13.5-13.6 光的衍射 光的偏振 课堂限时检测（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 13.5-13.6 光的衍射 光的偏振 课堂限时检测（Word版含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 176.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-24 13:55:02 | ||
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文档简介
光的衍射 光的偏振
(25分钟 50分)
基础练
选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分)
1.关于自然光和偏振光,以下说法正确的是 ( )
A.自然光包含着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,偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
D.晚上月亮光是自然光
2.在学习了光的衍射现象后,小明回家后自己设计了一个小实验。在一个发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏,在圆孔从较大调至完全闭合的过程中,他在屏上看到的现象是 ( )
A.先是圆形亮区,最后完全黑暗
B.先是圆形亮区,再是圆形亮环,最后完全黑暗
C.先是圆形亮环,最后完全黑暗
D.先是圆形亮环,然后是圆形亮区,最后完全黑暗
3.一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。现将其中一条缝挡住,让这束红光只通过一条缝,则在光屏上可以看到 ( )
A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是亮条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央亮条纹变宽些
C.只有一条与缝宽对应的亮条纹
D.无条纹,只存在一片红光
4.(多选)如图所示,甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光经过同一狭缝后的衍射图样,则下列说法正确的是 ( )
A.在真空中,a光的波长比b光大
B.在同一介质中传播,a光的传播速度比b光快
C.两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时,在光屏上b光亮纹的条数更多
D.当两束光从空气中射向玻璃时,a光不发生全反射,但b光可能发生全反射
5.夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照射得睁不开眼睛,严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃,使射出的灯光变为偏振光;同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好与灯光的振动方向垂直,但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体,假设所有的汽车前窗和前灯玻璃均按要求设置,反射光不改变振动方向。下面的措施中可行的是 ( )
A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的
B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的
C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
提升练
6.(15分)(1)甲、乙两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图像,其中图甲是光的________(选填“干涉”或“衍射”)图像。由此可以判断出图甲所对应的圆孔的孔径________(选填“大于”或“小于”)图乙所对应的圆孔的孔径。
(2)如图所示,杨氏双缝干涉实验中,下述情况能否看到干涉条纹 简单说明理由。
①在单色自然光源S后加一偏振片P。
②在①情况下,再加偏振片P1、P2,P1与P2透射光方向垂直。
参考答案：
基础练
选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分)
1.关于自然光和偏振光,以下说法正确的是 ( )
A.自然光包含着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,偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
D.晚上月亮光是自然光
【解析】选B。光源发出的光,沿着各个方向振动的光的强度都相同的光,叫作自然光。沿某个特定方向振动的光叫作偏振光,故A错、B对。偏振光不能通过偏振片还原为自然光,C错;月亮光是偏振光,D错。
2.在学习了光的衍射现象后,小明回家后自己设计了一个小实验。在一个发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏,在圆孔从较大调至完全闭合的过程中,他在屏上看到的现象是 ( )
A.先是圆形亮区,最后完全黑暗
B.先是圆形亮区,再是圆形亮环,最后完全黑暗
C.先是圆形亮环,最后完全黑暗
D.先是圆形亮环,然后是圆形亮区,最后完全黑暗
【解析】选B。在圆孔由大到小调节过程中,当孔较大时,光沿直线传播,在屏上得到圆形亮斑;当孔的直径减小到与光波的波长相近时,产生光的衍射现象,屏上将出现明、暗相间的亮环,当孔继续减小到完全闭合,没有光到达屏上时,屏上完全黑暗。所以选项B正确,故选B。
3.一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。现将其中一条缝挡住,让这束红光只通过一条缝,则在光屏上可以看到 ( )
A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是亮条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央亮条纹变宽些
C.只有一条与缝宽对应的亮条纹
D.无条纹,只存在一片红光
【解析】选B。本题一开始告诉我们产生了干涉现象,说明两缝都很窄,能够满足使红光发生明显衍射的条件,挡住一条缝后,在屏上得到的是单缝衍射图样。衍射图样和干涉图样的异同点:中央都出现亮条纹,但衍射图样中央亮条纹较宽,两侧都出现明暗相间的条纹;干涉图样为等间隔的明暗相间的条纹,而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹。只有选项B正确。
4.(多选)如图所示,甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光经过同一狭缝后的衍射图样,则下列说法正确的是 ( )
A.在真空中,a光的波长比b光大
B.在同一介质中传播,a光的传播速度比b光快
C.两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时,在光屏上b光亮纹的条数更多
D.当两束光从空气中射向玻璃时,a光不发生全反射,但b光可能发生全反射
【解析】选A、B、C。根据波长越长的,衍射条纹间距越宽,知甲图条纹间距大,则a光的波长较长,故A正确;依据f=可知,a光的频率较小,那么a光的折射率较小,根据v=知,则在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光快,故B正确;条纹间距大的,光屏上亮纹的条数少,故b光亮纹的条数更多,故C正确;发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质,且入射角大于等于临界角,故两束光从空气中射向玻璃时,均不发生全反射,故D错误。
5.夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照射得睁不开眼睛,严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃,使射出的灯光变为偏振光;同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好与灯光的振动方向垂直,但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体,假设所有的汽车前窗和前灯玻璃均按要求设置,反射光不改变振动方向。下面的措施中可行的是 ( )
A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的
B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的
C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
【解题指南】解答本题时应理解以下两点:
(1)题目所说的“前窗玻璃的透振方向”和“车灯玻璃的透振方向”都是指同一辆车的车灯和前窗玻璃。
(2)左和右都是对各自司机本身而言的。
【解析】选D。如A选项所述情景,会使自己发出的光反射回来与前窗的透振方向垂直,自己看不到反射回来的光,即看不清所照亮的物体;如B、C选项所述情景,会使对方的车灯光与自己的前窗玻璃的透振方向相同,被对方的灯光照得睁不开眼睛;如D选项所述情景,会使对方车灯的光与自己车窗的透振方向垂直,这样避免了对方强光的照射,自己车灯反射回来的光与自己车窗玻璃的透振方向相同,又能看到反射回来的光。
提升练
6.(15分)(1)甲、乙两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图像,其中图甲是光的________(选填“干涉”或“衍射”)图像。由此可以判断出图甲所对应的圆孔的孔径________(选填“大于”或“小于”)图乙所对应的圆孔的孔径。
(2)如图所示,杨氏双缝干涉实验中,下述情况能否看到干涉条纹 简单说明理由。
①在单色自然光源S后加一偏振片P。
②在①情况下,再加偏振片P1、P2,P1与P2透射光方向垂直。
【解析】(1)图甲中出现明暗相间的条纹,是衍射现象,图乙中出现圆形亮斑。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。图甲是光的衍射图样,由于光波波长很短,约在10-7m数量级上,所以图甲对应的圆孔的孔径比图乙所对应的圆孔的孔径小。图乙的形成可以用光的直线传播解释。
(2)①能。到达S1、S2的光是从同一线偏振光分解出来的,它们满足相干条件,能看到干涉条纹,且由于线偏振片很薄,对路程差的影响可忽略,干涉条纹的位置与间距和没有P时基本一致,只是强度由于偏振片的吸收作用而减弱。
②不能。由于从P1、P2射出的光振动方向相互垂直,不满足干涉条件,在①的情况下,即使有光透过,光屏E被均匀照亮,但无干涉现象。
答案:(1)衍射 小于 (2)见解析
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(25分钟 50分)
基础练
选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分)
1.关于自然光和偏振光,以下说法正确的是 ( )
A.自然光包含着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,偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
D.晚上月亮光是自然光
2.在学习了光的衍射现象后,小明回家后自己设计了一个小实验。在一个发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏,在圆孔从较大调至完全闭合的过程中,他在屏上看到的现象是 ( )
A.先是圆形亮区,最后完全黑暗
B.先是圆形亮区,再是圆形亮环,最后完全黑暗
C.先是圆形亮环,最后完全黑暗
D.先是圆形亮环,然后是圆形亮区,最后完全黑暗
3.一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。现将其中一条缝挡住,让这束红光只通过一条缝,则在光屏上可以看到 ( )
A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是亮条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央亮条纹变宽些
C.只有一条与缝宽对应的亮条纹
D.无条纹,只存在一片红光
4.(多选)如图所示,甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光经过同一狭缝后的衍射图样,则下列说法正确的是 ( )
A.在真空中,a光的波长比b光大
B.在同一介质中传播,a光的传播速度比b光快
C.两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时,在光屏上b光亮纹的条数更多
D.当两束光从空气中射向玻璃时,a光不发生全反射,但b光可能发生全反射
5.夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照射得睁不开眼睛,严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃,使射出的灯光变为偏振光;同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好与灯光的振动方向垂直,但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体,假设所有的汽车前窗和前灯玻璃均按要求设置,反射光不改变振动方向。下面的措施中可行的是 ( )
A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的
B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的
C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
提升练
6.(15分)(1)甲、乙两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图像,其中图甲是光的________(选填“干涉”或“衍射”)图像。由此可以判断出图甲所对应的圆孔的孔径________(选填“大于”或“小于”)图乙所对应的圆孔的孔径。
(2)如图所示,杨氏双缝干涉实验中,下述情况能否看到干涉条纹 简单说明理由。
①在单色自然光源S后加一偏振片P。
②在①情况下,再加偏振片P1、P2,P1与P2透射光方向垂直。
参考答案：
基础练
选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分)
1.关于自然光和偏振光,以下说法正确的是 ( )
A.自然光包含着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,偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
D.晚上月亮光是自然光
【解析】选B。光源发出的光,沿着各个方向振动的光的强度都相同的光,叫作自然光。沿某个特定方向振动的光叫作偏振光,故A错、B对。偏振光不能通过偏振片还原为自然光,C错;月亮光是偏振光,D错。
2.在学习了光的衍射现象后,小明回家后自己设计了一个小实验。在一个发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏,在圆孔从较大调至完全闭合的过程中,他在屏上看到的现象是 ( )
A.先是圆形亮区,最后完全黑暗
B.先是圆形亮区,再是圆形亮环,最后完全黑暗
C.先是圆形亮环,最后完全黑暗
D.先是圆形亮环,然后是圆形亮区,最后完全黑暗
【解析】选B。在圆孔由大到小调节过程中,当孔较大时,光沿直线传播,在屏上得到圆形亮斑;当孔的直径减小到与光波的波长相近时,产生光的衍射现象,屏上将出现明、暗相间的亮环,当孔继续减小到完全闭合,没有光到达屏上时,屏上完全黑暗。所以选项B正确,故选B。
3.一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。现将其中一条缝挡住,让这束红光只通过一条缝,则在光屏上可以看到 ( )
A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是亮条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央亮条纹变宽些
C.只有一条与缝宽对应的亮条纹
D.无条纹,只存在一片红光
【解析】选B。本题一开始告诉我们产生了干涉现象,说明两缝都很窄,能够满足使红光发生明显衍射的条件,挡住一条缝后,在屏上得到的是单缝衍射图样。衍射图样和干涉图样的异同点:中央都出现亮条纹,但衍射图样中央亮条纹较宽,两侧都出现明暗相间的条纹;干涉图样为等间隔的明暗相间的条纹,而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹。只有选项B正确。
4.(多选)如图所示,甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光经过同一狭缝后的衍射图样,则下列说法正确的是 ( )
A.在真空中,a光的波长比b光大
B.在同一介质中传播,a光的传播速度比b光快
C.两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时,在光屏上b光亮纹的条数更多
D.当两束光从空气中射向玻璃时,a光不发生全反射,但b光可能发生全反射
【解析】选A、B、C。根据波长越长的,衍射条纹间距越宽,知甲图条纹间距大,则a光的波长较长,故A正确;依据f=可知,a光的频率较小,那么a光的折射率较小,根据v=知,则在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光快,故B正确;条纹间距大的,光屏上亮纹的条数少,故b光亮纹的条数更多,故C正确;发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质,且入射角大于等于临界角,故两束光从空气中射向玻璃时,均不发生全反射,故D错误。
5.夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照射得睁不开眼睛,严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃,使射出的灯光变为偏振光;同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好与灯光的振动方向垂直,但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体,假设所有的汽车前窗和前灯玻璃均按要求设置,反射光不改变振动方向。下面的措施中可行的是 ( )
A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的
B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的
C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
【解题指南】解答本题时应理解以下两点:
(1)题目所说的“前窗玻璃的透振方向”和“车灯玻璃的透振方向”都是指同一辆车的车灯和前窗玻璃。
(2)左和右都是对各自司机本身而言的。
【解析】选D。如A选项所述情景,会使自己发出的光反射回来与前窗的透振方向垂直,自己看不到反射回来的光,即看不清所照亮的物体;如B、C选项所述情景,会使对方的车灯光与自己的前窗玻璃的透振方向相同,被对方的灯光照得睁不开眼睛;如D选项所述情景,会使对方车灯的光与自己车窗的透振方向垂直,这样避免了对方强光的照射,自己车灯反射回来的光与自己车窗玻璃的透振方向相同,又能看到反射回来的光。
提升练
6.(15分)(1)甲、乙两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图像,其中图甲是光的________(选填“干涉”或“衍射”)图像。由此可以判断出图甲所对应的圆孔的孔径________(选填“大于”或“小于”)图乙所对应的圆孔的孔径。
(2)如图所示,杨氏双缝干涉实验中,下述情况能否看到干涉条纹 简单说明理由。
①在单色自然光源S后加一偏振片P。
②在①情况下,再加偏振片P1、P2,P1与P2透射光方向垂直。
【解析】(1)图甲中出现明暗相间的条纹,是衍射现象,图乙中出现圆形亮斑。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。图甲是光的衍射图样,由于光波波长很短,约在10-7m数量级上,所以图甲对应的圆孔的孔径比图乙所对应的圆孔的孔径小。图乙的形成可以用光的直线传播解释。
(2)①能。到达S1、S2的光是从同一线偏振光分解出来的,它们满足相干条件,能看到干涉条纹,且由于线偏振片很薄,对路程差的影响可忽略,干涉条纹的位置与间距和没有P时基本一致,只是强度由于偏振片的吸收作用而减弱。
②不能。由于从P1、P2射出的光振动方向相互垂直,不满足干涉条件,在①的情况下,即使有光透过,光屏E被均匀照亮,但无干涉现象。
答案:(1)衍射 小于 (2)见解析
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