高中物理沪科版选修3-4同步练习 第四章 光的波动性 4.1光的干涉 Word版含解析

本章测评(时间90分钟满分100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。

全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1在城市交通中，用红灯表示禁止通行，其原理是()A．红光容易产生干涉B．红光照射的距离大C．红光容易引起人们的视觉反应D．红光容易产生衍射2光从某介质射入空气，入射角i从零开始增大到某一值的过程中，折射角r也随之增大，则下列说法中正确的是()A．比值ir不变B．比值sinisinr不变C．比值sinisinr是一个大于1的常数D．比值sinisinr是一个小于1的常数3光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是…() A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象4已知介质对某单色光的临界角为C，则()A．该介质对单色光的折射率等于1sinCB．此单色光在该介质中的传播速度等于csinC(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sinC倍D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的1sinC倍5关于光的性质，下列说法正确的是()A．光在介质中的速度大于光在真空中的速度B．双缝干涉说明光具有波动性C．光在同种均匀介质中沿直线传播D．光的偏振现象说明光是纵波6如图所示，一束自然光通过起偏器照射到光屏上，则图中光屏上发亮的有(起偏器上用箭头表示其透射方向)()7光线从折射率为2的介质中射向空气，如果入射角为60°，则下图中的光路可能的是()8根据下图中的漫画，判断下列说法中正确的是()A．人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B．人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C．鱼看到的是人的实像，位置偏低些D．鱼看到的是人的虚像，位置偏高些9许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，错误的是() A．光导纤维利用的是光的全反射现象B．X光透视利用的是光的衍射现象C．分光镜利用的是光的色散现象D．红外遥感技术利用一切物体都不停地辐射红外线的现象10一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形(AC边未画出)，AB为直角边，∠ABC＝45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点。

4.1光的干涉同步测控1.由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象．这是因为()A．两个光源发出光的频率不同B．两个光源发出光的强度不同C．两个光源的光速不同D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源解析：选D.两光源发出的光虽都是白光，但频率不确定没法比较，选项A错误．光的强度对光是否发生干涉没有影响，所以B错误．光速在真空中是确定的，但它对光的干涉也没影响，选项C错误．题中的两个光源是两个独立光源，二者产生的不是相干光，选项D正确．2.如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光解析：选C.在双缝干涉实验中，相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离Δx＝Ldλ，要想增大条纹间距可以减小两缝间距d，或者增大双缝屏到光屏的距离L，或者换用波长更长的光做实验．由此可知，选项C正确，选项A、B、D错误．3.如图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，所用的单色光是用普通光加滤光片产生的．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的下表面解析：选C.薄膜干涉是透明介质形成厚度与光波波长相近的膜的两个面的反射光叠加而成的．垫上薄片，a的下表面和b的上表面之间的空气膜发生干涉．4.如图所示的杨氏双缝干涉图中，小孔S1、S2发出的光在像屏某处叠加时，如果光程差为__________时就加强，形成明条纹．如果光波波长是400 nm，屏上P点与S1、S2距离差为1800 nm，那么P处将是______条纹．解析：由光的干涉条件知光程差为波长的整数倍时就加强，形成明条纹．Δx＝1800 400λ＝92λ，将形成暗条纹．答案：波长的整数倍暗课时作业一、选择题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解析：选D.两束光的频率不同，不能满足干涉产生的条件，即频率相同的要求，所以看不到干涉图样．2.在杨氏双缝干涉实验装置中，双缝的作用是()A．遮住过于强烈的灯光B．形成两个振动情况相同的光源C．使白光变成单色光D．使光发生折射解析：选B.本题考查光的双缝干涉实验装置，双缝的作用是获得相干光源，故正确选项为B.3.以下两个光源可作为相干光源的是()A．两个相同亮度的烛焰B．两个相同规格的灯泡C．双丝灯泡D．出自一个光源的两束光解析：选D.相干光源必须满足频率相同、振动方向相同、相位差恒定，只有D选项符合条件．4.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解析：选D.当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现明条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹．这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现．当薄膜厚度均匀时，不会出现干涉条纹，但也发生干涉现象，如果是单色光照射，若满足振动加强的条件，整个薄膜前方都是亮的，否则整个薄膜的前方都是暗的．如果是复色光照射，某些颜色的光因干涉而减弱，另一些颜色的光因干涉而加强，减弱的光透过薄膜，加强的光被反射回来，这时会看到薄膜的颜色呈某种单色光的颜色，但不形成干涉条纹．5.如图所示为双缝干涉实验的图样示意图．图甲为用绿光进行实验时屏上观察到的条纹情况，a 为中央亮条纹；图乙为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况，a ′为中央亮条纹，则以下说法正确的是( )A ．图乙可能是红光实验产生的条纹．表明红光波长较长B ．图乙可能是紫光实验产生的条纹．表明紫光波长较长C ．图乙可能是紫光实验产生的条纹．表明紫光波长较短D ．图乙可能是红光实验产生的条纹．表明红光波长较短解析：选A.双缝干涉现象中将在光屏上产生明、暗相间的干涉条纹，条纹间距与光波长成正比，由题图可以看出图乙比图甲的条纹间距大，说明产生乙的光波长大．应选A.6.杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n 为自然数，λ为光波波长)( )A ．在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B ．在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹C ．在距双缝的路程差为n ·λ2的点形成亮条纹D ．在距双缝的路程差为⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12λ的点形成暗条纹 解析：选BD.双缝干涉中，亮条纹的位置是离双缝的距离差为波长整数倍的点，即nλ，离双缝的距离相等的点也是亮条纹，所以A 不正确，B 正确；暗条纹的位置是离双缝的距离差为半波长奇数倍的点，C 错D 正确．7.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A ．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B ．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C ．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持原来状态不变解析：选D.金属丝圈在竖直平面内缓慢旋转时，楔形薄膜形状和各处厚度几乎不变．因此，形成的干涉条纹保持原状态不变，D正确，A、B、C错误．8.在双缝干涉实验中以白光为光源，在屏幕上观察到彩色干涉条纹，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)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，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．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上无任何光亮解析：选C.两列光波发生干涉的条件之一是频率相等，利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形成干涉条纹，但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，但仍有红光和绿光通过双缝把屏照亮．9.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示．将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两块纸片，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如图乙所示．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．现若在图甲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．消失解析：选A.抽去一张纸片后，劈形空气薄膜的劈势减缓，相同水平距离上，劈形厚度变化减小，以至于干涉时光程差减小，条纹变宽，数量减少(变疏)，故选项A正确．10.市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为()A.18λ B.14λC.12λD．λ解析：选B.在灯泡后面放置的反光镜表面上镀了一层薄膜，应使膜的厚度满足产生相消干涉的条件，即红外线从前表面和后表面的光产生干涉中的暗条纹，从而使热效应大大降低，光程差应满足半波长的奇数倍，膜的厚度最小为14λ，B正确．二、非选择题11.如图所示是双缝干涉实验装置，屏上O点到双缝S1、S2的距离相等．当用波长为0.75 μm的单色光照射时，P是位于O上方的第二条亮纹位置，若换用波长为0.6 μm的单色光做实验，P处是亮纹还是暗纹？在OP之间共有几条暗纹？解析：当用波长为λ1＝0.75 μm单色光照射时，P为O上方第二条亮纹，所以P 到双缝S1、S2的距离差Δr＝2λ1＝2×0.75 μm＝1.5 μm.改用λ2＝0.6 μm单色光时，路程差Δr＝52λ2，所以P为暗纹．从O到P路程差由零逐渐增大，必有路程差为λ22和3λ22的两点，即OP之间还有两条暗纹．答案：暗纹两条12.一般认为激光器发出的是频率为ν的“单色光”，实验上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δν(也称频率宽度)，如图所示．让单色光照射到薄膜表面a，一部分光从前表面反射回来，这部分光称为甲光，其余的光进入薄膜内部，其中一小部分光从薄膜后表面b反射回来，再从前表面折射出，这部分光称为乙光．当甲、乙两部分光相遇后叠加而发生干涉，成为薄膜干涉．乙光与甲光相比，要在薄膜中多传播一小段时间Δt.理论和实践都证明，能观察到明显稳定的干涉现象的条件是：Δt的最大值Δt m与Δν的乘积近似等于1，即只有满足：Δt m·Δν≈1，才会观察到明显稳定的干涉现象．已知红宝石激光器发出的激光频率为ν＝4.32×1014 Hz，它的频率宽度为Δν＝8.0×109 Hz，让这束激光由空气斜射到折射率为n＝ 2 的薄膜表面，入射时与薄膜表面成45°，如图所示．(1)求从O点射入薄膜的光的传播速度；(2)估算在题图所示的情况下，能观察到明显稳定干涉现象的薄膜的最大厚度．解析：(1)光在薄膜中的传播速度v＝cn≈2.12×108 m/s.(2)设从O 点射入薄膜中的光线的折射角为r ，根据折射定律有n ＝sin45°sin r ，所以折射角为r ＝arcsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin45°n ＝arcsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12＝30°.乙光在薄膜中经过的路程s ＝2d cos r ，乙光通过薄膜所用时间Δt ＝s v ＝2dv cos r .当Δt 取最大值Δt m 时，对应的薄膜厚度最大．又因为Δt m ·Δν≈1，所以2d m v cos r ≈1Δν解出d m ≈v cos r2v ≈1.15×10－2 m.答案：(1)2.12×108 m/s (2)1.15×10－2 m。

章末过关检测（四）（时间：60分钟，满分：100分）一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得6分，选错或不答的得0分）1.在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图所示，对实验中的一些具体问题，下列意见正确的是（）A.为了减少作图误差，P3和P4的距离应适当取大些B.为减少测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应取大些C.若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像D.若P1、P2连线与法线NN′夹角较大时，有可能在bb′面发生全反射，所以在bb′一侧就看不到P1、P2的像解析：选A.P3和P4的距离应适当取大些，是为了画直线OB时更接近原光线，能减少误差，选项A正确.在玻璃中的光线OO′的入射角达不到临界角，不会发生全反射.2.太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，这些现象分别属于（）A.光的干涉、色散和衍射现象B.光的干涉、衍射和色散现象C.光的衍射、色散和干涉现象D.光的衍射、干涉和色散现象解析：选A.在太阳光照射下肥皂膜呈现彩色，是薄膜干涉现象；瀑布溅起的小水滴相当于棱镜，在阳光下呈现的彩虹是光的色散现象；通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹是光的衍射现象.3.虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可利用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示.M、N、P、Q点的颜色分别为（）A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红解析：选A.七色光中红光的折射率最小，紫光的折射率最大，故经玻璃球折射后红光的折射角较大，由玻璃球出来后将形成光带，而两端分别是红光和紫光，根据光路图可知M、Q点为紫光，N、P点为红光，故选A.4.在研究材料A 的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法.A 的上表面是一光滑平面，在A 的上方放一个透明的平行板B ，B 与A 的上表面平行，在它们之间形成一个厚度均匀的空气膜.现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A 缓慢加热，在B 上方观察到B 板的亮度发生周期性的变化.当温度为t 1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t 2时，亮度再一次回到最亮.则（ ）A.出现最亮时，B 上表面反射光与A 上表面反射光叠加后加强B.出现最亮时，B 下表面反射光与A 上表面反射光叠加后相抵消C.温度从t 1升至t 2的过程中，A 的高度增加λ4D.温度从t 1升至t 2的过程中，A 的高度增加λ2解析：选D.A 和B 之间形成一个厚度均匀的空气膜，则光在空气膜的前表面即B 的下表面和后表面即A 的上表面产生干涉，形成干涉条纹.当温度为t 1时最亮，说明形成亮条纹，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t 2时，亮度再一次回到最亮，又一次形成亮条纹，由干涉的原理知，温度为t 1和t 2时，路程差均为波长的整数倍，由于材料A 具有热膨胀特性，所以温度为t 2时比t 1时高度增加，使路程差减小一个波长，则A 的高度增加λ2，故选项D 正确.5.如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a 、b ，波长分别为λa 、λb ，该玻璃对单色光a 、b 的折射率分别为n a 、n b ，则（ ）A.λa <λb ，n a >n bB.λa >λb ，n a <n bC.λa <λb ，n a <n bD.λa >λb ，n a >n b解析：选B.一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏折较小，而折射率小的光波长较长.所以λa >λb ，n a <n b .故选项B 正确.6.如图是一个14圆柱体棱镜的截面图，图中E 、F 、G 、H 将半径OM 分成5等份，虚线EE 1、FF 1、GG 1、HH 1平行于半径ON ，ON 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n ＝53，若平行光束垂直入射并覆盖OM ，则光线（ ）A.不能从圆弧NF 1︵射出B.只能从圆弧NG 1︵射出C.能从圆弧G 1H 1︵射出D.能从圆弧H 1M ︵射出解析：选B.由折射率n ＝53知该棱镜的全反射临界角为C ＝37°（sin C ＝35），从G 点入射的光线垂直进入棱镜后，在G 1点恰好发生全反射，则G 1M ︵圆弧上所有入射的光线均发生全反射，不会从棱镜中射出，只有NG 1︵圆弧上入射的光线折射后射出棱镜.所以只有B 正确，A 、C 、D 错误.二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）7.许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，正确的是（ ）A.光导纤维利用的是光的全反射现象B.X 光透视利用的是光的衍射现象C.分光镜利用的是光的色散现象D.红外遥感技术利用的是一切物体都不停地辐射红外线的现象解析：选ACD.光导纤维是利用了光的全反射；X 光的透视是利用了X 光的强穿透能力；分光镜利用了光的色散；红外遥感技术是利用了一切物体不停地向外辐射红外线的现象.故A 、C 、D 正确.8.光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务.目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络.下列说法正确的是（ ）A.光纤通信利用光作为载体来传递信息B.光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝解析：选AD.光导纤维传递光信号是利用光的全反射原理，故B 、C 选项错误.9.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 解析：选AD.由折射定律n ＝sin i sin r ，知n 1>n 2，λ1<λ2，由v ＝c n知v 1<v 2，故选项A 正确，选项B 错误.设玻璃板的厚度为h ，光在玻璃板中的传播时间t ＝h cos r ·v ＝nh cos r ·c ＝nh c 1－sin 2r ＝hn c 1－sin 2i n 2＝n 2h c n 2－sin 2i，n 越大，t 越大，即t 1>t 2，故选项C 错误.由sin C ＝1n 知，C 1<C 2，故选项D 正确.10.关于自然光和偏振光，以下说法正确的是（ ）A.自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同B.偏振光是在垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光C.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过另一个偏振片后又还原为自然光D.太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光解析：选BD.本题可由自然光和偏振光的定义解决.光源发出的光，沿着各个方向振动的光的强度都相同，叫做自然光.振动方向一定的光叫做偏振光.三、非选择题（本题共3小题，共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11.（10分）某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图（a ）所示，激光器发出一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片上出现一排等距的亮点，图（b ）中的黑点代表亮点的中心位置.（1）这个现象说明激光具有 性.（2）通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长，据资料介绍：如果双缝的缝间距离为a ，双缝到感光片的距离为L ，感光片上相邻两光点间的距离为b ，则光的波长λ＝ab L.该同学测得L ＝1.000 0 m ，缝间距a ＝0.22 mm ，用带十分度的游标卡尺测感光片的点间距离时，尺与点的中心位置如图（b ）所示.图（b ）中第1个到第4个光点的距离是 mm.实验中激光的波长λ＝ m.（保留两位有效数字）（3）如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两光点间的距离将 .解析：（1）激光的感光照片出现等间距的亮点，说明激光具有波动性.（2）由题图（b ）知游标卡尺的读数为8.5 mm ，根据公式λ＝ab L 知λ＝0.22×10－3×13×8.5×10－31.000 0m ≈6.2×10－7 m. （3）由λ＝ab L 知b ＝Lλa，当红激光换成蓝激光时λ变小，故b 变小. 答案：（1）波动 （2）8.5 6.2×10－7 （3）变小12.（14分）如图所示，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和S 2距离之差为2.1×10－6 m ，现分别用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4×10－7 m ；（2）已知B 光在某种介质中波长为3.15×10－7 m ，当B 光从这种介质射向空气时，临界角为37°.解析：已知P 点与S 1和S 2的距离之差，由出现亮暗条纹的条件可判断是亮条纹或暗条纹.（1）设A 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n ＝λ1λ2，得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7 m ＝6×10－7 m.根据路程差δ＝2.1×10－6 m ，所以N 1＝δλ1＝2.1×10－66×10－7＝3.5. 由此可知，从S 1和S 2到P 点的路程差δ是波长λ1的3.5倍，所以P 点为暗条纹.（2）根据临界角与折射率的关系sin C ＝1n， 得n ＝1sin 37°＝53. 由此可知，B 光在空气中波长λ2′为：λ2′＝nλ介＝53×3.15×10－7 m ＝5.25×10－7 m.则路程差δ和波长λ2′的关系：N 2＝δλ2′＝2.1×10－65.25×10－7＝4.可见，用B 光做光源，P 点为亮条纹.答案：（1）暗条纹 （2）亮条纹13.（16分）如图所示，玻璃棱镜ABCD 可以看成是由ADE 、ABE 、BCD 三个直角三棱镜组成，一束频率为5.3×1014 Hz 的单色细光束从AD 面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab 所示，ab 与AD 面的夹角α＝60°.已知光在真空中的速度c ＝3×108 m/s ，玻璃的折射率n ＝1.5，求：（1）这束入射光线的入射角多大？（2）光在棱镜中的波长是多大？（结果保留三位有效数字）（3）该束光线第一次从CD 面出射时的折射角.（结果可用反三角函数表示）解析：（1）设光在AD 面的入射角、折射角分别为i 、r ，则由几何知识得：r ＝30°，据n ＝sin i sin r得： sin i ＝n sin r ＝1.5sin 30°＝0.75则i ＝arcsin 0.75.（2）根据n ＝c v 得：v ＝c n ＝3×1081.5m/s ＝2×108 m/s 根据v ＝λf ，得：λ＝v f ＝2×1085.3×1014 m ≈3.77×10－7 m. （3）光路如图所示，由几何知识得ab 光线在AB 面的入射角为45°.设玻璃的临界角为C ，因为sin C ＝1n ＝11.5≈0.67 因为sin 45°＞0.67，所以C ＜45°.因此光线ab 在AB 面会发生全反射.光线在CD面的入射角r′＝r＝30°，根据n＝sin i′sin r′，得光线在CD面的出射光线与法线的夹角i′＝i＝arcsin 0.75.答案：（1）arcsin 0.75（2）3.77×10－7 m（3）arcsin 0.75。

高中物理4.1光的干涉自我小测沪科版选修3-4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理4.1光的干涉自我小测沪科版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为高中物理4.1光的干涉自我小测沪科版选修3-4的全部内容。

光的干涉1如图所示,在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2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，且中央亮纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移2某同学自己动手利用如图所示器材，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S1和S2距离不等D．太阳光不能作光源3如图所示,一束白光从左侧射入肥皂薄膜,下列说法正确的是（)A．人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B．人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C．彩色条纹水平排列D．彩色条纹竖直排列4由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象。

这是因为( ）A．两个光源发出光的频率不同B．两个光源发出光的强度不同C．两个光源的光速不同D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源5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6关于光的干涉，下列说法中正确的是（）A．在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．在双缝干涉现象里，入射光波长变短，相邻两个明条纹间距将变宽C．只有频率相同的两列光波才能产生干涉D．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定7如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第三条暗条纹，已知光速为c,则P点到双缝的距离之差(r2－r1)应为( ）A。

物理沪科版选修3—4第4章光的波动性单元检测（时间：45分钟满分：100分）一、选择题（每小题6分，共48分，每题至少有一个选项符合题意，多选、错选者不得分，选对但是选不全者得3分）1．关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法正确的是（）。

A．屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹D．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上无亮光2．一束复色光以入射角i从玻璃界面MN射向空气时分成a、b、c三束光，如图所示，则（）。

A．在玻璃中a光速度最大B．用同一装置做光的双缝干涉实验时，c光相邻的干涉条纹间距最大C．发生全反射时b光的临界角比a光大D．若逐渐增大入射角i，c光将首先返回玻璃中3．将波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为（）。

A．λ/4n B．λ/2n C．λ/4 D．λ/24．甲乙两种单色光均垂直射到一条直光纤的竖直端面上，甲光穿过光纤的时间比乙光的时间短，则（）。

A．光纤对甲光的折射率较大B．甲光的频率比乙光大C．用它们分别做为同一双缝干涉装置的光源时，甲光相邻的干涉条纹间距较大D．甲光比乙光更容易发生全反射5．一束白光从顶角为θ的三棱镜的一侧，以较大的入射角θ1射入棱镜，经棱镜折射在光屏P上可得到彩色光带，如图所示。

入射角θ1逐渐减小到零的过程中，屏上彩色光带的变化情况可能是（）。

A．各色光同时消失B．部分色光消失C．红光最先消失D．紫光最先消失6．如图所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏P，一光束SA总是射向圆心O，在光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在P上先看到七色光带，然后各色光陆续消失，则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是（）。

物理沪科版选修3—4第4章光的波动性单元检测（时间：45分钟满分：100分）一、选择题（每小题6分，共48分，每题至少有一个选项符合题意，多选、错选者不得分，选对但是选不全者得3分）1．关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法正确的是（）。

A．屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹D．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上无亮光2．一束复色光以入射角i从玻璃界面MN射向空气时分成a、b、c三束光，如图所示，则（）。

A．在玻璃中a光速度最大B．用同一装置做光的双缝干涉实验时，c光相邻的干涉条纹间距最大C．发生全反射时b光的临界角比a光大D．若逐渐增大入射角i，c光将首先返回玻璃中3．将波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为（）。

A．λ/4n B．λ/2nC．λ/4 D．λ/24．甲乙两种单色光均垂直射到一条直光纤的竖直端面上，甲光穿过光纤的时间比乙光的时间短，则（）。

A．光纤对甲光的折射率较大B．甲光的频率比乙光大C．用它们分别做为同一双缝干涉装置的光源时，甲光相邻的干涉条纹间距较大D．甲光比乙光更容易发生全反射5．一束白光从顶角为θ的三棱镜的一侧，以较大的入射角θ1射入棱镜，经棱镜折射在光屏P上可得到彩色光带，如图所示。

入射角θ1逐渐减小到零的过程中，屏上彩色光带的变化情况可能是（）。

A．各色光同时消失 B．部分色光消失C．红光最先消失 D．紫光最先消失6．如图所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏P，一光束SA总是射向圆心O，在光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在P上先看到七色光带，然后各色光陆续消失，则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是（）。

4.6激光同步测控1.激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是( )A ．激光是纵波B ．频率相同的激光在不同介质中的波长相同C ．两束频率不同的激光能产生干涉现象D ．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离解析：选D.电磁波是横波，A 项错；光在不同介质中传播速度不同，波长也不同，B 项错；相干光的条件是频率相同，C 项错，D 项正确．2.已知介质对某单色光的临界角为θ，则( )A ．该介质对此单色光的折射率等于1/sin θB ．此单色光在该介质中的传播速度等于光在真空中传播速度的sin θ倍C ．此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的sin θ倍D ．此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sin θ倍解析：选ABD.由临界角公式sin C ＝1n ，得n ＝1sin C ，所以A 正确．由n ＝c v 知，v＝c n ，所以v ＝c sin C ，B 正确．当光从空气进入介质时，频率不变，C 错误．c ＝λf ，则波长与波速成正比，D 正确．3.如图所示，已知介质Ⅱ为空气，介质Ⅰ的折射率为2，则下列说法中正确的是( )A ．光线a 、b 都不能发生全反射B ．光线a 、b 都能发生全反射C ．光线a 发生全反射，光线b 不发生全反射D ．光线a 不发生全反射，光线b 发生全反射解析：选C.根据发生全反射的条件，光从光密介质射到光疏介质中时．介质Ⅰ对空气Ⅱ来说是光密介质，所以光线a 可能发生全反射，光线在介质Ⅰ中的临界角为：sin C ＝1n ＝12，C ＝45°.注意题图中光线a 与界面的夹角为30°，而此时的入射角为60°>45°，故光线a 能发生全反射，正确选项为C.4.如图所示，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．解析：如图所示，单色光照射到EF 弧面上时刚好发生全反射，由全反射的条件得C ＝45°①由折射定律得n ＝sin90°sin C ②联立①②式得n ＝ 2.答案：(1)2 (2)能课时作业一、选择题1.以下说法正确的是( )A ．光纤通信利用了激光相干性好的特点B ．激光武器利用了激光亮度高的特点C ．激光写、读利用了激光亮度高的特点D ．激光加工、激光手术利用了激光亮度高的特点解析：选ABD.利用激光的相干性进行信息的传递，例如利用激光相干性好进行光纤通信；利用激光的平行度好进行精确测量和数据采集；利用激光的亮度高进行激光切割和焊接．2.下列现象中，属于光的全反射现象的是( )A ．肥皂泡上的彩色条纹B ．雨后天边出现彩虹C ．早晨东方天边出现红色朝霞D ．荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮解析：选D.肥皂泡上的彩色条纹属于光的干涉，雨后彩虹属于光的折射，早晨的红色朝霞是由于空气的散射作用，荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮，是由于光线在水珠中发生全反射．D项正确．3.下列说法正确的是()A．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C．同一束光，在光密介质中的传播速度较大D．同一束光，在光密介质中的传播速度较小解析：选BD.本题考查对光疏介质和光密介质的理解．因为水的折射率为1.33，酒精的折射率为1.36，所以水对酒精来说是光疏介质；由v＝cn可知，光在光密介质中的速度较小．4.让激光照射到VCD机、CD机、DVD机或计算机的光盘上，就可以读出光盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图像，这是利用了激光的()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解析：选A.激光的相干性好，平行度高，容易会聚成一个很小的光点，让激光照射到VCD机、CD机、DVD机或计算机的光盘上，传感器把光盘反射的光转化为电信号进行处理，还原成声音或图像，选项A正确．计算机的光盘刻录同时利用了激光亮度高的性质——能产生高温，进行光盘的烧制．波长短，很容易发生明显的衍射现象这个判断是错误的，因为发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸与波长差不多或比波长小，选项D不正确．5.自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不能发光，但在夜间骑自行车时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车．尾灯由透明介质做成，其外形如图所示.下面说法中正确的是()A．汽车灯光应从左表面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B．汽车灯光应从左表面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C．汽车灯光应从右表面射过来，在尾灯的右表面发生全反射D．汽车灯光应从右表面射过来，在尾灯的左表面发生全反射解析：选D.全反射的条件是从光密介质进入光疏介质，则发生全发射必然在尾灯的左表面，光从右表面射过来，选项D正确．6.如图所示，一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°.下面四个光路图中，正确的是()解析：选A.因为玻璃的折射率为n ＝1.5，所以全反射临界角为C ＝arcsin 1n ＝arcsin 23.从题图可知入射角α＝45°>C ，故发生全反射．7.如图为一直角棱镜的横截面，∠bac ＝90°，∠abc ＝60°.一平行细光束从O 点沿垂直于bc 面的方向射入棱镜．已知棱镜材料的折射率n ＝2，若不考虑入射光线在bc 面上的反射光，则有光线( )A ．从ab 面射出B ．从ac 面射出C ．从bc 面射出，且与bc 面斜交D ．从bc 面射出，且与bc 面垂直解析：选BD.由全反射条件，sin C ＝1n ＝12，所以C ＝45°. 由已知几何知识和反射定律、折射定律作出光路图如图所示，通过分析计算可以判断：光线在ab 面发生全反射，在ac 面不发生全反射，即既有折射光线，又有反射光线，且其反射光线垂直于bc 面射出．8.两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1＞θ2.用n 1、n 2分别表示水对两单色光的折射率，v 1、v 2分别表示两单色光在水中的传播速度，则( )A ．n 1＜n 2，v 1＜v 2B ．n 1＜n 2，v 1＞v 2C ．n 1＞n 2，v 1＜v 2D ．n 1＞n 2，v 1＞v 2解析：选B.由临界角定义sin C ＝1n 可知，临界角小，折射率大，因为θ1>θ2，所以n 1<n 2，故选项C 、D 是错误的．由n ＝c v 知，n 1v 1＝n 2v 2，v 1>v 2，故选项A 错误，B正确．9.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nλB．该光在真空中的波长为λnC．该光的频率为c λD．该光的频率为cnλ解析：选AD.光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，对激光也是一样，由于速度变化的原因，波长会相应地变化，对同一频率的光，它在真空中的波长应大于在介质中的波长．10.如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射人玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．若入射点由A 向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A．减弱，紫光B．减弱，红光C．增强，紫光D．增强，红光解析：选C.因n红<n紫，再由临界角公式sin C＝1n可得，C红>C紫，因此当增大入射角时，紫光先发生全反射，紫光先消失，且当入射光的入射角逐渐增大时，折射光强度会逐渐减弱，反射光强度会逐渐增强，故应选C.二、非选择题11.如图所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为n.光从它的一个端面射入，又从另一端面射出所需的最长时间为多少？(设光在真空中的速度为c)解析：由题中的已知条件可知，要使光线从光导纤维的一端射入，然后从它的另一端全部射出，必须使光线在光导纤维中发生全反射现象．要使光线在光导纤维中经历的时间最长，就必须使光线的路径最长，即光对光导纤维的入射角最小．光导纤维的临界角为C＝arcsin 1 n.光在光导纤维中传播的路程为d＝Lsin C＝nL.光在光导纤维中传播的速度为v＝c n.所需最长时间为t max ＝d v ＝nL c n＝n 2L c .答案：n 2L c12.如图所示，在清澈平静的水底，抬头向上观察，会看到一个十分有趣的景象：(1)水面外的景物(蓝天、白云、树木、房屋)，都呈现在顶角θ＝97.6°的倒立圆锥底面的“洞”内；(2)“洞”外是水底的镜像；(3)“洞”边呈彩色，且七色的顺序为内紫外红．试分析上述水下观天的奇异现象．解析：(1)水面外的景物射向水面的光线，凡入射角0≤i ≤90°时，都能折射入水中被人观察到(如图所示)．根据折射定律，在i ＝90°的临界条件下n ＝sin i sin r ，sin r ＝sin i n ＝1n ＝sin C .因为水的临界角C ＝48.8°，所以，倒立圆锥的顶角为θ＝2r ＝2C ＝97.6°.(2)水底发出的光线，通过水面反射成虚像，也可以在水下观察到，但是由于“洞”内有很强的折射光，所以只有在“洞”外才能看到反射光(尤其是全反射光)形成的水底镜像．(3)光线从空气中折射入水中时，要发生色散现象：红光的折射率最小，偏向角最小；紫光的折射率最大，偏向角最大．因为眼睛感觉光线是沿直线传播的，所以从水中看到的彩色“洞”边，是内紫外红(如上图所示)．答案：见解析。

4.4光的折射同步测控1.对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是()A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比甚至比光的波长还要小的时候，才能发生明显的衍射现象B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论D．光的衍射现象说明了光具有波动性解析：选ABD.光的干涉现象和衍射现象无疑说明了光具有波动性，而小孔成像说明光沿直线传播，而要出现小孔成像，孔不能太小，光的直线传播规律只是近似的，只有在光的波长比障碍物小的情况下，光才可以看作是沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象，故上述选项中正确的是A、B、D.2.红光透过双缝在墙上呈现明、暗相同的条纹，若将其中一条缝封住，在墙上可以观察到()A．条纹形状与原来相同，但亮度减弱B．一片红色C．仍有条纹，但形状与原来不同D．光源的像解析：选C.红光透过双缝在墙上呈现明、暗相间的干涉条纹，若将其中的一条缝封住，则在墙上可以观察到单缝衍射条纹，干涉条纹是明、暗相间的等间距条纹，而单缝衍射条纹是中央又宽又亮，从中央到两侧，条纹宽度减小，亮度减弱，所以两者条纹形状不同，故选C.3.如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明()A．光是电磁波B．光是一种横波C．光是一种纵波D．光是概率波解析：选B.太阳光或白炽灯发出的光是自然光，当通过偏振片P后变为偏振光，旋转P或Q 时，通过P的偏振光的振动方向和Q的透振方向不平行时，光屏上透射光的强度就会发生变化，该实验说明光是一种横波，偏振是横波特有的现象．4.抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，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．①③B．②④C．①④D．②③解析：选B.上述现象符合光的衍射产生的条件，故②正确；由衍射产生的条件可知：丝越细衍射现象越明显，故④也正确．课时作业一、选择题1.关于衍射，下列说法正确的是()A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果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解析：选AB.衍射图样是很复杂的光波的叠加现象，双缝干涉中光通过两个狭缝时均发生衍射现象，一般现象中既有干涉又有衍射．一切波都能发生衍射，但要发生明显的衍射，需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件．2.在单缝衍射实验中，下列说法正确的是()A．将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽解析：选ACD.当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽．故B错误，A、C、D正确．3.关于自然光和偏振光，以下说法正确的是()A．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同B．偏振光是垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光解析：选BD.自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，沿各个方向振动的光波的强度相同，所以A错；偏振光也是横波，所以振动方向垂直于传播方向，而且偏振光是沿着某一特定方向振动的光，所以B正确；C项后半句话错误；D项正确．4.如图所示的四个图形中哪个是著名的泊松亮斑的衍射图样()解析：选B.泊松亮斑为不透光的圆盘阴影，中心有一亮斑，而周围还有明暗相间的圆环，故B正确．图A小孔较大，没发生明显的衍射，D小孔较小，发生了小孔衍射，C为干涉条纹．5.在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q，在Q的后边放上光屏，以下说法正确的是()A．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变B．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱C．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变D．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱解析：选BD.P是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)转化为偏振光，该偏振光的振动方向与P的透振方向一致，所以当Q与P的透振方向平行时，光通过Q的光强最大；当Q与P的透振方向垂直时，光通过Q的光强最小，即无论旋转Q或P，屏上的光强都是时强时弱的，所以选项B、D正确．6.沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗，这是由于这种情况下()A．只有波长较短的一部分光才能到达地面B．只有波长较长的一部分光才能到达地面C．只有频率较大的一部分光才能到达地面D．只有频率较小的一部分光才能到达地面解析：选BD.据光发生明显衍射的条件知，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光线才能到达地面，据λ＝cf知，到达地面的光是频率较小的部分，故B、D正确．7.关于光的干涉、衍射及其应用，下列说法中正确的是()A．在光的干涉和衍射现象中，都出现明暗相间的单色条纹或彩色条纹，因此干涉现象和衍射现象是相同的B．水面上的油层在阳光的照射下出现彩色条纹是干涉现象，泊松亮斑是衍射现象C．增透膜增加透射光，减小反射光是利用了光的干涉D．激光防伪商标，看起来是彩色的，这是光的干涉现象解析：选BCD.光的干涉和衍射虽然有很多共性，但属于不同的光现象，A项错误；油膜的彩色条纹是薄膜干涉产生的，泊松亮斑是很小的圆斑，是光衍射产生的，B项正确；增透膜的作用是增加透射光的强度，减小反射光的损失，厚度应等于光波在膜中波长的1/4，其原理利用了光的干涉，C项正确；激光防伪商标的彩色条纹是薄膜干涉引起的，D项正确．8.某些特定环境下照相时，常在照相机镜头前装一偏振滤光片使景像清晰，关于其原理下列说法正确的是()A．增强透射光的强度B．减弱所拍摄景物周围反射光的强度C．减弱透射光的强度D．增强所拍摄景物周围反射光的强度解析：选B.利用光的偏振现象．偏振滤光片与反射光的振动方向垂直，减弱所拍摄景物周围反射光的强度，使景物清晰，故正确选项为B.9.如图所示，甲、乙为单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样．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解析：选AB.双缝干涉图样的条纹间隔是均匀的，单缝衍射的条纹是中间宽、两侧逐渐变窄，由此可见选项A、B正确．10.如图所示是一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的偏振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是()A．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大B．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小C．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越大，表示温度变化越小D．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越大，表示温度变化越大解析：选AC.光源发出的光经过起偏器之后成为偏振光，若光纤的折射率不发生变化，则在某个方向传播的光是不会发生变化的，那么通过检偏器的偏振光也是一定的，也就是说光接收器所接收的光强度是一定的．若被测物体的温度发生了变化，会导致光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的偏振方向发生变化，根据光的偏振知识可知，到达检偏器的光的偏振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大，反之亦然，因此选项A、C正确．二、非选择题11.在图中，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图A是光的________(填“干涉”或“衍射”)图样．由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径________(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径．解析：A中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，B中出现圆形亮斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．题图A是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在10－7 m数量级上，所以题图A对应的圆孔的孔径比题图B所对应的圆孔的孔径小．题图B的形成可以用光的直线传播解释．答案：衍射小于12.用一单色光源垂直照射带有圆孔的不透明光屏，下列几种情况中，在小孔后面的光屏上各看到什么现象？(1)小孔的直径为1 cm；(2)小孔的直径为1 mm；(3)小孔的直径为0.5 μm.解析：小孔的直径大小决定屏上的现象．当孔的直径较大，比光的波长大得多时，光的衍射极不明显，光沿直线传播；当孔的直径很小，可以与光波的波长相比时，光的衍射现象明显．(1)当圆孔的直径为1 cm时，在光屏上只能看到与圆孔形状相同的亮斑．这是光沿直线传播的结果．(2)当圆孔的直径为1 mm时，在光屏上能看到单色光源倒立的像．这是小孔成像，也是光沿直线传播的结果．(3)当圆孔的直径为0.5 μm时，在光屏上能看到衍射条纹．这是由于小孔尺寸与光波的波长差不多，光发生衍射的结果．答案：见解析。

4.1光的干涉[学习目标定位] 1.知道什么是相干光源以及光产生干涉现象的条件.2.观看光的干涉现象，生疏双缝干涉条纹的特点及其明暗条纹的位置特点.3.观看薄膜干涉现象，知道薄膜干涉条纹的特点，并能用它解释生活中的相关现象．1．波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫波的干涉．2．杨氏双缝干涉试验(1)史实：1801年，英国物理学托马斯·杨做了出名的光的双缝干涉试验，成功地观看到了光的干涉现象．(2)双缝干涉图样：如图1所示，用单色光去照射双缝，屏幕上就会毁灭明暗相间的等距离的条纹．图1(3)干涉条件：两列光的频率相同，振动方向全都，且相位差恒定．(4)能发生干涉的两束光称为相干光．(5)意义：光的干涉现象充分表明光是一种波．3．明暗条纹位置的推断方法当两个光源与屏上某点的距离差等于半波长的偶数倍(即恰好等于波长的整数倍时)，两列光在这点相互加强，这里毁灭亮条纹；当两个光源与屏上某点的距离差等于半波长的奇数倍时，两列光在这点相互减弱，这里毁灭暗条纹．4．奇异的薄膜干涉(1)观看薄膜干涉：如图2所示，把这层液膜当作一个平面镜，用它观看灯焰的像时会发觉水平方向的明暗相间的条纹．图2(2)相干光源：液膜前后两表面反射的两列光波．(3)薄膜干涉的成因光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的光程差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是毁灭亮条纹；在另一些位置，两列波叠加后相互减弱，于是毁灭暗条纹.一、杨氏双缝干涉试验[问题设计]麦克斯韦预言光是一种电磁波．光若是一种波，它就应当有衍射、干涉现象，托马斯·杨通过双缝试验观看到了光的干涉现象，从而证明白光具有波动性．波发生干涉的必要条件是什么？托马斯·杨如何得到两个相干光源的？答案波发生干涉的必要条件是两列波频率相同．托马斯·杨通过两个狭缝获得了两个相干光源．[要点提炼]1．杨氏双缝干涉试验示意图，如图3所示．。

4.4光的折射同步测控1.对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是( )A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比甚至比光的波长还要小的时候，才能发生明显的衍射现象B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论D．光的衍射现象说明了光具有波动性解析：选ABD.光的干涉现象和衍射现象无疑说明了光具有波动性，而小孔成像说明光沿直线传播，而要出现小孔成像，孔不能太小，光的直线传播规律只是近似的，只有在光的波长比障碍物小的情况下，光才可以看作是沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象，故上述选项中正确的是A、B、D.2.红光透过双缝在墙上呈现明、暗相同的条纹，若将其中一条缝封住，在墙上可以观察到( )A．条纹形状与原来相同，但亮度减弱B．一片红色C．仍有条纹，但形状与原来不同D．光源的像解析：选C.红光透过双缝在墙上呈现明、暗相间的干涉条纹，若将其中的一条缝封住，则在墙上可以观察到单缝衍射条纹，干涉条纹是明、暗相间的等间距条纹，而单缝衍射条纹是中央又宽又亮，从中央到两侧，条纹宽度减小，亮度减弱，所以两者条纹形状不同，故选C. 3.如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明( )A．光是电磁波B．光是一种横波C．光是一种纵波D．光是概率波解析：选B.太阳光或白炽灯发出的光是自然光，当通过偏振片P后变为偏振光，旋转P或Q 时，通过P的偏振光的振动方向和Q的透振方向不平行时，光屏上透射光的强度就会发生变化，该实验说明光是一种横波，偏振是横波特有的现象．4.抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，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．①③B．②④C．①④D．②③解析：选B.上述现象符合光的衍射产生的条件，故②正确；由衍射产生的条件可知：丝越细衍射现象越明显，故④也正确．课时作业一、选择题1.关于衍射，下列说法正确的是( )A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果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解析：选AB.衍射图样是很复杂的光波的叠加现象，双缝干涉中光通过两个狭缝时均发生衍射现象，一般现象中既有干涉又有衍射．一切波都能发生衍射，但要发生明显的衍射，需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件．2.在单缝衍射实验中，下列说法正确的是( )A．将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽解析：选ACD.当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽．故B错误，A、C、D正确．3.关于自然光和偏振光，以下说法正确的是( )A．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同B．偏振光是垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光解析：选BD.自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，沿各个方向振动的光波的强度相同，所以A错；偏振光也是横波，所以振动方向垂直于传播方向，而且偏振光是沿着某一特定方向振动的光，所以B正确；C项后半句话错误；D项正确．4.如图所示的四个图形中哪个是著名的泊松亮斑的衍射图样( )解析：选B.泊松亮斑为不透光的圆盘阴影，中心有一亮斑，而周围还有明暗相间的圆环，故B正确．图A小孔较大，没发生明显的衍射，D小孔较小，发生了小孔衍射，C为干涉条纹．5.在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q，在Q的后边放上光屏，以下说法正确的是( )A．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变B．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱C ．P 不动，旋转偏振片Q ，屏上光的亮度不变D ．P 不动，旋转偏振片Q ，屏上光的亮度时强时弱解析：选BD.P 是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)转化为偏振光，该偏振光的振动方向与P 的透振方向一致，所以当Q 与P 的透振方向平行时，光通过Q 的光强最大；当Q 与P 的透振方向垂直时，光通过Q 的光强最小，即无论旋转Q 或P ，屏上的光强都是时强时弱的，所以选项B 、D 正确．6.沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗，这是由于这种情况下( )A ．只有波长较短的一部分光才能到达地面B ．只有波长较长的一部分光才能到达地面C ．只有频率较大的一部分光才能到达地面D ．只有频率较小的一部分光才能到达地面解析：选BD.据光发生明显衍射的条件知，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光线才能到达地面，据λ＝c f知，到达地面的光是频率较小的部分，故B 、D 正确．7.关于光的干涉、衍射及其应用，下列说法中正确的是( )A ．在光的干涉和衍射现象中，都出现明暗相间的单色条纹或彩色条纹，因此干涉现象和衍射现象是相同的B ．水面上的油层在阳光的照射下出现彩色条纹是干涉现象，泊松亮斑是衍射现象C ．增透膜增加透射光，减小反射光是利用了光的干涉D ．激光防伪商标，看起来是彩色的，这是光的干涉现象解析：选BCD.光的干涉和衍射虽然有很多共性，但属于不同的光现象，A 项错误；油膜的彩色条纹是薄膜干涉产生的，泊松亮斑是很小的圆斑，是光衍射产生的，B 项正确；增透膜的作用是增加透射光的强度，减小反射光的损失，厚度应等于光波在膜中波长的1/4，其原理利用了光的干涉，C 项正确；激光防伪商标的彩色条纹是薄膜干涉引起的，D 项正确．8.某些特定环境下照相时，常在照相机镜头前装一偏振滤光片使景像清晰，关于其原理下列说法正确的是( )A ．增强透射光的强度B ．减弱所拍摄景物周围反射光的强度C ．减弱透射光的强度D ．增强所拍摄景物周围反射光的强度解析：选B.利用光的偏振现象．偏振滤光片与反射光的振动方向垂直，减弱所拍摄景物周围反射光的强度，使景物清晰，故正确选项为B.9.如图所示，甲、乙为单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样．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解析：选AB.双缝干涉图样的条纹间隔是均匀的，单缝衍射的条纹是中间宽、两侧逐渐变窄，由此可见选项A 、B 正确．10.如图所示是一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的偏振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是( )A．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大B．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小C．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越大，表示温度变化越小D．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越大，表示温度变化越大解析：选AC.光源发出的光经过起偏器之后成为偏振光，若光纤的折射率不发生变化，则在某个方向传播的光是不会发生变化的，那么通过检偏器的偏振光也是一定的，也就是说光接收器所接收的光强度是一定的．若被测物体的温度发生了变化，会导致光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的偏振方向发生变化，根据光的偏振知识可知，到达检偏器的光的偏振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大，反之亦然，因此选项A、C正确．二、非选择题11.在图中，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图A是光的________(填“干涉”或“衍射”)图样．由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径________(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径．解析：A中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，B中出现圆形亮斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．题图A是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在10－7 m数量级上，所以题图A对应的圆孔的孔径比题图B所对应的圆孔的孔径小．题图B的形成可以用光的直线传播解释．答案：衍射小于12.用一单色光源垂直照射带有圆孔的不透明光屏，下列几种情况中，在小孔后面的光屏上各看到什么现象？(1)小孔的直径为1 cm；(2)小孔的直径为1 mm；(3)小孔的直径为0.5 μm.解析：小孔的直径大小决定屏上的现象．当孔的直径较大，比光的波长大得多时，光的衍射极不明显，光沿直线传播；当孔的直径很小，可以与光波的波长相比时，光的衍射现象明显．(1)当圆孔的直径为1 cm时，在光屏上只能看到与圆孔形状相同的亮斑．这是光沿直线传播的结果．(2)当圆孔的直径为1 mm时，在光屏上能看到单色光源倒立的像．这是小孔成像，也是光沿直线传播的结果．(3)当圆孔的直径为0.5 μm时，在光屏上能看到衍射条纹．这是由于小孔尺寸与光波的波长差不多，光发生衍射的结果．答案：见解析。