資源簡介

第四章　光
5　光的衍射
基礎過關練
題組一　光的衍射現象
1.(經典題)如圖所示是單色光通過游標卡尺兩測量爪間的狹縫后在光屏上呈現的三種圖像。當游標卡尺兩測量爪間的狹縫寬度從0.8 mm逐漸變小時,光屏上的圖像的順序是 (　　)
A.abc　　　　B.cba　　　　C.bac　　　　D.cab
2.某小組用激光束照射不同直徑的圓孔和不透明圓板后,拍攝了許多屏上的圖樣,圖甲和圖乙是小組拍攝的圖樣中的兩張,下列說法正確的是 (　　)
A.圖甲為著名的“泊松亮斑”
B.圖甲和圖乙都是光線照射到圓孔后的衍射圖樣,圖甲中孔的直徑較小
C.圖甲和圖乙都是光線照射到圓板后的衍射圖樣,圖乙中板的直徑較小
D.圖甲是光線照射到圓孔后的衍射圖樣,圖乙是光線照射到圓板后的衍射圖樣
題組二　光的衍射現象在實際中的應用
3.如圖甲所示,在抽絲機的細絲出口附近,用一束激光沿與細絲垂直的方向照射細絲,在細絲的另一側用光屏接收激光。通過觀察光屏上明暗相間亮斑的情況(如圖乙所示),便可知道抽制出的細絲粗細是否合格。對于這種裝置,下列說法中正確的是 (　　)
　
A.這是利用光的直線傳播規律
B.這是利用光的干涉現象
C.如果屏上條紋變寬,表明細絲細了
D.以上說法都不對
題組三　光的衍射和干涉的比較
4.如圖1所示,等腰△ABC為一棱鏡的橫截面,AB=AC;一平行于BC邊的細光束從AB邊射入棱鏡,在BC邊經過一次反射后從AC邊射出,出射光分成了不同顏色的甲、乙兩束光。圖2是這兩束光分別通過相同的雙縫和單縫裝置后形成的圖樣,下列說法正確的是 (　　)
A.甲光的波長比乙光的短
B.甲光在棱鏡中的傳播速度比乙光的小
C.圖2中a是乙光的干涉圖樣
D.圖2中c是甲光的衍射圖樣
5.如圖甲所示,水下有一點光源S,同時發出a、b兩種不同顏色的光,在水面上形成了一個被照亮的圓形區域,俯視圖如圖乙所示,環狀區域只有b光,中間小圓為復合光,以下說法中正確的是 (　　)
　　
A.在水中a光傳播速度大于b光傳播速度
B.a光的頻率小于b光的頻率
C.用同一裝置做雙縫干涉實驗,a光條紋間距更小
D.若某單縫能使b光發生明顯衍射現象,則a光也一定能發生明顯衍射現象
答案與分層梯度式解析
第四章　光
5　光的衍射
基礎過關練
1.A　游標卡尺兩測量爪間的狹縫越小,衍射現象越明顯,選項A正確。
2.D　單色光照射圓孔形成的衍射圖樣是中央為大亮斑,周圍為明暗相間的圓環,單色光照射不透明圓板形成的衍射圖樣是正對圓板的位置有大陰影,陰影中心處有個亮斑,即“泊松亮斑”,因此甲圖為光線照射到圓孔后的衍射圖樣,乙圖為光線照射到圓板后的衍射圖樣,且乙圖為“泊松亮斑”,選項D正確,A、B、C錯誤。
3.C　由題意知條紋的形成屬于光的衍射現象,選項A、B錯誤;由光的衍射現象規律可知,如果屏上條紋變寬,表明細絲變細了,選項C正確,D錯誤。
4.D　由題圖1可知,乙光的折射角小,則折射率大,所以乙光的頻率大,波長小,選項A錯誤;由折射率n=得,甲光在棱鏡中的傳播速度比乙光的大,選項B錯誤;雙縫干涉條紋間距與波長成正比,乙光的波長小,故題圖2中a是甲光的干涉圖樣,選項C錯誤;波長越長,衍射圖樣中央亮條紋越寬,故題圖2中c是甲光的衍射圖樣,選項D正確。
方法技巧　區分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法
(1)根據條紋的寬度區分:雙縫干涉圖樣的條紋是等寬的,相鄰亮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,兩側的條紋變窄。
(2)根據亮條紋的亮度區分:雙縫干涉條紋從中央亮條紋往兩側亮度變化很小;而單縫衍射條紋中央亮條紋最亮,兩側的亮條紋逐漸變暗。
5.C　如圖所示,在被照亮的圓形區域邊緣光線恰好發生了全反射,入射角等于臨界角,(破題關鍵)由于a光照射的面積較小,則知a光的臨界角較小,根據sin C=,知a光的折射率較大,由v=,知a光在水中的傳播速度比b光的小,a光的頻率高于b光的頻率,選項A、B錯誤;雙縫干涉條紋間距公式為Δx=λ,a光波長更短,條紋間距更小,選項C正確;單縫的尺寸小于光波的波長或與波長差不多,則能發生明顯的衍射,由于a的波長小于b的波長,所以若某單縫能使b光發生明顯衍射現象,則a光不一定能發生明顯衍射現象,選項D錯誤。
7(共8張PPT)
必備知識 清單破
5 光的衍射
知識點 1
光的衍射
1.用單色平行光照射狹縫,當縫調到很窄時,可以發現,光繞過了縫的邊緣,傳播到了相當寬的
地方,這就是光的衍射現象。
2.光的衍射現象表明,我們平時說的“光沿直線傳播”只是一種特殊情況。光在沒有障礙物
的均勻介質中是沿直線傳播的,在障礙物或狹縫的尺寸很大時,衍射現象不明顯,也可以認為
光是沿直線傳播的。但是,在障礙物或狹縫的尺寸足夠小的時候,衍射現象十分明顯,這時就
不能說光沿直線傳播了。
　　單縫衍射的條紋比較寬,而且距離中央亮條紋較遠的條紋,亮度也很低,因此單縫衍射不
能達到實用要求。實驗表明,如果增加狹縫的個數,衍射條紋的寬度將變窄,亮度將增加。光
學儀器中用的衍射光柵就是據此制成的。
知識點 2
衍射光柵
知識辨析
1.光的衍射與光沿直線傳播矛盾嗎
2.陽光下茂密的樹林中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的嗎
3.白光通過盛水的玻璃杯,在適當的角度,可看到彩色光,這是光的衍射現象嗎
一語破的
1.不矛盾。光沿直線傳播是障礙物或狹縫的尺寸很大時的一種特例。
2.不是。這屬于小孔成像,是由光沿直線傳播形成的。
3.不是。這是光的折射現象。
1.光產生明顯衍射現象的條件
縫、孔的寬度或障礙物的尺寸足夠小。
2.光是一種波
(1)光的衍射現象表明光是一種波。
衍射是波特有的現象,光能夠離開直線路徑繞到縫、孔或障礙物的陰影里,即光能發生衍射,
表明光是一種波。
(2)可見光的波長在400 nm到760 nm范圍內,由發生明顯衍射現象的條件可知,可見光的衍射
現象不易觀察。
關鍵能力 定點破
定點
對光的衍射的理解與區分
3.衍射條紋產生的實質
衍射條紋實質上是光波發生干涉的結果,即相干波疊加的結果。當光源發出的光照射到縫、
孔或障礙物時,縫、孔處或障礙物的邊緣處可看成許多點光源,這些點光源是相干光源,發出
的光發生干涉,形成明暗相間的條紋。
4.幾種衍射現象的圖樣特征
(1)單縫衍射圖樣
①中央條紋亮而寬。
②兩側亮條紋具有對稱性,亮條紋寬度逐漸變窄,亮度逐漸降低。
③波長一定時,單縫窄的中央亮條紋寬,各條紋間距大;單縫不變時,波長長的中央亮條紋寬,各
條紋間距大。
④白光的單縫衍射條紋,中央為白色亮條紋,兩側為彩色條紋,且靠近白色亮條紋的一側為紫
色,另一側呈紅色。

(2)圓孔衍射圖樣

(3)圓盤衍射圖樣
注意 圓盤衍射圖樣與圓孔衍射圖樣比較
a.均有明暗相間的圓環,中心均有亮斑。
b.圓孔衍射圖樣的中心亮斑較大,而泊松亮斑較小。

展開更多......

收起↑