高中物理选修3－4 第十三章光 5光的衍射

第十三章　光
5　光 的 衍 射
知能要点
1. 能说明光的衍射现象.
2. 掌握产生明显衍射的条件并能根据条件进行判断.
　　　　　　　　　　　
基础巩固　飞跃，这里是最好的起点……
1. 人隔着墙说话，能听见声音而看不见人，下列说法中解释正确的是(　　)．21*cnjy*com
A. 光波是电磁波，而声波是纵波
B. 光波是横波，而声波是机械波
C. 光速太大
D. 声波波长大，光波波长小
2. 下面几种光学现象中，属于光的衍射现象的是(　　)．
A. 浮在水面上的薄油层在太阳光的照射下呈现各种不同颜色
B. 将两块平玻璃片紧紧捏在一起会从玻璃片表面上看到彩色花纹
C. 通过并在一起的两根铅笔间的狭缝看远处与缝平行的线状白炽灯会看到彩色条纹
D. 雨后的彩虹
3. 让太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有一个自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地变小直到闭合时，在孔后的屏上先后出现(　　)．
A. 由大到小的三角形光斑，直至光斑消失
B. 由大到小的三角形亮斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失
C. 由大到小的三角形光斑，明暗相间的黑白条纹，直至黑白条纹消失
D. 由大到小的三角形光斑，小圆形光纹，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失
4. 甲、乙为单色光通过窄缝后形成明暗相间的两种条纹图样，下列判断正确的是（图中黑色表示的条纹代表明条纹）
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
5. 在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中，下列说法正确的是(　　)．
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. 照射光的频率越高，衍射现象越显著
6 关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是________。
A．有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象
B．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等
C．能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小
D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
思维拓展　课内与课外的桥梁是这样架起的……
7. 如图所示，a、b两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象，其中图a是光的________(填“干涉”或“衍射”)图象．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a所对应的圆孔的孔径．21*cnjy*com
8. 沙尘暴是由于土地沙化引起的一种恶劣的天气现象，对人类的生存造成极大的危害，发生沙尘暴时能见度只有几十米甚至几米，天空变黄变暗．这是由于在这种情况下(　　)．
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. 只有频率较高的一部分光才能到达地面
D. 只有频率较低的一部分光才能到达地面
9. 把两只铅笔并在一起，中间留一条窄缝，使窄缝处于水平．将眼睛通过这条窄缝去看远处水平放置的点亮的日光灯，并使窄缝的方向跟灯管平行，这时可以看到彩色的衍射条纹．下列说法中正确的有(　　)．
A. 看到的每条衍射条纹都是竖直方向的直线
B. 看到的衍射条纹是上下对称，而且是分布均匀的
C. 稍用力将铅笔压紧，使窄缝更窄一些，将看到衍射区域增大，条纹间距增大，亮度减弱
D. 稍用力将铅笔压紧，使窄缝更窄一些，将看到衍射区域减小，条纹间距减小，亮度减弱
10. 用a、b两单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的光屏上得到如图所示的干涉图像，其中图甲是a单色光束照射时形成的图像，图乙是b单色光束照射时形成的图像，则下列关于a、b两束单色光的说法中正确的是(　　)．
A. 在真空中a光束的波长比b光束的波长小
B. 两束光都以相同的入射角从水中射向空气时，若a光束在两界面上发生了全反射，则b光束也一定发生了全反射
C. 它们在真空中具有相同大小的传播速度
D. 在相同条件下，a光束比b光束更容易产生明显的衍射现象
11. 某同学把卡尺间的窄缝调节到0.5 mm去观察某一线光源，看到了彩色条纹．他把缝的宽度增加到0.8 mm，再观察同一光源，看到的现象是_____________________________，21*cnjy*com
但亮度增大．若他把缝的宽度减小到0.2 mm，则看到的现象是________________．这说明在衍射现象中，衍射图样条纹的宽度及亮度与________有关，当其________时，衍射现象更为明显．
开放探究　对未知的探究，你也行！
12. 某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚之间形成的狭缝观察光的衍射．
(1)若某次观察光的衍射时游标卡尺的示数如图所示，则卡尺两测脚间的狭缝宽度为________．
(2)在利用游标卡尺两脚之间形成的狭缝观察光的衍射总结出的以下几点中，正确的是________．
A. 若狭缝与灯丝平行，则衍射条纹与狭缝平行
B. 衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关，狭缝越窄，衍射条纹越窄
C. 衍射条纹的间距与光的波长有关，光的波长越长，衍射条纹越宽
D. 衍射条纹的间距与光的频率有关，光的频率越大，衍射条纹越宽
13　某同学自己动手制作如图所示的装置观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，整个装置位于一暗箱中，实验过程如下：
①该同学用一束太阳光照射A屏时，屏C上没有出现干涉条纹；移去B后，在屏上出现不等间距条纹，此条纹是由于________产生的。
②移去A后，遮住缝S1或缝S2中的任一个，C上均出现一窄亮斑。出现以上实验结果的主要原因是________________________。
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14.(2013全国卷大纲版)．下列现象中，属于光的衍射的是（ ）
A．雨后出现彩虹 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
15.（2012上海）下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则（ ）
A.甲为紫光的干涉图样 B.乙为紫光的干涉图样
C.丙为红光的干涉图样 D.丁为红光的干涉图样21*cnjy*com
参考答案
5　光 的 衍 射
6. 波均能发生干涉现象和衍射现象，A错误；两列波相遇若能发生干涉，两列波的频率必须相等，B正确；由明显衍射现象的条件可知，C正确；在干涉图样中，振动加强点的质点振动的振幅最大，位移仍然随时间变化，其位移可以比振动减弱点还小，D错误。
7. 衍射　小于　解析：本题考查发生明显光的衍射现象的条件．当障碍物(或孔)的尺寸跟光的波长相比拟，或比光波长小时，能观察到明显的衍射现象，图A出现的是衍射现象，图B为直线传播，故图A所对应的圆孔的孔径小于图B所对应的圆孔的孔径．
8. B、D　解析：本题考查发生明显光的衍射现象的条件．由于部分波长较长的光或频率较低的光能发生明显的衍射现象，故B、D正确．
9. C　解析：本题考查观察光的衍射现象的实验中相关问题．此实验所观察到的衍射条纹是与灯管平行的彩色条纹，且分布不均匀；当稍用力将铅笔压紧，使窄缝更窄一些，衍射现象更明显，将看到衍射区域增大，条纹间距增大，但透射的光较少，亮度减弱．故选项C正确．
10.　BCD
11. 彩色条纹变窄　彩色条纹变宽但亮度减弱　单缝宽度　变窄
解析：当窄缝宽度变窄时，它和光波的波长越接近，衍射现象越明显，同时通过窄缝的光能越少，到达光屏上的宽度越宽，亮度就越弱．
12. (1)0.40mm　(2)A、C
解析：(1)卡尺游标尺为20分度，其精度为 mm＝0.05 mm.
读数＝固定刻度＋可动刻度＝0＋8×0.05 mm＝0.40mm.
(2)观察光的衍射现象时，狭缝必须与灯丝平行，而衍射条纹与狭缝平行，A正确；衍射现象明显与否与缝宽和光波长有关．狭缝越窄，光波长越长，现象越明显，故B错误，C正确；由c＝λν知，频率越高则光波长越短，衍射现象越不明显，故D错误．
13.　(2)①移动B后只剩下单缝，故发生单缝衍射形成条纹，此条纹是由于光的衍射产生的。
②没有出现条纹而只出现一个窄亮斑，说明衍射现象不明显，故主要原因是双缝S1、S2太宽。
14.B
15.B解析:光通过双缝产生干涉图样，通过单缝产生衍射图样，选项C、D错误。而干涉图样为明暗相间的条纹，且条纹间距为，光的波长越长，条纹间距越大，紫光的波长短，因而紫光干涉图样的条纹间距小，选项B正确。