4.5光的衍射 讲义
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4.5 光的衍射
一、考点梳理
考点一、三种衍射图样的特点
1．单缝衍射
(1)单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹．中央条纹最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白色条纹．
(2)波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大；单缝不变时，光波波长大的中央条纹宽，条纹间距大．
2．圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时，在光屏上出现明暗相间的圆环．如图所示．
3．圆板衍射(泊松亮斑)
(1)若在单色光(如激光)传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑．衍射图样如图所示．
(2)中央是亮斑，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环．
【典例1】(多选)关于光的衍射现象，下面说法正确的是( )
A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
B．白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹
C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射
D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射
【答案】AC
【解析】红光照到狭缝上产生的衍射图样是红暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹，光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，是衍射现象，光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项屏中大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象．
【典例2】多选)对光的衍射现象的定性分析，正确的是( )
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象
B．衍射条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
【答案】ABC
【解析】根据光的衍射现象的定义可知选项A正确；衍射图样中有亮、暗条纹，这是光波相互叠加的结果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹，选项B正确；因为衍射也是波特有的现象，所以光的衍射现象的发现为光的波动说提供了有力证据，选项C正确；当障碍物较大时，光的衍射很弱，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只是特殊情况下的近似，二者是统一的，选项D错误．
练习1、让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时，则在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)( )
A．三角形光斑 倒立的烛焰 明暗相间的圆环
B．三角形光斑 圆形光斑 倒立的烛焰
C．倒立的烛焰 圆形光斑 明暗相间的圆环
D．三角形光斑 明暗相间的圆环 倒立的烛焰
【答案】A
【解析】当三角形孔较大时，屏上出现一个三角形光斑，如图甲所示，随着三角形缓慢地收缩，光斑逐渐变小；当三角形孔小到一定程度时，屏上会出现倒立的烛焰，如图乙所示；继续使三角形孔缓慢收缩，可以观察到小孔衍射图样；当孔闭合时，屏上就会一片黑暗．
练习2、某同学使用激光器做光源，在不透光的挡板上开一条宽度为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹是( )
【答案】B
【解析】单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，故衍射条纹也是水平的，B对．
练习3、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____________________________________________________．
(3)若光通过缝S1或缝S2后在C上依次出现如图甲、乙、丙、丁所示条纹，说明了什么？____________
_________________________________________________________________________________.
【答案】(1)光的衍射 (2)双缝S1、S2太宽 (3)缝S1或缝S2越来越窄
【解析】(1)移去B后只剩下单缝，故发生单缝衍射现象形成条纹，故此条纹是由于光的衍射产生的．
(2)没有出现明暗相间的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．
(3)从四张单缝衍射图样可以看出，由题图甲到题图丁，衍射现象越来越明显，说明缝S1或S2越来越窄．
考点二、单缝衍射与双缝干涉的比较
1．不同点
(1)产生条件
(2)图样
2．相同点
(1)都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或减弱的结果．
(2)都是波特有的现象，表明光是一种波．
3．区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法
(1)根据条纹的宽度区分：双缝干涉的条纹是等宽的，条纹间的距离也是相等的；而单缝衍射的条纹，中央亮条纹最宽，两侧的条纹变窄．
(2)根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两侧亮度变化很小；而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗．
【典例1】如图所示的四幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是( )
A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄
C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫
【答案】B
【解析】双缝干涉条纹平行等距，且波长越长，条纹间距越大，而红光波长比蓝光波长长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长长，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅图为紫光的衍射图样．
【典例2】(多选)如图4(a)所示是做双缝干涉实验的示意图．先做操作1：用两块不同颜色的滤光片分别挡住双缝屏上下两半部分Ⅰ和Ⅱ；接着再做操作2：用不透明的挡板挡住b缝．若两块滤光片一块是红色，一块是蓝色，则( )
A．完成操作1后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹
B．完成操作1后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹
C．完成操作2后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹
D．完成操作2后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹
【答案】AD
【解析】(b)图中的条纹为等间距明暗相间条纹，是干涉图样，再根据条纹宽度的有关因素分析即可．(c)图为中间最宽且不等间距明暗相间条纹，是衍射条纹，再根据条纹宽度的有关因素进行分析即可．操作1是双缝干涉实验，故条纹间距相等，光屏上出现(b)图案，由图案知甲的波长大于乙的波长，故甲为红色条纹，乙为蓝色条纹，A正确；操作2是单缝衍射，条纹间距不相等，光屏上为(c)图案，再结合波长关系可知D正确．
练习1、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
【答案】A
【解析】干涉条纹是等间距的条纹，因此a、b是干涉图样，c、d是衍射图样，故A项正确，B项错误；由公式Δx＝λ可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a图样的光的波长比b图样的光的波长长，故C项错误；c图样的光的波长比d图样的光的波长长，故D项错误．
练习2、如图所示，a表示单缝，b表示双缝，用某单色光分别照射竖直放置的单缝和双缝，在缝后较远位置竖直放置的光屏上可以观察到明暗相间的条纹(图中阴影表示亮条纹)，则( )
A．图c表示单缝衍射条纹，图d表示双缝干涉条纹
B．单缝S越宽，越容易观察到对应的明暗条纹
C．双缝间距离越小，对应条纹间距越大
D．照射双缝的单色光波长越短，对应条纹间距越大
【答案】C
【解析】根据单缝衍射条纹间距不等，而双缝干涉条纹间距相等，则有图c表示双缝干涉条纹，图d表示单缝衍射条纹，故A错误；根据发生明显衍射现象的条件可知，当单缝S越窄时，越容易观察到对应的明暗条纹，故B错误；在双缝干涉中，干涉条纹的间距Δx＝λ，由公式可得，条纹间距与波长λ、缝与屏之间的距离l成正比，与双缝间的距离d成反比，故C正确，D错误．
二、夯实小练
1、(多选)对光的衍射现象的定性分析，正确的是( )
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象
B．衍射条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沿直线传播的结论
【答案】ABC
【解析】根据光的衍射现象的定义可知选项A正确；
衍射图中有亮、暗条纹，这是光波相互叠加的结果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹，选项B正确；
因为衍射也是波特有的现象，所以光的衍射现象的发现为光的波动说提供了有力证据，选项C正确；
当障碍物较大时，光的衍射很弱，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只是特殊情况下的近似，二者是统一的，选项D错误。
2、让太阳光垂直照射一块遮光板，板上有一个可以自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时，在孔后的屏上将先后出现( )
A．由大变小的三角形光斑，直至光斑消失
B．由大变小的三角形光斑、明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失
C．由大变小的三角形光斑，明暗相间的条纹，直至黑白色条纹消失
D．由大变小的三角形光斑，小圆形光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失
【答案】D
【解析】当孔足够大时，由于光的直线传播，所以屏上首先出现的是三角形光斑，之后随着孔的继续缩小，出现小孔成像，成的是太阳的像，故为小圆形光斑，随着孔的进一步缩小，当尺寸与光波波长相当时，出现明暗相间的衍射条纹，最后随孔的闭合而全部消失，所以只有D正确．
3、在学习了光的衍射现象后，徐飞回家后自己设置了一个小实验。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．先是圆环亮环，然后圆形亮区，最后完全黑暗
【答案】B
【解析】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。
4、如图所示是通过用两个刀片组成的宽度可以调节的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个图象。当狭缝宽度从1.8 mm逐渐变小时，所看到的四个图象的顺序是( )
A．abcd B．dcba C．bacd D．badc
【答案】A
【解析】当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近甚至比波长更小时即能发生明显的衍射现象。显然狭缝宽度1.8 mm远大于光的波长，故不能发生明显的衍射现象，根据光的直线传播原理，此时我们看到的应该是条纹状的光斑，即图象a，随狭缝的宽度的减小，光斑的宽度逐渐减小，在发生明显衍射前看到图象b；当发生明显衍射时，随狭缝的宽度逐渐变小，衍射条纹的宽度逐渐变大，而条纹宽度较小的是c，条纹宽度较大的是d，所以先观察到c，再观察到d。综上所述，当狭缝宽度从0.8 mm逐渐变小时，我们依次看到的四个图象的顺序是abcd，A正确。
5、如图所示的4幅明暗相间的条纹图样，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．则下面的四幅图从左到右排列，亮条纹的颜色依次是( )
A．红 黄 蓝 紫 B．红 紫 蓝 黄
C．蓝 紫 红 黄 D．蓝 黄 红 紫
【答案】B
【解析】双缝干涉条纹是等间距的条纹，单缝衍射条纹是中间最宽、两边越来越窄的条纹，因此1、3是干涉条纹，2、4是衍射条纹．干涉条纹中，光的波长越长，条纹越宽，因此1是红光，3是蓝光．同一单缝衍射条纹，波长越长，条纹越宽，因此2是紫光，4是黄光．
6、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____________．
【答案】(1)光的衍射 (2)双缝S1、S2太宽
【解析】(1)移去B后只剩下单缝，故发生单缝衍射形成条纹，故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．
7、某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图所示的衍射图样．据此可以判断出( )
A．甲是光线射到圆孔后的衍射图样，乙是光线射到圆板后的衍射图样
B．乙是光线射到圆孔后的衍射图样，甲是光线射到圆板后的衍射图样
C．甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样，甲孔的直径较大
D．甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样，乙板的直径较大
【答案】A
【解析】圆孔衍射图样是中央为大亮斑，而在圆板衍射图样中，中央为大阴影，只是在大阴影背景下中心处有一个小亮斑，此即为泊松亮斑．所以，图甲为圆孔衍射，图乙为圆板衍射．
8、(多选)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是( )
A．其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄
B．其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄
C．其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽
D．其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽
【答案】ACD
【解析】当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，条纹间距也越大，黄光波长大于绿光波长，所以A、C正确；
当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹间距会变宽，B错误；
当光的波长一定，单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距会变宽，D正确。
9、用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是( )
A．用小圆盘时中央是暗的，用小孔时中央是亮的
B．用小圆盘时中央是亮的，用小孔时中央是暗的
C．中央均为亮点的同心圆条纹
D．中央均为暗点的同心圆条纹
【答案】C
【解析】小孔或小圆盘的衍射图样，都是一系列明暗相间的圆形衍射条纹，这些条纹是一系列同心圆，且中央均为亮点，故C正确。
10、(多选)关于衍射光栅，下列说法正确的是( )
A．衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的
B．衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类
C．透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝
D．透射光栅中未刻痕的部分相当于透光的狭缝
【答案】ABD
【解析】衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的，分为透射光栅和反射光栅两类，对于透射光栅来说，当光照到刻痕上时，由于光发生漫反射而不太透光，未刻痕的部分相当于透光的狭缝，故A、B、D正确，C错误。
三、培优练习
1、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。现将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，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
【答案】B
【解析】红光射向双缝时，光屏上呈现了干涉条纹，说明两缝都很窄，能够满足使红光发生明显衍射的条件，则挡住一条窄缝后，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，干涉图样两侧为等间距的明暗相间的条纹，而衍射图样两侧为不等间距的明暗相间的条纹，且亮条纹的亮度由中央向两侧逐渐减弱，故选B。
2、(多选)关于光的干涉和衍射，下列说法正确的是( )
A．双缝干涉是两束相干光相遇时出现的干涉现象，而薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后相互叠加形成的干涉现象
B．双缝干涉时，当其他条件不变，双缝间距越小，干涉条纹间距越大，波长越长，干涉条纹间距越大
C．照相机镜头镀有增透膜，其作用是让各种色光都发生干涉相消，增强透射光
D．泊松亮斑是光的衍射现象，证明了光具有波动性
E．双缝干涉证明光是一种波，薄膜干涉证明光是一种粒子
【答案】ABD
【解析】本题考查对光的波动原理的理解。双缝干涉是两束相干光相遇的干涉现象，而薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后相互叠加形成的干涉现象，A正确；
根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ可知，其他条件不变时，双缝间距d越小，干涉条纹间距越大，波长λ越长，干涉条纹间距越大，B正确；
照相机镜头镀有增透膜，增透膜厚度为绿光在增透膜内波长的，各种色光的波长不同，不可能让各种色光都发生干涉相消，C错误；
泊松亮斑是光的衍射现象，证明了光具有波动性，D正确；
光的干涉(双缝干涉，薄膜干涉)、衍射、偏振是波所具有的特性，都可以证明光是一种波，而光电效应和康普顿效应证明光具有粒子性，E错误。
3、某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹是( )
【答案】 B
【解析】 单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，衍射条纹也是水平的，故B项正确．
4、如图所示的甲、乙、丙、丁图形中，属于有著名的泊松亮斑的衍射图样和单缝衍射图样的分别是( )
A．甲、丙 B．甲、丁
C．乙、丙 D．乙、丁
【答案】A
【解析】甲图是有泊松亮斑的衍射图样，乙图是圆孔衍射图样，丙图是单缝衍射图样，丁图是双缝干涉图样，A正确，B、C、D错误。
5、如图所示，a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果有相同的折射角。下列说法正确的是( )
A．b光在该介质中的折射率比a光大
B．做单缝衍射实验时，若其他条件相同，用b光产生的中央亮条纹要比用a光产生的中央亮条纹宽
C．用a光更易观测到泊松亮斑
D．做双缝干涉实验时，若其他条件相同，用a光产生的干涉图样中的条纹间距要比用b光产生的条纹间距大
【答案】B
【解析】由光路图可知，a光偏折程度较大，故其在该介质中的折射率较大，频率较大，波长较短；b光偏折程度较小，在该介质中的折射率较小，波长较长，易发生衍射，故用b光更易观测到泊松亮斑，A、C错误。
做单缝衍射实验时，若其他条件相同，波长越长，中央亮纹越宽，所以用b光产生的中央亮条纹较宽，B正确。做双缝干涉实验时，若其他条件相同，用b光产生的干涉图样中的条纹间距较大，D错误。
6、在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图所示．下列说法中正确的是( )
A．图中光束①是红光，光束②是蓝光
B．在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度更快
C．若光束①②先后通过同一单缝衍射装置，光束①的中央亮纹比光束②的窄
D．若光束①②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比光束②的宽
【答案】C
【解析】由图可知介质对①光的折射率比对②光的折射率大，所以①光的频率高于②光的频率，①红光折射率小于蓝光，A错；
折射率越大，在介质中的传播速度越小，B错；
①光的波长比②光的短，经同一单缝衍射成双缝干涉时入射光的波长越长，其中央亮纹越宽，D错C对．
7、(多选)蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘，而传统DVD光盘需要光盘发出红色激光来读取或写入数据。对于光存储产品来说，蓝光光盘比传统DVD光盘的存储容量大很多。如图由红、蓝两种单色光组成的复合光束射入一玻璃球体，当入射角等于60°时，其折射光束和出射光束如图所示。已知a光束第一次射出此玻璃球体后的出射光束相对复合光束的偏折角也为60°，则下列说法正确的是( )
A．该玻璃球体对a光的折射率为
B．a光在玻璃中的传播时间长
C．用a光可在光盘上记录更多的数据信息
D．通过同一单缝分别进行衍射实验时，a光中央亮条纹更宽
【答案】AD
【解析】A．由光路图可知，光线a射到玻璃球上的入射角i=60°，折射角为r=30°，则折射率为，A正确；
B．因a光的偏折程度较小，折射率较小，根据，可知，a光在玻璃球内的传播速度较大，因a光在玻璃球内的传播速度较短，可知a光在玻璃中的传播时间短，B错误；
C．因频率越大的光记录的数据量越大，因b光频率较大，可知用b光可在光盘上记录更多的数据信息，C错误；
D．因为a光的频率较小，波长较长，则通过同一单缝分别进行衍射实验时，衍射现象更明显，即a光中央亮条纹更宽，D正确。故选AD。
8、(1)(多选)下列说法正确的是( )
A．光在任何情况下都能发生明显的衍射现象
B．单缝的宽度越小，衍射现象越明显
C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
D．光的衍射现象并未否定光的直线传播结论
E．阳光下茂密的树阴中地面上的圆形亮斑是太阳的像
(2)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，则卡尺两脚间的狭缝宽度为________。
②(多选)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，正确的说法是________。
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
【答案】(1)BCDE (2)①0.25 mm ②AC
【解析】(1)根据光发生明显衍射现象的条件可知，A错误；
单缝的宽度越小，衍射现象越明显，B正确；
因衍射是波特有的现象，所以光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据，C正确；
当障碍物较大时，光的衍射不明显，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只是特殊情况下的近似，二者并不矛盾，D正确；
阳光下茂密的树阴中地面上的圆形亮斑是小孔成像，即为太阳的像，故E正确。
(2)①游标卡尺的游标尺为20分度，其精度为0.05 mm，读数＝固定刻度＋可动刻度＝0＋5×0.05 mm＝0.25 mm。
②观察光的衍射现象时，若狭缝与灯丝平行，则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的波长有关，狭缝越窄，光的波长越长，衍射条纹越宽，即衍射现象越明显，故B错误，C正确；
由c＝λf知，频率越大则光波长越短，衍射条纹越窄，故D错误。
9、ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC，由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB射入棱镜，经两次反射后光线垂直于BC射出，且在CD、AE边只有a光射出，光路图如图所示，则a、b两束光( )
A．a光的频率比b光的频率大
B．a光比b光更容易发生衍射现象
C．在棱镜内，a光的传播速度比b光的小
D．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小
【答案】 BD
【解析】 在CD边和AE边都只有a光射出，说明b光发生了全反射，而a光没有发生全反射，说明b光的临界角较小，由临界角公式sin C＝，可知b光的折射率较大，a光的频率比b光的频率小，更容易发射衍射现象，选项A错误，B正确；
根据n＝可知，在棱镜内，a光的传播速度比b光的传播速度大，选项C错误；
以相同的入射角从空气斜射入水中，根据折射定律n＝，折射率越大，折射角越小，选项D正确。
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4.5 光的衍射
一、考点梳理
考点一、三种衍射图样的特点
1．单缝衍射
(1)单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹．中央条纹最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白色条纹．
(2)波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大；单缝不变时，光波波长大的中央条纹宽，条纹间距大．
2．圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时，在光屏上出现明暗相间的圆环．如图所示．
3．圆板衍射(泊松亮斑)
(1)若在单色光(如激光)传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑．衍射图样如图所示．
(2)中央是亮斑，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环．
【典例1】(多选)关于光的衍射现象，下面说法正确的是( )
A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
B．白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹
C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射
D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射
【答案】AC
【解析】红光照到狭缝上产生的衍射图样是红暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹，光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，是衍射现象，光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项屏中大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象．
【典例2】多选)对光的衍射现象的定性分析，正确的是( )
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象
B．衍射条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
【答案】ABC
【解析】根据光的衍射现象的定义可知选项A正确；衍射图样中有亮、暗条纹，这是光波相互叠加的结果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹，选项B正确；因为衍射也是波特有的现象，所以光的衍射现象的发现为光的波动说提供了有力证据，选项C正确；当障碍物较大时，光的衍射很弱，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只是特殊情况下的近似，二者是统一的，选项D错误．
练习1、让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时，则在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)( )
A．三角形光斑 倒立的烛焰 明暗相间的圆环
B．三角形光斑 圆形光斑 倒立的烛焰
C．倒立的烛焰 圆形光斑 明暗相间的圆环
D．三角形光斑 明暗相间的圆环 倒立的烛焰
【答案】A
【解析】当三角形孔较大时，屏上出现一个三角形光斑，如图甲所示，随着三角形缓慢地收缩，光斑逐渐变小；当三角形孔小到一定程度时，屏上会出现倒立的烛焰，如图乙所示；继续使三角形孔缓慢收缩，可以观察到小孔衍射图样；当孔闭合时，屏上就会一片黑暗．
练习2、某同学使用激光器做光源，在不透光的挡板上开一条宽度为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹是( )
【答案】B
【解析】单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，故衍射条纹也是水平的，B对．
练习3、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____________________________________________________．
(3)若光通过缝S1或缝S2后在C上依次出现如图甲、乙、丙、丁所示条纹，说明了什么？____________
_________________________________________________________________________________.
【答案】(1)光的衍射 (2)双缝S1、S2太宽 (3)缝S1或缝S2越来越窄
【解析】(1)移去B后只剩下单缝，故发生单缝衍射现象形成条纹，故此条纹是由于光的衍射产生的．
(2)没有出现明暗相间的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．
(3)从四张单缝衍射图样可以看出，由题图甲到题图丁，衍射现象越来越明显，说明缝S1或S2越来越窄．
考点二、单缝衍射与双缝干涉的比较
1．不同点
(1)产生条件
(2)图样
2．相同点
(1)都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或减弱的结果．
(2)都是波特有的现象，表明光是一种波．
3．区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法
(1)根据条纹的宽度区分：双缝干涉的条纹是等宽的，条纹间的距离也是相等的；而单缝衍射的条纹，中央亮条纹最宽，两侧的条纹变窄．
(2)根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两侧亮度变化很小；而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗．
【典例1】如图所示的四幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是( )
A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄
C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫
【答案】B
【解析】双缝干涉条纹平行等距，且波长越长，条纹间距越大，而红光波长比蓝光波长长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长长，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅图为紫光的衍射图样．
【典例2】(多选)如图4(a)所示是做双缝干涉实验的示意图．先做操作1：用两块不同颜色的滤光片分别挡住双缝屏上下两半部分Ⅰ和Ⅱ；接着再做操作2：用不透明的挡板挡住b缝．若两块滤光片一块是红色，一块是蓝色，则( )
A．完成操作1后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹
B．完成操作1后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹
C．完成操作2后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹
D．完成操作2后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹
【答案】AD
【解析】(b)图中的条纹为等间距明暗相间条纹，是干涉图样，再根据条纹宽度的有关因素分析即可．(c)图为中间最宽且不等间距明暗相间条纹，是衍射条纹，再根据条纹宽度的有关因素进行分析即可．操作1是双缝干涉实验，故条纹间距相等，光屏上出现(b)图案，由图案知甲的波长大于乙的波长，故甲为红色条纹，乙为蓝色条纹，A正确；操作2是单缝衍射，条纹间距不相等，光屏上为(c)图案，再结合波长关系可知D正确．
练习1、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
【答案】A
【解析】干涉条纹是等间距的条纹，因此a、b是干涉图样，c、d是衍射图样，故A项正确，B项错误；由公式Δx＝λ可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a图样的光的波长比b图样的光的波长长，故C项错误；c图样的光的波长比d图样的光的波长长，故D项错误．
练习2、如图所示，a表示单缝，b表示双缝，用某单色光分别照射竖直放置的单缝和双缝，在缝后较远位置竖直放置的光屏上可以观察到明暗相间的条纹(图中阴影表示亮条纹)，则( )
A．图c表示单缝衍射条纹，图d表示双缝干涉条纹
B．单缝S越宽，越容易观察到对应的明暗条纹
C．双缝间距离越小，对应条纹间距越大
D．照射双缝的单色光波长越短，对应条纹间距越大
【答案】C
【解析】根据单缝衍射条纹间距不等，而双缝干涉条纹间距相等，则有图c表示双缝干涉条纹，图d表示单缝衍射条纹，故A错误；根据发生明显衍射现象的条件可知，当单缝S越窄时，越容易观察到对应的明暗条纹，故B错误；在双缝干涉中，干涉条纹的间距Δx＝λ，由公式可得，条纹间距与波长λ、缝与屏之间的距离l成正比，与双缝间的距离d成反比，故C正确，D错误．
二、夯实小练
1、(多选)对光的衍射现象的定性分析，正确的是( )
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象
B．衍射条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沿直线传播的结论
【答案】ABC
【解析】根据光的衍射现象的定义可知选项A正确；
衍射图中有亮、暗条纹，这是光波相互叠加的结果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹，选项B正确；
因为衍射也是波特有的现象，所以光的衍射现象的发现为光的波动说提供了有力证据，选项C正确；
当障碍物较大时，光的衍射很弱，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只是特殊情况下的近似，二者是统一的，选项D错误。
2、让太阳光垂直照射一块遮光板，板上有一个可以自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时，在孔后的屏上将先后出现( )
A．由大变小的三角形光斑，直至光斑消失
B．由大变小的三角形光斑、明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失
C．由大变小的三角形光斑，明暗相间的条纹，直至黑白色条纹消失
D．由大变小的三角形光斑，小圆形光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失
【答案】D
【解析】当孔足够大时，由于光的直线传播，所以屏上首先出现的是三角形光斑，之后随着孔的继续缩小，出现小孔成像，成的是太阳的像，故为小圆形光斑，随着孔的进一步缩小，当尺寸与光波波长相当时，出现明暗相间的衍射条纹，最后随孔的闭合而全部消失，所以只有D正确．
3、在学习了光的衍射现象后，徐飞回家后自己设置了一个小实验。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．先是圆环亮环，然后圆形亮区，最后完全黑暗
【答案】B
【解析】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。
4、如图所示是通过用两个刀片组成的宽度可以调节的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个图象。当狭缝宽度从1.8 mm逐渐变小时，所看到的四个图象的顺序是( )
A．abcd B．dcba C．bacd D．badc
【答案】A
【解析】当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近甚至比波长更小时即能发生明显的衍射现象。显然狭缝宽度1.8 mm远大于光的波长，故不能发生明显的衍射现象，根据光的直线传播原理，此时我们看到的应该是条纹状的光斑，即图象a，随狭缝的宽度的减小，光斑的宽度逐渐减小，在发生明显衍射前看到图象b；当发生明显衍射时，随狭缝的宽度逐渐变小，衍射条纹的宽度逐渐变大，而条纹宽度较小的是c，条纹宽度较大的是d，所以先观察到c，再观察到d。综上所述，当狭缝宽度从0.8 mm逐渐变小时，我们依次看到的四个图象的顺序是abcd，A正确。
5、如图所示的4幅明暗相间的条纹图样，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．则下面的四幅图从左到右排列，亮条纹的颜色依次是( )
A．红 黄 蓝 紫 B．红 紫 蓝 黄
C．蓝 紫 红 黄 D．蓝 黄 红 紫
【答案】B
【解析】双缝干涉条纹是等间距的条纹，单缝衍射条纹是中间最宽、两边越来越窄的条纹，因此1、3是干涉条纹，2、4是衍射条纹．干涉条纹中，光的波长越长，条纹越宽，因此1是红光，3是蓝光．同一单缝衍射条纹，波长越长，条纹越宽，因此2是紫光，4是黄光．
6、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____________．
【答案】(1)光的衍射 (2)双缝S1、S2太宽
【解析】(1)移去B后只剩下单缝，故发生单缝衍射形成条纹，故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．
7、某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图所示的衍射图样．据此可以判断出( )
A．甲是光线射到圆孔后的衍射图样，乙是光线射到圆板后的衍射图样
B．乙是光线射到圆孔后的衍射图样，甲是光线射到圆板后的衍射图样
C．甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样，甲孔的直径较大
D．甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样，乙板的直径较大
【答案】A
【解析】圆孔衍射图样是中央为大亮斑，而在圆板衍射图样中，中央为大阴影，只是在大阴影背景下中心处有一个小亮斑，此即为泊松亮斑．所以，图甲为圆孔衍射，图乙为圆板衍射．
8、(多选)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是( )
A．其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄
B．其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄
C．其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽
D．其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽
【答案】ACD
【解析】当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，条纹间距也越大，黄光波长大于绿光波长，所以A、C正确；
当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹间距会变宽，B错误；
当光的波长一定，单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距会变宽，D正确。
9、用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是( )
A．用小圆盘时中央是暗的，用小孔时中央是亮的
B．用小圆盘时中央是亮的，用小孔时中央是暗的
C．中央均为亮点的同心圆条纹
D．中央均为暗点的同心圆条纹
【答案】C
【解析】小孔或小圆盘的衍射图样，都是一系列明暗相间的圆形衍射条纹，这些条纹是一系列同心圆，且中央均为亮点，故C正确。
10、(多选)关于衍射光栅，下列说法正确的是( )
A．衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的
B．衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类
C．透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝
D．透射光栅中未刻痕的部分相当于透光的狭缝
【答案】ABD
【解析】衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的，分为透射光栅和反射光栅两类，对于透射光栅来说，当光照到刻痕上时，由于光发生漫反射而不太透光，未刻痕的部分相当于透光的狭缝，故A、B、D正确，C错误。
三、培优练习
1、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。现将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，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
【答案】B
【解析】红光射向双缝时，光屏上呈现了干涉条纹，说明两缝都很窄，能够满足使红光发生明显衍射的条件，则挡住一条窄缝后，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，干涉图样两侧为等间距的明暗相间的条纹，而衍射图样两侧为不等间距的明暗相间的条纹，且亮条纹的亮度由中央向两侧逐渐减弱，故选B。
2、(多选)关于光的干涉和衍射，下列说法正确的是( )
A．双缝干涉是两束相干光相遇时出现的干涉现象，而薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后相互叠加形成的干涉现象
B．双缝干涉时，当其他条件不变，双缝间距越小，干涉条纹间距越大，波长越长，干涉条纹间距越大
C．照相机镜头镀有增透膜，其作用是让各种色光都发生干涉相消，增强透射光
D．泊松亮斑是光的衍射现象，证明了光具有波动性
E．双缝干涉证明光是一种波，薄膜干涉证明光是一种粒子
【答案】ABD
【解析】本题考查对光的波动原理的理解。双缝干涉是两束相干光相遇的干涉现象，而薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后相互叠加形成的干涉现象，A正确；
根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ可知，其他条件不变时，双缝间距d越小，干涉条纹间距越大，波长λ越长，干涉条纹间距越大，B正确；
照相机镜头镀有增透膜，增透膜厚度为绿光在增透膜内波长的，各种色光的波长不同，不可能让各种色光都发生干涉相消，C错误；
泊松亮斑是光的衍射现象，证明了光具有波动性，D正确；
光的干涉(双缝干涉，薄膜干涉)、衍射、偏振是波所具有的特性，都可以证明光是一种波，而光电效应和康普顿效应证明光具有粒子性，E错误。
3、某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹是( )
【答案】 B
【解析】 单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，衍射条纹也是水平的，故B项正确．
4、如图所示的甲、乙、丙、丁图形中，属于有著名的泊松亮斑的衍射图样和单缝衍射图样的分别是( )
A．甲、丙 B．甲、丁
C．乙、丙 D．乙、丁
【答案】A
【解析】甲图是有泊松亮斑的衍射图样，乙图是圆孔衍射图样，丙图是单缝衍射图样，丁图是双缝干涉图样，A正确，B、C、D错误。
5、如图所示，a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果有相同的折射角。下列说法正确的是( )
A．b光在该介质中的折射率比a光大
B．做单缝衍射实验时，若其他条件相同，用b光产生的中央亮条纹要比用a光产生的中央亮条纹宽
C．用a光更易观测到泊松亮斑
D．做双缝干涉实验时，若其他条件相同，用a光产生的干涉图样中的条纹间距要比用b光产生的条纹间距大
【答案】B
【解析】由光路图可知，a光偏折程度较大，故其在该介质中的折射率较大，频率较大，波长较短；b光偏折程度较小，在该介质中的折射率较小，波长较长，易发生衍射，故用b光更易观测到泊松亮斑，A、C错误。
做单缝衍射实验时，若其他条件相同，波长越长，中央亮纹越宽，所以用b光产生的中央亮条纹较宽，B正确。做双缝干涉实验时，若其他条件相同，用b光产生的干涉图样中的条纹间距较大，D错误。
6、在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图所示．下列说法中正确的是( )
A．图中光束①是红光，光束②是蓝光
B．在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度更快
C．若光束①②先后通过同一单缝衍射装置，光束①的中央亮纹比光束②的窄
D．若光束①②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比光束②的宽
【答案】C
【解析】由图可知介质对①光的折射率比对②光的折射率大，所以①光的频率高于②光的频率，①红光折射率小于蓝光，A错；
折射率越大，在介质中的传播速度越小，B错；
①光的波长比②光的短，经同一单缝衍射成双缝干涉时入射光的波长越长，其中央亮纹越宽，D错C对．
7、(多选)蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘，而传统DVD光盘需要光盘发出红色激光来读取或写入数据。对于光存储产品来说，蓝光光盘比传统DVD光盘的存储容量大很多。如图由红、蓝两种单色光组成的复合光束射入一玻璃球体，当入射角等于60°时，其折射光束和出射光束如图所示。已知a光束第一次射出此玻璃球体后的出射光束相对复合光束的偏折角也为60°，则下列说法正确的是( )
A．该玻璃球体对a光的折射率为
B．a光在玻璃中的传播时间长
C．用a光可在光盘上记录更多的数据信息
D．通过同一单缝分别进行衍射实验时，a光中央亮条纹更宽
【答案】AD
【解析】A．由光路图可知，光线a射到玻璃球上的入射角i=60°，折射角为r=30°，则折射率为，A正确；
B．因a光的偏折程度较小，折射率较小，根据，可知，a光在玻璃球内的传播速度较大，因a光在玻璃球内的传播速度较短，可知a光在玻璃中的传播时间短，B错误；
C．因频率越大的光记录的数据量越大，因b光频率较大，可知用b光可在光盘上记录更多的数据信息，C错误；
D．因为a光的频率较小，波长较长，则通过同一单缝分别进行衍射实验时，衍射现象更明显，即a光中央亮条纹更宽，D正确。故选AD。
8、(1)(多选)下列说法正确的是( )
A．光在任何情况下都能发生明显的衍射现象
B．单缝的宽度越小，衍射现象越明显
C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
D．光的衍射现象并未否定光的直线传播结论
E．阳光下茂密的树阴中地面上的圆形亮斑是太阳的像
(2)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，则卡尺两脚间的狭缝宽度为________。
②(多选)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，正确的说法是________。
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
【答案】(1)BCDE (2)①0.25 mm ②AC
【解析】(1)根据光发生明显衍射现象的条件可知，A错误；
单缝的宽度越小，衍射现象越明显，B正确；
因衍射是波特有的现象，所以光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据，C正确；
当障碍物较大时，光的衍射不明显，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只是特殊情况下的近似，二者并不矛盾，D正确；
阳光下茂密的树阴中地面上的圆形亮斑是小孔成像，即为太阳的像，故E正确。
(2)①游标卡尺的游标尺为20分度，其精度为0.05 mm，读数＝固定刻度＋可动刻度＝0＋5×0.05 mm＝0.25 mm。
②观察光的衍射现象时，若狭缝与灯丝平行，则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的波长有关，狭缝越窄，光的波长越长，衍射条纹越宽，即衍射现象越明显，故B错误，C正确；
由c＝λf知，频率越大则光波长越短，衍射条纹越窄，故D错误。
9、ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC，由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB射入棱镜，经两次反射后光线垂直于BC射出，且在CD、AE边只有a光射出，光路图如图所示，则a、b两束光( )
A．a光的频率比b光的频率大
B．a光比b光更容易发生衍射现象
C．在棱镜内，a光的传播速度比b光的小
D．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小
【答案】 BD
【解析】 在CD边和AE边都只有a光射出，说明b光发生了全反射，而a光没有发生全反射，说明b光的临界角较小，由临界角公式sin C＝，可知b光的折射率较大，a光的频率比b光的频率小，更容易发射衍射现象，选项A错误，B正确；
根据n＝可知，在棱镜内，a光的传播速度比b光的传播速度大，选项C错误；
以相同的入射角从空气斜射入水中，根据折射定律n＝，折射率越大，折射角越小，选项D正确。
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