湖北省阳新高中高中物理选修3-4《第二节光的衍射》习题
文档属性
| 名称 | 湖北省阳新高中高中物理选修3-4《第二节光的衍射》习题 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 16.9KB | ||
| 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 | 2012-11-23 16:05:40 | ||
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文档简介
第二节光的衍射 习题
1．肥皂泡呈现的彩色是由于______现象产生的；露珠呈现的彩色是由于______现象形成的；通过狭缝看到的白光形成的彩色条纹是由于______现象产生的。
2．用单色平行光照射单缝，观察单缝衍射现象，下列说法中正确的是：（ ）
A．缝越窄，衍射现象越显著；
B．缝越宽，衍射现象越显著；
C．照射光的波长越长，衍射现象越显著；
D．照射光的波长越短，衍射现象越显著。
3．对衍射现象的定性分析，不正确的是（ ）
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲传播的现象；
B．衍射花纹图样是光波相互叠加的结果；
C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据；
D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论。
4．下列关于衍射的说法中，正确的是（ ）
A．衍射现象中衍射花样的明暗条纹的出现是光干涉的结果；
B．双缝干涉中也存在着光衍射现象；
C．影的存在是一个与衍射相矛盾的客观事实；
D．一切波都可以产生衍射。
5．下列现象中，能产生明显衍射的是（ ）
A．光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多；
B．光的波长与孔或障碍物的尺寸可相比；
C．光的波长等于孔或障碍物的大小；
D．光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多。
6．下列有关泊松亮斑正确的说法是（ ）
A．泊松亮斑只能在实验中看到，无法用波动理论解释；
B．泊松亮斑既可以在实验中看到，又可以用波动理论证明；
C．泊松亮斑只是一种理论假设，没有被实验证明；
D．泊松亮斑是指用光照射不透明的圆盘时阴影的中心出现一个亮斑。
参考答案：
1．光的干涉；光的色散；光的干涉。 2．A，C。 3．D。 4．A，B，D。 5．A，B，C。 6．B，D。
【例1】用游标卡尺的两测脚形成一条狭缝，当狭缝的宽度不同，或用不同的单色光照射同一个狭缝时，看到的现象有何不同？
【答】当狭缝较宽，光的波长比缝宽小得多时，只能看到一个亮条，显示光是沿直线传播的．
当狭缝较窄，可以与光的波长相比时，会产生明显的衍射现象，在屏中央显示一条比光源的真实宽度宽得多的亮条．在它两侧对称地排列着亮度比中央亮条较弱的明条纹．在照射光波长一定时，狭缝越窄，中央亮度越宽，两侧的亮条离中央亮条越远．
在狭缝宽度一定时，照射光的波长越长，中央亮度越宽，同样，两侧的亮条离中央亮条也越远．
【说明】衍射是光本来所具有的特点，使光呈现明显的衍射现象则需要满足一定的条件．
【例2】关于光的衍射现象，下面说法正确的有 [ ]
A．只有当光的波长等于障碍物或小孔的尺寸时，才会发生光的衍射现象
B．当光的波长大于障碍物尺寸时，完全不产生衍射现象
C．发生小孔衍射时，若减小小孔直径，条纹变亮
D．发生小孔衍射时，若略为增大小孔直径，条纹变亮
［解答］选（D）．
错选（A）、（B）是因为没有很好理解衍射的条件．光离开直线传播的路线进入障碍物的几何阴影里去的现象叫做光的衍射．任何障碍物都可以使光发生衍射，但当障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或小于光的波长时，将产生明显的衍射现象．现象“明显”了，才容易被观察到，所以衍射并不要求波长与障碍物或孔的尺寸一定相等．当发生小孔衍射时，孔径越小，衍射越明显（屏上衍射图样分布的范围越大）．但由于孔小通过孔的光的能量少，故而图样将变暗．［误解］选（C），认为衍射越明显就是衍射条纹越亮，犯了想当然的错误．
【例3】用红光照射杨氏实验中的双缝，在屏上呈现明暗相间的干涉条纹．如果将其中一条缝挡住，用红光只照射一条缝，那么在屏上呈现的是 [ ]
A．与原来的条纹间隔不同的不均匀分布的明暗相间条纹
B．与原来的条纹间隔相同的均匀分布的明暗相间条纹
C．一条红色亮纹，没有明暗相隔的条纹
D．光源的像
【分析】挡住一条纹后，变为单缝衍射，屏上呈现的衍射条纹是中央最宽最亮、两边不等间距分布的明暗相间条纹．
【答】A．
【例4】a、b两束平行的单色光，当它们从空气射入水中时，发现b的折射线更靠近法线，由此可判定 [ ]
A．a比b更容易发生衍射现象
B．在水中a的波长较短
C．在水中b的速度较大
D．单色光b的频率较低
【分析】由折射率的定义可知，水对b光的折射率大（nb＞na），b光在水中的速度小（vb＜va），表示b光的频率大（νb＞νa）．由波长、频率、波速的关系可知，b光的波长短（λb＜λa），所以a光更容易发生衍射．
【答】A．
【例5】有关光的干涉、衍射的现象中，下列说法中正确的是
[ ]
A．无论用什么色光做双缝干涉实验，中央一定是亮纹
B．用白光做双缝干涉实验时，得到的彩色条纹中最靠近中央的是红光
C．用白光做单缝衍射实验，得到的彩条中偏离中央最远的是红光
D．涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，是由于增透膜增强了对紫光的透射
【分析】双缝干涉中，屏上某处的亮、暗，决定于该处到达双缝的程差．因为中央到双缝的程差恒为零，从双缝发出的光在中央一定是同相叠加，所以始终是亮纹．
因为双缝实验中屏上干涉条纹的间距与入射光波长成正比，白光中的紫光波长最短，其条纹间距也最小，所以得到的彩色条纹中最靠近中央的是紫色，不是红色．
白光中红光的波长最长，对同样的单缝，红光的衍射现象最明显，得到的中央亮纹最宽，所以彩条中偏离中央最远的是红光．
照相机镜头涂的增透膜，通常是针对人眼最敏感的绿光设计的，使从镜头反射的绿光干涉相消，而对太阳光中红光和紫光并没有显著削弱，所以看上去呈淡紫色，并不是增强了对紫光的透射．
【答】A、C．
1．肥皂泡呈现的彩色是由于______现象产生的；露珠呈现的彩色是由于______现象形成的；通过狭缝看到的白光形成的彩色条纹是由于______现象产生的。
2．用单色平行光照射单缝，观察单缝衍射现象，下列说法中正确的是：（ ）
A．缝越窄，衍射现象越显著；
B．缝越宽，衍射现象越显著；
C．照射光的波长越长，衍射现象越显著；
D．照射光的波长越短，衍射现象越显著。
3．对衍射现象的定性分析，不正确的是（ ）
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲传播的现象；
B．衍射花纹图样是光波相互叠加的结果；
C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据；
D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论。
4．下列关于衍射的说法中，正确的是（ ）
A．衍射现象中衍射花样的明暗条纹的出现是光干涉的结果；
B．双缝干涉中也存在着光衍射现象；
C．影的存在是一个与衍射相矛盾的客观事实；
D．一切波都可以产生衍射。
5．下列现象中，能产生明显衍射的是（ ）
A．光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多；
B．光的波长与孔或障碍物的尺寸可相比；
C．光的波长等于孔或障碍物的大小；
D．光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多。
6．下列有关泊松亮斑正确的说法是（ ）
A．泊松亮斑只能在实验中看到，无法用波动理论解释；
B．泊松亮斑既可以在实验中看到，又可以用波动理论证明；
C．泊松亮斑只是一种理论假设，没有被实验证明；
D．泊松亮斑是指用光照射不透明的圆盘时阴影的中心出现一个亮斑。
参考答案：
1．光的干涉；光的色散；光的干涉。 2．A，C。 3．D。 4．A，B，D。 5．A，B，C。 6．B，D。
【例1】用游标卡尺的两测脚形成一条狭缝，当狭缝的宽度不同，或用不同的单色光照射同一个狭缝时，看到的现象有何不同？
【答】当狭缝较宽，光的波长比缝宽小得多时，只能看到一个亮条，显示光是沿直线传播的．
当狭缝较窄，可以与光的波长相比时，会产生明显的衍射现象，在屏中央显示一条比光源的真实宽度宽得多的亮条．在它两侧对称地排列着亮度比中央亮条较弱的明条纹．在照射光波长一定时，狭缝越窄，中央亮度越宽，两侧的亮条离中央亮条越远．
在狭缝宽度一定时，照射光的波长越长，中央亮度越宽，同样，两侧的亮条离中央亮条也越远．
【说明】衍射是光本来所具有的特点，使光呈现明显的衍射现象则需要满足一定的条件．
【例2】关于光的衍射现象，下面说法正确的有 [ ]
A．只有当光的波长等于障碍物或小孔的尺寸时，才会发生光的衍射现象
B．当光的波长大于障碍物尺寸时，完全不产生衍射现象
C．发生小孔衍射时，若减小小孔直径，条纹变亮
D．发生小孔衍射时，若略为增大小孔直径，条纹变亮
［解答］选（D）．
错选（A）、（B）是因为没有很好理解衍射的条件．光离开直线传播的路线进入障碍物的几何阴影里去的现象叫做光的衍射．任何障碍物都可以使光发生衍射，但当障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或小于光的波长时，将产生明显的衍射现象．现象“明显”了，才容易被观察到，所以衍射并不要求波长与障碍物或孔的尺寸一定相等．当发生小孔衍射时，孔径越小，衍射越明显（屏上衍射图样分布的范围越大）．但由于孔小通过孔的光的能量少，故而图样将变暗．［误解］选（C），认为衍射越明显就是衍射条纹越亮，犯了想当然的错误．
【例3】用红光照射杨氏实验中的双缝，在屏上呈现明暗相间的干涉条纹．如果将其中一条缝挡住，用红光只照射一条缝，那么在屏上呈现的是 [ ]
A．与原来的条纹间隔不同的不均匀分布的明暗相间条纹
B．与原来的条纹间隔相同的均匀分布的明暗相间条纹
C．一条红色亮纹，没有明暗相隔的条纹
D．光源的像
【分析】挡住一条纹后，变为单缝衍射，屏上呈现的衍射条纹是中央最宽最亮、两边不等间距分布的明暗相间条纹．
【答】A．
【例4】a、b两束平行的单色光，当它们从空气射入水中时，发现b的折射线更靠近法线，由此可判定 [ ]
A．a比b更容易发生衍射现象
B．在水中a的波长较短
C．在水中b的速度较大
D．单色光b的频率较低
【分析】由折射率的定义可知，水对b光的折射率大（nb＞na），b光在水中的速度小（vb＜va），表示b光的频率大（νb＞νa）．由波长、频率、波速的关系可知，b光的波长短（λb＜λa），所以a光更容易发生衍射．
【答】A．
【例5】有关光的干涉、衍射的现象中，下列说法中正确的是
[ ]
A．无论用什么色光做双缝干涉实验，中央一定是亮纹
B．用白光做双缝干涉实验时，得到的彩色条纹中最靠近中央的是红光
C．用白光做单缝衍射实验，得到的彩条中偏离中央最远的是红光
D．涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，是由于增透膜增强了对紫光的透射
【分析】双缝干涉中，屏上某处的亮、暗，决定于该处到达双缝的程差．因为中央到双缝的程差恒为零，从双缝发出的光在中央一定是同相叠加，所以始终是亮纹．
因为双缝实验中屏上干涉条纹的间距与入射光波长成正比，白光中的紫光波长最短，其条纹间距也最小，所以得到的彩色条纹中最靠近中央的是紫色，不是红色．
白光中红光的波长最长，对同样的单缝，红光的衍射现象最明显，得到的中央亮纹最宽，所以彩条中偏离中央最远的是红光．
照相机镜头涂的增透膜，通常是针对人眼最敏感的绿光设计的，使从镜头反射的绿光干涉相消，而对太阳光中红光和紫光并没有显著削弱，所以看上去呈淡紫色，并不是增强了对紫光的透射．
【答】A、C．