2024高中物理課下能力提升十八第十三章第56節(jié)光的衍射光的偏振含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE1光的衍射光的偏振[基礎(chǔ)練]一、選擇題1．[多選]下列說(shuō)法中正確的是()A．光振動(dòng)沿各個(gè)方向勻稱分布的光是自然光B．光振動(dòng)沿各個(gè)方向勻稱分布的光是偏振光C．光振動(dòng)沿特定方向的光才是偏振光D．光振動(dòng)沿特定方向的光才是自然光2．[多選]沙塵暴是由于土地的沙化引起的一種惡劣的氣象現(xiàn)象，發(fā)生沙塵暴時(shí)能見度只有幾十米，天空變黃發(fā)暗，這是由于在這種狀況下()A．只有波長(zhǎng)較短的一部分光才能到達(dá)地面B．只有波長(zhǎng)較長(zhǎng)的一部分光才能到達(dá)地面C．只有頻率較大的一部分光才能到達(dá)地面D．只有頻率較小的一部分光才能到達(dá)地面3．將兩個(gè)偏振片緊靠在一起，放在一盞燈的前面，眼睛通過(guò)偏振片看到的光很弱。假如將其中一個(gè)偏振片旋轉(zhuǎn)180°，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)視察到()A．燈光漸漸增加，然后漸漸減弱B．燈光強(qiáng)度保持不變C．燈光漸漸增加，沒(méi)有減弱現(xiàn)象D．燈光漸漸增加，再減弱，然后增加到最亮4．[多選]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)果折射角相同，下列說(shuō)法正確的是()A．b光在該介質(zhì)中的折射率比a光大B．若用b光做單縫衍射試驗(yàn)，要比用a光做中心亮條紋更寬C．用b光更易觀測(cè)到泊松亮斑D．做雙縫干涉試驗(yàn)時(shí)，用a光比用b光兩相鄰亮條紋中心的距離更大二、非選擇題5．如圖所示，楊氏雙縫試驗(yàn)中，下述狀況能否看到干涉條紋？說(shuō)明理由。(1)在單色自然光源S后加一偏振片P；(2)在(1)狀況下，再加P1、P2，P1與P2透振方向垂直。[提能練]一、選擇題1．在光的單縫衍射試驗(yàn)中可視察到清楚的明暗相間的圖樣，下列四幅圖片中屬于光的單縫衍射圖樣的是()A．a(chǎn)、cB．b、cC．c、dD．b、d2．[多選]如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過(guò)偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則()A．圖中a光為偏振光B．圖中b光為偏振光C．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過(guò)180°后，在P處將看到光亮D．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過(guò)90°后，在P處將看到光亮3．抽制細(xì)絲時(shí)可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖所示，激光束越過(guò)細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過(guò)遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同，則下列說(shuō)法正確的是()①這是利用光的干涉現(xiàn)象②這是利用光的衍射現(xiàn)象③假如屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗了④假如屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細(xì)了A．①③B．②④C．①④D．②③4．[多選]如圖所示，一玻璃柱體的橫截面為半圓形，讓太陽(yáng)光或白熾燈光通過(guò)狹縫S形成細(xì)光束從空氣射向柱體的O點(diǎn)(半圓的圓心)，產(chǎn)生反射光束1和透射光束2?，F(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過(guò)O點(diǎn)垂直于紙面的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，使反射光束1和透射光束2恰好垂直。在入射光線的方向上加偏振片P，偏振片與入射光線垂直，其透振方向在紙面內(nèi)，這時(shí)看到的現(xiàn)象是()A．反射光束1消逝B．透射光束2消逝C．反射光束1和透射光束2都消逝D．偏振片P以入射光線為軸旋轉(zhuǎn)90°角，透射光束2消逝二、非選擇題5．使太陽(yáng)光垂直照耀一塊遮光板，板上有可以自由收縮的正方形孔，孔的后面放置一個(gè)光屏，在正方形孔漸漸變小直至閉合的過(guò)程中，光屏上依次可以看到幾種不同的現(xiàn)象，試把下列現(xiàn)象依次排列：____________。A．圓形光斑B．明暗相間的彩色條紋C．變暗消逝D．正方形光斑E．正方形光斑由大變小6．用一單色光源垂直照耀帶有圓孔的不透亮光屏，下列幾種狀況中，在小孔后面的光屏上各看到什么現(xiàn)象？(1)小孔的直徑為1cm；(2)小孔的直徑為1mm；(3)小孔的直徑為0.5μm。答案[基礎(chǔ)練]1．解析：選AC依據(jù)自然光、偏振光的概念易推斷出選項(xiàng)A、C正確。2．解析：選BD依據(jù)光能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件知，發(fā)生沙塵暴時(shí)，只有波長(zhǎng)較長(zhǎng)的一部分光線能繞過(guò)沙塵顆粒發(fā)生衍射到達(dá)地面；由λ＝eq\f(c,f)知，到達(dá)地面的光是頻率較小的部分，故B、D正確。3．解析：選A眼睛通過(guò)兩偏振片看到的光很弱，是因?yàn)閮善衿耐刚穹较虼怪?，在旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片的過(guò)程中，透振方向漸漸一樣，光漸漸增加，當(dāng)兩個(gè)偏振片的透振方向一樣時(shí)，光線最強(qiáng)，接著旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)，透振方向又漸漸偏離，光線漸漸減弱，所以選項(xiàng)A確。4．解析：選BC設(shè)折射角為θ1，入射角為θ2，題設(shè)條件知，θ1a＝θ1b，θ2a<θ2b，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，知na>nb，A錯(cuò)誤；因?yàn)閚a>nb，所以λa<λb，又Δx＝eq\f(l,d)λ，故Δxa<Δxb，B正確，D錯(cuò)誤；而波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯，C正確。5．解析：(1)到達(dá)S1、S2的光是從同一特定方向的偏振光分解出來(lái)的，它們滿意相干條件，故能看到干涉條紋。(2)由于從P1、P2射出的光透振方向相互垂直，不滿意干涉條件，若P1和P2中有一個(gè)與P的透振方向垂直，則在光屏上沒(méi)有其中之一的光波，兩振動(dòng)方向相互垂直的光不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故不能看到與雙縫平行的干涉條紋。答案：見解析[提能練]1．解析：選D單縫衍射條紋的特點(diǎn)是中心亮條紋最寬、最亮，雙縫干涉條紋是等間距的條紋，所以a是干涉條紋，b、d是單縫衍射條紋，c是水波的衍射圖樣。2．解析：選BD從電燈干脆發(fā)出的光為自然光，A錯(cuò)誤；它通過(guò)A偏振片后，即變?yōu)槠窆?，B正確；設(shè)通過(guò)A的光沿豎直方向振動(dòng)，則B偏振片只能通過(guò)沿豎直方向振動(dòng)的偏振光，若P處無(wú)光亮，將B轉(zhuǎn)過(guò)180°后，P處仍無(wú)光亮，C錯(cuò)誤；若將B轉(zhuǎn)過(guò)90°，則該偏振片將變?yōu)槟芡ㄟ^(guò)豎直方向上振動(dòng)的光的偏振片，則偏振光能通過(guò)B，即在P處有光亮，D正確。3．解析：選B上述現(xiàn)象符合光的衍射產(chǎn)生的條件，故②正確；由衍射產(chǎn)生的條件可知：絲越細(xì)衍射現(xiàn)象越明顯，故④也正確，B正確。4．解析：選AD自然光射到界面上，當(dāng)反射光與折射光垂直時(shí)，反射光和折射光的偏振方向相互垂直，且反射光的偏振方向與紙面垂直，折射光的偏振方向與紙面平行，因此當(dāng)在入射光線方向垂直放上透振方向在紙面內(nèi)的偏振片P時(shí)，因反射光垂直于紙面，則反射光束1消逝，A正確，B、C錯(cuò)誤；偏振片P轉(zhuǎn)動(dòng)90°，平行于紙面內(nèi)的光消逝，則透射光束2消逝，D正確。5．解析：由于光的波長(zhǎng)很短，因此當(dāng)孔很大時(shí)，不會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，此時(shí)間可看做是近似沿直線傳播，在屏上得到孔的影；當(dāng)孔接著減小時(shí)，雖不能使光發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，但可以在屏上得到太陽(yáng)的像，即小孔成像；孔再接著減小時(shí)，光起先發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，出現(xiàn)明暗相間的彩色條紋；孔進(jìn)一步減小直到閉合時(shí)，由于穿過(guò)光的能量減小而使光線變暗直至消逝。答案：DEABC6．解析：(1)當(dāng)圓孔的直徑為1cm時(shí)，在光