光的波动性练习题及答案

光的波动性标准答案一、单选题：本大题共25小题，从第1小题到第3小题每题3分小计9分；从第4小题到第25小题每题4分小计88分；共计97分。

1、◆标准答案：D★ 试题提示：光电子最大初动能由入射光的频率及金属逸出功决定，改变光强可以改变单位时间内到达金属的光子数，无法改变光电子的最大初动能．2、◆标准答案：D★ 试题提示：碰撞后电子获得动能，由能量守恒可知光子动能减小．3、◆标准答案：A★ 试题详解：根据维恩位移定律可计算出体温为37℃的人发出的热辐射的最长波长约为9.4×10－6m，属红外波段，因此CD两选项不可能正确．(根据常识也可确定，人体不可能发射光子能量比可见光更强的紫外线)．由于λm T=常数，可知体温越高，发射的红外线波长越短．正确答案是选项A．4、◆标准答案：D5、◆标准答案：B6、◆标准答案：D7、◆标准答案：B8、◆标准答案：C9、◆标准答案：C10、◆标准答案：A11、◆标准答案：C★ 试题提示：根据干涉条纹间距与照射光波长成正比来判断．12、◆标准答案：C13、◆标准答案：C14、◆标准答案：D15、◆标准答案：B16、◆标准答案：A17、◆标准答案：D18、◆标准答案：C19、◆标准答案：A20、◆标准答案：C21、◆标准答案：A22、◆标准答案：B23、◆标准答案：B24、◆标准答案：D25、◆标准答案：C★ 试题提示：从S直接射到光屏上的光与经M反射而到达光屏的光叠加而发生干涉．二、填空题：本大题共13小题，从第26小题到第29小题每题2分小计8分；从第30小题到第31小题每题3分小计6分；从第32小题到第34小题每题4分小计12分；从第35小题到第36小题每题5分小计10分；第37小题为6分；第38小题为7分；共计49分。

26、◆标准答案：英,托马斯·杨27、◆标准答案：暗★ 试题提示：28、◆标准答案：衍射★ 试题详解：衍射29、◆标准答案：波动★ 试题详解：波动30、★ 试题详解： 9.4×10－6m；红外；根据波长的范围(或频率的范围)．31、◆标准答案：波长,强度,红外线遥感32、★ 试题详解：3∶4,4∶333、◆标准答案：(1)(3)(4),(2)34、◆标准答案：干涉,伦琴射线35、★ 试题详解： 7.5×,7.5×2.25×36、★ 试题详解：微粒说,一束光射到两种介质界面处会同时发生反射和折射,几束光交叉相遇后会彼此毫无妨碍地继续向前传播37、◆标准答案：牛顿,微粒说,一种物质微粒,惠更斯,波动说,波的★试题详解：牛顿,微粒说,一种物质微粒,惠更斯,波动说,波的38、★ 试题详解： 1×,原子的外层电子受激发后产生的三、多选题：本大题共9小题，从第39小题到第40小题每题3分小计6分；从第41小题到第47小题每题4分小计28分；共计34分。

高二物理光的波动性测试题及答案The document was prepared on January 2, 2021高二物理同步测试（8）—光的波动性本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分.满分100分，考试用时60分钟.第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、选择题（每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对得4分，对而不全得2分。

）1．表面有油膜的透明玻璃片，当有阳光照射时，可在玻璃片表面和边缘分别看到彩色图样，这两种现象（）A．都是色散现象B．前者是干涉现象，后者是色散现象C．都是干涉现象D．前者是色散现象，后者是干涉现象2．下列几种技术中，应用光的干涉原理的是（）A．杨氏双缝实验测光波波长B．用分光镜进行光谱分析C．在磨制平面时，检查加工表面平整度D．在医疗中用伦琴射线进行透视3．将两个偏振片紧靠在一起，放在一盏灯的前面，眼睛通过偏振片看到的光很弱。

如果将其中一个偏振片旋转1800，在旋转过程中会观察到（）A．灯光逐渐增强，然后又逐渐减弱B．灯光逐渐增强，然后又逐渐减弱到零C．灯光逐渐增强，没有减弱现象D．灯光逐渐增强，再减弱，然后又增强到最亮4．用单色光做杨氏双缝干涉实验时，若把其中一缝遮住，则屏上（）A．呈现跟原来完全相同的条纹B．呈现明暗相间的条纹，中央亮条纹较宽较亮C．呈现跟原来相同的条纹，但亮度减半D．没有条纹5．雷达是利用无线电波的回波来探测目标方向和距离的一种装置，雷达的天线犹如喊话筒，能使电脉冲的能量集中向某一方向发射；接收机的作用则与人耳相仿，用以接收雷达发射机所发出电脉冲的回波。

测速雷达主要是利用多普勒效应原理，可由回波的频率改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。

以下说法正确的是（）A．雷达发射的是不连续的电磁波B．雷达用的是微波波段的无线电波C．目标离雷达天线而去时，反射信号频率将高于发射信号频率D．目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射信号频率6．下列说法正确的是（）A．在观察光的衍射实验中，如图所示的明暗相间图样是圆孔的衍射图样B ．紫外线的波长比伦琴射线的波长长，有很强的热效应和荧光效应C ．电磁波中最容易发生衍射的是γ射线D ．当日光灯启动时，旁边的收音机会发出“咯咯”声，这是由于电磁波的干扰造成的7．A 与B 是两束平行的单色，它们从空气射入水中的折射角分别为A r 、B r ，若B A r r ，则（ ）A ．在空气中A 的波长大于B 的波长B ．在水中A 的传播速度大于B 的传播速度C ．A 的频率大于B 的频率D ．在水中A 的波长小于B 的波长8．为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜。

光的波动性（光的本性）练习题1．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，把入射光由红光换成紫光，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2．在日常生活中我们经常会发现，交通信号灯、安全指示灯、雾灯、施工警示灯等，基本上都是红色的信号灯，这除了因为红色容易引起人们的视觉反应外，还有一个重要原因是()A．红光比其他色光更容易发生衍射B．红光比其他色光更容易发生干涉C．红光比其他色光频率更高D．红光比其他色光的折射率更小3．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4．双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是()A．O点是红光的亮条纹B．O点不是蓝光的亮条纹C．红光的第一条亮条纹在P点的上方D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方5．如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏．下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是()A．增大③和④之间的距离B．增大④和⑤之间的距离C．将绿色滤光片改成红色滤光片D．增大双缝之间的距离6．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的()A．传播速度不同B．强度不同C．振动方向不同D．频率不同7．下列现象中，属于光的衍射的是()A．雨后天空出现彩虹B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C．海市蜃楼现象D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹8．如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是()A．a、b是光的干涉图样B．c、d是光的干涉图样C．形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短D．形成c图样的光的波长比形成d9．下列说法不正确的是()A．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象C．泊松亮斑是由光的衍射现象形成的D．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象10．在单缝衍射实验中，下列说法正确的是 ( )A．将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹变窄B．使单缝宽度变小，衍射条纹变窄C．衍射现象中的明暗条纹是光叠加的结果D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽11．关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是 ( )A．单缝的作用是获得频率相同的两相干光源B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C．光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹D．照射到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽12．如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。

课时训练38 光的波动性一、选择题1．下列现象中由光的干涉产生的是( )A ．水面上的油膜呈现彩色B ．通过狭缝观察发光的白炽灯看到彩色条纹C ．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃表面看到彩色条纹D ．光线通过一条很窄的缝后在光屏上呈现明暗相间的条纹解析 水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，选项A 正确；通过狭缝发光的白炽灯看到彩色条纹是光的衍射造成的，选项B 错误；在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹是光的干涉现象，选项C 正确；光线通过一条很窄的缝后在光屏上呈现明暗相间的条纹，这是由光的衍射产生的，选项D 错误．答案 AC2．关于光的偏振现象，下列说法中正确的是( )A ．偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同B ．自然光在水面反射时，反射光是一定程度的偏振光C ．光的偏振现象说明光是一种纵波D ．照相机镜头表面的增透膜是光的偏振现象的应用解析 自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光，偏振光沿各个方向振动的光波的强度不相同，选项A 错误，B 正确；光的偏振现象说明光是一种横波，照相机镜头表面的增透膜是光的干涉现象的应用，选项C 、D 错误．答案 B3．某同学在双缝干涉实验中，观察到干涉条纹间距太小，不易测量，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，该同学可以采用的方法有( )A ．增加单缝与双缝之间的距离B ．增大双缝之间的距离C ．增大双缝到光屏的距离D ．改用频率较高的光作为入射光解析 在双缝干涉实验中，相邻条纹间距Δx＝l dλ和单缝与双缝之间的距离无关，选项A 错误；增大双缝之间的距离d ，相邻条纹间距Δx 减小，选项B 错误；增大双缝到光屏的距离l ，条纹间距Δx 增大，选项C 正确；频率较高的光波长较短，改用波长较短的光作为入射光，条纹间距Δx 减小，选项D 错误．答案 C4.由a 、b 两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图所示，则下列说法正确的是( )A ．用a 、b 两束光先后照射同一双缝干涉实验装置，则a 光的条纹间距比b 光的条纹间距大B ．单色光b 的频率较小，在介质中b 的速度较大C ．若增大从介质进入空气的入射角，b 光的折射光线先消失D ．从相同介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b 光不能进入空气，则a 光有可能进入空气解析 由折射定律知折射率na>nb ，则两束光的频率fa>fb ，波长λa<λb.由双缝干涉条纹间距公式Δx＝l d λ知，选项A 错误；由v ＝c n 知，选项B 正确；由sinC ＝1n知临界角Ca<Cb ，选项D 错误；若增大从介质进入空气的入射角，折射光线最先消失的是a 光，选项C 错误． 答案 B5.如图所示为用a 、b 两种单色光分别通过同一双缝干涉装置所获得的干涉图样．现让由a 、b 两种单色光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜，光的传播路径与方向可能正确的是( )解析 由双缝干涉图样知光的频率νa<νb，则光在同一介质中的折射率na<nb ，由sinC ＝1n知光在同一介质中的临界角Ca>Cb ，故正确选项为A 、D. 答案 AD6.彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色散造成的，如图所示为太阳光照射空气中的一个小水珠发生折射和反射时产生色散的光路示意图，其中a 、b 为太阳光中两束频率不同的单色光．以下说法中正确的是( )A ．单色光a 如果是黄光，单色光b 可能是紫光B ．如果太阳光在小水珠上的照射方向合适，可能会有某一种或几种颜色的光发生全反射C ．在同一装置中用这两种单色光做双缝干涉实验，a 光的干涉条纹间距比b 光的干涉条纹间距大D ．在同一介质中b 光的波长小于a 光的波长解析 由题图可得：太阳光通过小水珠折射后，偏折程度从小到大的排序为a 、b ，则小水珠对单色光的折射率为na<nb ，单色光的频率νa<νb，波长λa>λb，a 、b 代表的单色光可能分别为黄光、紫光，选项A 、D 正确；光线从空气进入小水珠的折射角一定小于光线在小水珠内发生全反射的临界角，且由几何知识易知，光线在小水珠内发生反射时的入射角等于其从空气射入小水珠时的折射角，故太阳光不可能在小水珠内发生全反射，选项B 错误；由光的双缝干涉条纹间距公式Δx＝l dλ可知，选项C 正确． 答案 ACD7.[2013·全国卷]下列现象中，属于光的衍射的是( )A ．雨后天空出现彩虹B ．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C ．海市蜃楼现象D ．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹解析 雨后天空出现的彩虹是光的折射形成的，A 项错误；海市蜃楼是光的全反射形成的，C 项错误；阳光照射在肥皂膜上形成的彩色条纹是光的干涉形成的，D 项错误．答案 B8．关于波动，下列说法正确的是( )A ．各种波均会发生偏振现象B ．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C ．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D ．已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警解析 ①只有横波才能发生偏振现象，所以A 错误；②白光做单缝衍射实验，屏上出现间距不等的彩色条纹，白光做双缝干涉实验时，屏上也出现彩色条纹，所以B 正确；③机械波传播时，介质中质点的振动速度与波的传播速度没有关系，所以C 错误；④地震波中既有横波又有纵波，纵波传播速度大于横波传播速度，所以D 正确．答案 BD9．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线圈．将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A ．当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°B ．当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°C ．当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°D ．干涉条纹保持不变解析 薄膜干涉现象的条纹与薄膜厚度有关；金属线圈缓慢旋转薄膜厚度情况仍然是沿竖直方向自上而下逐渐变厚，所以条纹形状不变，故D 正确．答案 D10．如图所示，(a)、(b)、(c)、(d)四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是( )A ．(a)、(b)是光的干涉图样B ．(c)、(d)是光的干涉图样C ．形成(a)图样的光的波长比形成(b)图样的光的波长短D ．形成(c)图样的光的波长比形成(d)图样的光的波长短解析 干涉图样的条纹等间距，A 正确，B 错误；无论是干涉还是衍射，形成的条纹间距大的波长长，C 、D 均错误．故正确选项为A.答案 A二、非选择题11．用氦氖激光器发出的红光进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距d ＝0.1 mm ，双缝到屏的距离l ＝6.0 m ，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8 mm ，求：(1)氦氖激光器发出的红光的波长λ＝________.(2)假如把整个装置放入折射率是4/3的水中，这时屏上的条纹间距Δx′＝________.解析 (1)由Δx＝l dλ可以得出红光的波长为 λ＝d l Δx＝0.1×10－3×3.8×10－36.0m≈6.3×10－8 m 激光器发出的红光的波长是6.3×10－8 m.(2)如果把整个装置放入水中，激光器发出的红光在水中的波长为λ′λ′＝λn ＝6.3×10－8×34m≈4.7×10－8 m这时屏上条纹的间距是 Δx′＝l d λ′＝6.0×4.7×10－80.1×10－3m≈2.8×10－3 m. 答案 (1)6.3×10－8 m (2)2.8×10－3 m12．现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光光源C 、单缝D 和透红光的滤光片E 等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．(1)将白光光源C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C 、________、________、________、A.(2)本实验的实验步骤如下：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； ③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法用螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离．在操作步骤②时还应注意________和________．(3)若测得双缝间距为3.0 mm ，双缝与屏之间的距离为0.70 m ，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察到第1条亮条纹的位置如图(a)所示，观察到第5条亮条纹的位置如图(b)所示．则可求出红光的波长λ＝________m ．(保留一位有效数字)解析 (1)双缝干涉装置各组成部分在光具座上的正确排序由左至右为：光源、滤光片、单缝、双缝、屏，因此应填E 、D 、B.(2)安装光学元件时，应注意单缝与双缝间的距离为5 cm ～10 cm ，同时使单缝与双缝相互平行．(3)由题图可知，条纹间距为Δx＝x2－x14＝0.654mm 又双缝到屏的距离l ＝0.70 m ，双缝间距d ＝3.0 mm ，由Δx＝l d λ得：λ＝Δxd l代入数据得λ≈7×10－7 m.答案 (1)E D B (2)单缝与双缝的间距为 5 cm ～10 cm 使单缝与双缝相互平行(3)7×10－713.如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P 是光屏上的一点．已知P 点与S1和S2距离之差为2.1×10－6 m ，今分别用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°.(3)若用A 光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象．解析 (1)设A 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由v ＝c n 和v ＝λf 得n ＝λ1λ2，则λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7 m ＝6×10－7 m根据路程差Δx＝2.1×10－6 m所以N1＝Δx λ1＝2.1×10－6 m 6×10－7 m＝3.5 由此可知，从S1和S2到P 点的路程差Δx 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sinC ＝1n 得n ＝1sin37°＝53， 由此可知，B 光在空气中波长λ3为λ3＝nλ介＝53×3.15×10－7 m ＝5.25×10－7 m 由路程差Δx 和波长λ的关系N2＝Δx λ3＝2.1×10－6 m 5.25×10－7 m＝4 可见，用B 光作光源，P 点为亮条纹．(3)光屏上仍出现明暗相间的条纹，但中央条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗．答案 见解析14．登山运动在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n ＝1.5，所要消除的紫外线的频率为ν＝8.1×1014 Hz.(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是________．(2)这种“增反膜”的厚度是________m.(3)请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是( )A ．薄膜干涉说明光具有波动性B ．如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行C ．干涉条纹一定是彩色的D ．利用薄膜干涉也可以“增透”解析 (1)为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强，从而使透射的紫外线减弱．(2)光程差(大小等于薄膜厚度d 的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d ＝Nλ′(N＝1,2，…)，因此，原厚度至少是紫外线在膜中波长的12.紫外线在真空中的波长是λ＝c/ν＝3.7×10－7 m ．在膜中的波长是λ′＝λ/n＝2.47×10－7 m ，故膜的厚度至少是1.235×10－7 m.(3)干涉和衍射都证明光具有波动性，如果薄膜厚度均匀变化，即干涉条纹一定平行，白光的干涉条纹为彩色条纹，单色光的干涉条纹则为该色光颜色，当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后减弱则会“增透”．答案 (1)两反射光叠加后加强(2)1.235×10－7 m (3)AD。

光的波动性一. 双缝干涉 1．双缝干涉实验(1)实验：如图，让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的振动情况总是相同的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加．(2)现象：屏上得到了明暗相间的条纹． (3)结论：证明光是一种波． 2．出现明、暗条纹的条件(1)当光从两狭缝到屏上某点的路程差为波长λ的整数倍时，这些点出现明条纹；当路程差为半波长12λ的奇数倍时，这些点出现暗条纹．(2)和一般波的干涉一样，光干涉的条件是两列光的频率相同，能发生干涉的两束光称为相干光． 3．计算波长的公式设两缝间距为d ，两缝到屏的距离为l ，当d 和l 一定时，计算表明：当l ≫d 时，相邻两条明条纹(或暗条纹)的间距为Δx ＝ldλ.利用此式，测出条纹间距离Δx ，即可求出光的波长． （1）.双缝干涉示意图 （2）．单、双缝的作用平行光照射到单缝S 上后，又照到双缝S 1、S 2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光．（3）．明、暗条纹产生的条件 亮条纹：屏上某点P 到两缝S 1和S 2的路程差正好是波长的整数倍或半个波长的偶数倍． 即|PS 1－PS 2|＝k λ＝2k ·λ2(k ＝0,1,2,3…)时出现亮条纹．暗条纹：屏上某点到两缝S 1和S 2的路程差正好是半波长的奇数倍． 即：|PS 1－PS 2|＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2,3…)时出现暗条纹．（4）．干涉图样的特点(1)单色光：干涉条纹是间距相等、明暗相间的条纹，且中央为亮纹．红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小．(2)白光：干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的．原因是各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹，除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，便形成了两侧的彩色条纹．(3)条纹间距：条纹间距与波长成正比，Δx ＝ld·λ(其中d 为两逢间距，l 为两缝到屏的距离，λ为光的波长)．分析双缝干涉中明暗条纹问题的步骤：1．由题设情况依λ真＝n λ介，求得光在真空(或空气)中的波长． 2．由屏上出现明暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还是暗条纹． 3．根据明条纹的判断式Δr ＝k λ(k ＝0,1,2…)或暗条纹的判断式Δr ＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2…)，判断出k 的取值，从而判断条纹数． 二. 薄膜干涉 1．定义由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象． 2．应用(1)检查平面的平整程度． (2)光学镜头上的增透膜． (3)太阳镜片上的反射膜． 3．薄膜干涉原理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路程差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，两列波相遇后被相互削弱，于是出现暗条纹． 4．薄膜干涉的应用(1)用干涉法检查平面①原理：如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层．用单色光照射时，空气层的上、下两个表面反射的两列光波发生干涉．空气厚度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波叠加时相互加强或减弱的情况相同，因此若被测面是平的，干涉条纹就是一组平行的直线，如果干涉条纹是弯曲的，就表明被测表面不平．②判断法——矮人行走法，即把干涉条纹看成“矮人”的行走轨迹．让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板，在行走过程中：a ．若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去绕，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜尖端，该处为一凹下．(如图中P 点)b ．若某处有一凸起，他要想过去，必向薄膜底部去绕，即条纹某处弯向薄膜底部方向时，该处必为一凸起．(如图中Q 点)(2)增透膜①增透膜的厚度：膜厚为入射光在薄膜中波长的14.②增透膜增透的原理：因增透膜的厚度为入射光在薄膜中波长的14，从介质膜前后两个面反射的光的路程差为λ2，所以两列光波相互削弱，使反射光的强度大大降低，透射光的强度得到加强．③对“增透”的理解：如果用宏观的思维方式来理解，两束反射光相互抵消，并没有增加透射光的强度，因此，此过程只是“消反”，却不能“增透”．总的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增强．增透膜是通过“消反”来确保“增透”的． 薄膜干涉中的规律1．用单色光照射薄膜时，两个表面反射的光是相干的，形成明暗相间的条纹． 2．用不同的单色光照射，看到亮纹的位置不同．3．用白光照射时，不同颜色的光在不同位置形成不同的条纹，看起来就是彩色的． 三. 光的衍射1．单缝衍射现象(1)当单缝较宽时，光沿着直线方向通过单缝，在光屏上可以看到一条跟单缝(或圆孔)宽度相当的亮线．(2)把单缝调窄些，可以看到屏上亮线也随之减小．(3)当单缝调到很窄时，光通过单缝后就明显地偏离了直线传播方向，到达屏上以后，不再是一条很窄的亮线，而是照到了相当宽的地方，并且出现了明暗相间的条纹；再调小单缝，条纹也随之变得清晰、细小．2．光的衍射光在传播过程中遇到障碍物或小孔(狭缝)时，绕过障碍物或通过小孔、狭缝传播到阴影区域的现象．3．衍射图像衍射时产生的明暗条纹或光环． 4．三种衍射图样的比较(1)单缝衍射图样(如图所示) 单色光衍射 白光衍射①中央条纹最亮，越向两边越暗；条纹间距不等，越靠外，条纹间距越小．②缝变窄通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮纹的亮度降低．③中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关，入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大．④用白光做单缝衍射时，中央亮条纹仍然是最宽最亮的白条纹．(2)圆孔衍射图样①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小．如图所示：②圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱．③用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大．④白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环．⑤只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样．在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏上依次得到几种不同的现象——圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)．(3)不透明的小圆板衍射图样(泊松亮斑)(如图所示)①中央是亮斑．②周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小．5．单缝衍射与双缝干涉的异同点单缝衍射双缝干涉不同点产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发生频率相同的两列光相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹四. 光的偏振1．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性．2．偏振片：由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫作透光方向．3．线偏振光：光的振动方向限在一个平面内的光．4．自然光：通常光源发出的光是由大量的振动方向不同而互不相干的线偏振光组成．5．光的偏振现象证明光是横波．1．几个概念(1)自然光——沿各个方向均匀分布振动的光．(2)偏振光——沿着特定方向振动的光．(3)起偏器——自然光通过后变为偏振光的偏振片．(4)检偏器——检测投射光是否为偏振光的偏振片．2．偏振原因光是横波，是电磁波，电场强度E和磁感应强度B的振动方向均与波传播的方向垂直，所以光有偏振现象．(1)自然光经过反射或折射后会变成偏振光，如自然光射到两介质分界面时同时发生反射和折射(反射角和折射角之和为90°时)，反射光线和折射光线是光振动方向互相垂直的偏振光．(2)光波的感光作用主要是由电场强度E引起的，因此常将E的振动称为光振动．在与光传播方向垂直的平面内，光振动的方向可以沿任意的方向，光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光，光振动沿着特定方向的光就是偏振光．3．偏振光的两种产生方式(1)让自然光通过偏振片．(2)自然光射到两种介质的交界面上，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．对偏振的理解：1．偏振片是由特定的材料制成的，每个偏振片都有一个特定的方向，这个方向叫作“透振方向”，只有沿透振方向振动的光才能通过偏振片．2．偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不是真实狭缝．3．光的偏振现象说明光是一种横波．4．自然光透过偏振片可以变成偏振光．5．当偏振片的偏振方向与光的偏振方向的夹角不同时，透过偏振片的光的强度不同．五. 激光的特性及其应用1．激光的特性体现在以下几个方面：强度大、方向性好、单色性好、相干性好、覆盖波段宽而且可调谐．2．激光的应用：根据激光的特性，在工、农、科技及社会各方面有广泛应用，体现在以下几方面：激光加工、激光全息照相、激光检测、激光通信、激光医学、激光照排、光盘等方面．激光的应用与对应的特性激光的特点1．激光首先是光，激光遵循光的一切规律，如折射、反射、衍射、干涉等．2．激光是一种新型光源，具有一般光源所不具备的特点，如单色性好、方向性强、亮度高等．3．针对激光的每一个特点，都有很多方面的应用．六. 练习1．（2013高考上海物理第1题）电磁波与机械波具有的共同性质是(A)都是横波(B)都能传输能量(C)都能在真空中传播(D)都具有恒定的波速答案：B解析：电磁波与机械波具有的共同性质是都能传输能量，选项B正确。

第十章 光的波动性 习题答案1. 解：在杨氏双缝干涉中，有x D bλΔ=若放置在水中波长变为nλ于是条纹间距变为x D nbλΔ=即干涉条纹有变化，由于n 一般大于1，故对实验产生影响为条纹变密。

2．答：使用玻璃遮住一条缝使得通过该缝的光线光程变化，从而使得干涉条纹的位置发生变化。

另一方面由于光的波长、缝宽以及双缝到光屏的距离D 不变，所以条纹间距不变。

3．解：相邻两条纹的间距为 232.310 1.1510(m)20x −−×Δ==× 。

x D d λΔ= 所以 7436.9101.0610(m)1.1510d D x λ−−−×===×Δ×4. 答：有影响，会出现中央亮条纹不在中间位置，条纹不对称，而会偏离一定的角度，因为在到达双缝前，光程差已经存在。

但由于相位关系固定，仍然可以观察到干涉。

6. 解：白光垂直照射薄膜，上表面的反射光有半波损失，而下表面的反射光没有半波损失。

所以上、下表面的反射光光程差：222n e λδ=+。

当k δλ=时反射光将增强。

n 1=1.01k =时 2400(nm)λ= 2k =时 800(nm)λ= 3k =时 480(nm)λ= 4k =时 343(nm)λ= 即只有480nm λ=在可见光范围内。

7. 解：上表面的反射光有半波损失，下表面的反射光也有半波损失。

所以上、下表面的反射光光程差：22n e δ=，当(21)2k λδ=−时将无反射地透过。

且k =1时，e 有最小值。

n 3=1.5所以972632.810 1.14610(m)44 1.38e n λ−−×===××9． 解：由衍射公式：sin a k ϕλ= 代入数据得 47sin 2.010sin114/2510/2a k ϕλ−−××==≈×o 即最大光程差为λ/2的偶数倍，所以得到的是暗条纹。

专题：光的本性之光的波动性题一在双缝干涉实验中，下列说法正确的是()A．相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．把入射光由红光换成紫光，相邻两明条纹间距变宽C．只有频率相同的两列光才能发生明显的干涉现象D．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定题二如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏。

用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹。

下列说法正确的是()A．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大题三如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m。

则在这里出现的应是________(填“明条纹”或“暗条纹”)。

现改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(填“变宽”、“变窄”或“不变”)。

题四用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。

图a是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图b 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题五光热转换是将太阳光能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳光能转换成水的内能。

真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳光能转化为________，这种镀膜技术的物理学依据是________。

高二物理《光的波动性》测试卷1．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 2.下列有关光现象的说法正确的是（ ） A.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大 B.以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射 C.紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射 D.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 3.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光（ ） A.在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大 B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大 C.从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大 D.用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大 4.一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入，穿过玻璃砖自下表射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2，则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中（ ） A.t1始终大于t2 B.t1始终小于t2 C.t1先大于后小于t2 D.t1先小于后大于t2 5.一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。

在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是（ ） A.红光以30°的入射角入射 B.红光以45°的入射角入射 C.紫光以30°的入射角入射 D.紫光以45°的入射角入射6.在杨氏双缝干涉实验中，如果 ( )A 用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B 用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C 用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D 用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹 7.如图，P 是一偏振片，P 的透振方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向。

第36讲光的波动性光的干涉现象1.小陆同学带领某研究小组观察杨氏双缝实验,如图所示是研究光的双缝干涉的示意图,挡板上有两条狭缝S1、S2,由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹.已知入射激光的波长为λ,屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等,如果把P处的亮条纹记作第0号亮条纹,由P 向上数,与0号亮条纹相邻的暗条纹为1号暗条纹,与1号暗条纹相邻的亮条纹为1号亮条纹,1号亮条纹上侧相邻的暗条纹为2号暗条纹,则P1处的暗条纹恰好是10号暗条纹.设直线S1P1的长度为r1,S2P1的长度为r2,则r2-r1等于(B)A.9λB.9.5λC.10λD.10.5λ[解析]由题设可知,从第0号亮条纹P算起,P1点处是第10号暗条纹的位置,表明狭缝S1、S2与P1处的距离差r2-r1=(2n-1)2=9.5λ,所以B正确,A、C、D错误.2.(多选)如图所示,在利用双缝干涉实验测量光的波长的实验中,单缝S0、双缝中点O、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上,屏上P点处在P0上方的第3条亮条纹(不包括P0点处的亮条纹)的中心.已知入射光在真空中的波长为λ,真空中的光速为c,双缝S1与S2之间距离为d,双缝到屏的距离为l,若整个装置处于真空中,则下列说法正确的是(AD)A.来自双缝S1和S2的光传播到P点处的时间差为3B.屏上P点和P0点之间仅能观察到两条暗条纹C.仅将单缝S0向左(保持S0在双缝的中垂线上)移动的过程中,P点处能观察到暗条纹D.仅将屏向右(保持P0在双缝的中垂线上)移动的过程中,P点处能观察到暗条纹[解析]来自双缝S1和S2的光传播到P点处的路程差为3λ,则时间差为3,选项A正确;由题意可知,屏上P点和P0点之间能观察到三条暗条纹,选项B错误;根据Δx=λ可知,仅将单缝S0向左(保持S0在双缝的中垂线上)移动的过程中,条纹间距不变,则P点处仍是亮条纹,选项C错误;根据Δx=λ可知,仅将屏向右(保持P0在双缝的中垂线上)移动的过程中,l变大,则条纹间距变大,则P点处能观察到暗条纹,选项D正确.3.如图所示,在光源L的右侧,有两个平行挡板A1、A2相距为d,A1上开有单缝S,A2上开有相距为b的平行双缝S1、S2,挡板A2右侧有一相距为D的光屏A3,L、S、S1与S2的中点、O在一条直线上,且d≫b,D≫d,光源L发出单色光的波长为λ,若在图中阴影区域加上折射率为n的介质,则中央亮纹移动的方向和距离为(提示:在波的传播方向上的相位落后,由波长的个数决定,单色光在介质中的波长是真空中波长的1)(A)A.上移(n-1)dB.上移(n-1)bC.下移(n-1)dD.下移(n-1)b[解析]因光在介质中传播时速度减小,则同时由S发出的光线同时到达光屏时通过介质的光传播的路程较短,则中央亮纹上移;光在介质中的波长为λ'=,则光从S到S1和S2满足(其中N'和N是波长数)N'λ'=Nλ,则从S到S1和S2的波长数差ΔN=N'-N=(n-1)N,因为d≫b,则可认为N=,从S1和S2发出的光线在屏上的条纹间距Δx=λ,则中央亮纹上移的距离为x=ΔN·Δx=(n-1)d,故A正确.4.[2021·山东卷]用平行单色光垂直照射一层透明薄膜,观察到如图所示明暗相间的干涉条纹.下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像,可能正确的是(D)[解析]从薄膜的上、下表面分别反射的两列光是相干光,其路程差为Δx=2d,即路程差为此处薄膜厚度的2倍,当路程差Δx=nλ时表现为亮条纹,故相邻亮条纹处的薄膜的厚度差为12λ,在图中相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大,则薄膜的厚度逐渐变小,因条纹宽度不是均匀变大,则厚度不是均匀变小,故D正确.5.G1、G2为放在水平面上的高度略有差别的两个长方体,为了检查这两个长方体的上表面是否相互平行,检测员用一块标准的平行透明平板T压在G1、G2的上方,T与G1、G2支架分别形成尖劈形空气层,如图所示.G1、G2的上表面与平板的夹角分别为α和β,P为平板T上表面上的一点.用单色光从上方照射平板T,G1、G2的上方都能观察到明显的干涉条纹,可以推知(C)A.若α=β,则G1上方的干涉条纹间距小于G2上方的干涉条纹间距B.若α>β,则G1上方的干涉条纹间距大于G2上方的干涉条纹间距C.若将G1、G2的间距缩短些,则G1上方的干涉条纹分布变得更密D.若在P处用较小的力下压平板T,则G1上方的干涉条纹分布变密[解析]设有一物体上表面与平板的夹角为θ,相邻亮条纹的间距为ΔL,由空气薄膜干涉条件,则有2ΔL tanθ=λ,ΔL=2tan,若α=β,则G1上方的干涉条纹间距等于G2上方的干涉条纹间距,若α>β,则G1上方的干涉条纹间距小于G2上方的干涉条纹间距,故A、B错误;若将G1、G2的间距缩短些,则α增大,G1上方的干涉条纹分布变得更密,故C正确;若P在两长方体间,在P处用较小的力下压平板T,α减小,则G1上方的干涉条纹分布变疏,故D错误.6.(多选)如图所示,竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用而形成上薄下厚的薄膜,从膜左侧面水平射入的红光,在左侧面观察到干涉条纹,则下列说法正确的是(AB)A.干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的B.干涉条纹是红黑相间的水平条纹C.入射光如果换成紫光,相邻亮条纹间距变大D.如果薄膜的下端再厚一些,干涉条纹变疏[解析]干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的,故A正确;一个红条纹是同一厚度的薄膜左右面的反射光叠加形成的,同一水平面上的薄膜厚度相同,则条纹水平,故B正确;把楔形膜两边延长至相交,夹角设为θ,如图所示,设第n、n+1条亮纹处的薄膜厚度分别为d n 和d n+1,到交点的距离分别设为x n和x n+1,因为夹角很小,应用边角关系有d n=x n sinθ、d n+1=x n+1sinθ,相邻亮纹间距Δx=+1-x n=r1-sin,又根据干涉条件有2d n=nλ、2d n+1=(n+1)λ,联立解得Δx=2sin,相邻亮纹间距随入射光波长增大而增大、随θ增大而减小,入射光换成紫光,即波长变小,所以相邻亮条纹间距变小,故C错误;而薄膜的下端再厚一些使得θ增大,则Δx减小,干涉条纹变密,故D错误.光的衍射及偏振现象7.(多选)(2022·山东高考)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。