真空中傳播速度c大于在介質(zhì)中傳播速度v，深紫外線進(jìn)入液體后傳播速度變小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)傳播距離為L(zhǎng)，在真空中的時(shí)間t=，在液體中所需的時(shí)間t'=，t'>t，B項(xiàng)正確； 深紫外線進(jìn)入液體中頻率不變，根據(jù)E=hν可知光子能量不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；深紫外線進(jìn)入液體中頻率不變，傳播速度變小，波長(zhǎng)變短，更不容易發(fā)生明顯衍射，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
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