第十六章翰林汇翰林汇翰林汇翰林汇光的波动性目的要求：了解光的“微粒说”与“波动说”，熟悉相干条件，掌握双缝干预的特征及规律、条纹分布情况及明、暗纹位置特征；熟悉薄膜干预的特征及其应用。掌握产生明显衍射现象的条件及条纹特征，熟悉电磁波谱和各种电磁波的产生机理、根本特征及应用类型。熟悉光电效应现象所遵循的根本规律，了解光的波粒二象性。重点难点：教具：过程及内容：第1课光的波动性根底知识一、光的干预dSS/acb1.产生相干光源的方法（必须保证r相同）。SS1S2⑴利用激光；⑵将一束光分为两束。2．双缝干预的定量分析如以下图，缝屏间距L远大于双缝间距d，O点与双缝S1和S2等间距，那么当双缝中发出光同时射到O点附近的P点时，两束光波的路程差为δ=r2－r1.由几何关系得r12=L2+(x－)2，r22=L2+(x+)2.考虑到L》d和L》x，可得δ=.··假设光波长为λ，那么当δ=±kλ（k=0，1，2，…）时，两束光叠加干预加强；当δ=±(2k－1)(k=1，2，3，…)时，两束光叠加干预减弱，据此不难推算出（1）明纹坐标x=±kλ（k=0，1，2，…）-20-/20\n（2）暗纹坐标x=±(2k－1)·（k=1，2，…）（3）条纹间距△x=λ.上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法。结论：由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生．当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，即δ=kλ，该处的光互相加强，出现亮条纹；当到达某点的路程差为半波长奇数倍时，既δ=，该点光互相消弱，出现暗条纹；条纹间距离与单色光波长成正比．∝λ，所以用白光作双缝干预实验时，屏的中央是白色亮纹，两边是彩色条纹，离中央白色亮纹最近的是紫色亮纹。【例1】．在双缝干预实验中，双缝到光屏上P点的距离之差0．6μm，假设分别用频率为f1=5.01014Hz和f2=7．51014Hz的单色光垂直照射双缝，那么P点出现明、暗条纹的情况是（）A．单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹B．单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹c．单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现略条纹D．单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹解析：如以下图，双缝S1、S2，到光屏上任一点P的路程之差d＝S2S2／，当d等于单色光波长的整数倍时．由S1和S2发出的光在P点互相加强，P点出现明条纹，当d等于单色光半个波长的奇数倍时．这样由S1和S2发出的光在P，互相抵消，出现暗条纹此题中单色光f1的波长为λ1＝C／f1＝0．6μm，单色光f2的波长为λ2＝C／f2＝0．4μm-20-/20\n可见d=λ1、d=3λ1/2答案：C3．薄膜干预：由薄膜前．后外表反射的两列光波叠加而成．劈形薄膜干预可产生平行相间条纹，两列反射波的路程差ΔT，等于薄膜厚度d的两倍，即ΔT=2d。由于膜上各处厚度不同，故各处两列反射波的路程差不等。假设：ΔT=2d=nλ(n=1，2，…) 那么出现明纹。ΔT=2d=(2n-1)λ/2(n=1，2，…) 那么出现暗纹。应注意：干预条纹出现在被照射面。【例2】．如以下图，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，以下说法中正确的选项是（）A．人从右侧向左看，可看到彩色条纹．B．人从左侧向右看，可看到彩色条纹C．彩色条纹平行排列D．彩色条纹竖直排列解析：白光从左侧照射到薄膜上．经两个外表反射回来的光相遇产生干预现象．这样人从左侧向右看可以看到彩色条纹。应选B弃A．由于薄膜从上到下逐渐变厚，且同一水平线上厚度相同，两列反射光叠加时振幅相同，故彩色条纹是水平的，选C弃D．答案：BC薄膜干预应用（1）透镜增透膜：透镜增透膜的厚度应是透射光在薄膜中波长的1／4倍。使薄膜前后两面的反射光的光程差为波长的一半，(ΔT=2d=½λ，得d=¼λ)，故反射光叠加后减弱，从能量的角度分析E入=E反+E透+E吸。在介质膜吸收能量不变的前提下，假设E反=0，那么E透最大。增强透射光的强度。-20-/20\n（2）“用干预法检查平面”：如以下图，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干预图样必是等间距的。如果某处凸起来，那么对应明纹(或暗纹)提前出现，如图甲所示；如果某处凹下，那么对应条纹延后出现，如图乙所示。(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的顺序位置上。)［例3］劈尖干预是一种薄膜干预，其装置如图（1）所示.将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃外表之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后，从上往下看到干预条纹如图（2）所示.干预条纹有如下特点：（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现假设在图（1）装置中抽去一张纸片，那么当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下看到的干预条纹A.变疏B.变密C.不变D.消失【解析】由薄膜干预的原理和特点可知，干预条纹是由膜的上、下外表反射的光叠加干预而形成的，某一明条纹或暗条纹的位置就由上、下外表反射光的路程差决定，且相邻明条纹或暗条纹对应的该路程差是恒定的，而该路程差又决定于条纹下对应膜的厚度差，即相邻明条纹或暗条纹下面对应的膜的厚度差也是恒定的.当抽去一纸片后，劈形空气膜的劈尖角——上、下外表所夹的角变小，相同的厚度差对应的水平间距离变大，所以相邻的明条纹或暗条纹间距变大，即条纹变疏.答案A正确.【例4】-20-/20\n市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆，商店等处，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃外表上镀了一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃外表反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示此红外线的波长，那么所镀薄膜的厚度最小应为：A.λ/8 B.λ/4 C.λ/2 D.λ解析：假设使膜能消除不镀膜时玻璃外表反射回来的热效应，即让膜的前后两外表反射光叠加作用减弱,为减小反射的热效应显著的红外线，那么要求红外线在薄膜的前后外表反射后叠加作用减弱，即光程差为半波长的奇数倍，故膜的最小厚度为红外线在该膜中波长的1/4。【答案】B4．光的波长、波速和频率的关系V＝λf。光在不同介质中传播时，其频率f不变，其波长λ与光在介质中的波速V成正比．色光的颜色由频率决定，频率不变那么色光的颜色也不变。二、光的衍射。1．光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象．2．泊松亮斑：当光照到不透光的极小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑。当形成泊松亮斑时，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。3．各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。4．产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比或比光的波长小．小结：光的干预条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，但存在明显的区别：单色光的衍射条纹与干预条纹都是明暗相间分布，但衍射条纹中间亮纹最宽，两侧条纹逐渐变窄变暗，干预条纹那么是等间距，明暗亮度相同。白光的衍射条纹与干预条纹都是彩色的。-20-/20\n【例5】某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点，你认为正确的选项是A.假设狭缝与灯泡平行，衍射条纹与狭缝平行B.假设狭缝与灯泡垂直，衍射条纹与狭缝垂直C.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关D.衍射条纹的间距与光的波长有关【答案】ACD【例6】平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，以下说法中正确的有A.在衍射图样的中心都是亮斑B.泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽C.小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑，泊松亮斑图样的中心是亮斑D.小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的，泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的解：从课本上的图片可以看出：A、B选项是正确的，C、D选项是错误的。三.光的偏振光振动垂直于纸面光振动在纸面（1）自然光。太阳、电灯等普通光源直接发出的光，包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫自然光。（2）偏振光。自然光通过偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定的方向振动，叫偏振光。自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向适宜，使反射和折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直。我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。（3）只有横波才有偏振现象。光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直。-20-/20\n（4）光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的，因此将E的振动称为光振动。【例7】如以下图，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验说明：A.光是电磁波 B.光是一种横波C.光是一种纵波 D.光是概率波【分析】太阳光或白炽灯发出的光是自然光，它包含有垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，且沿着各个振动方向的光强相同。当这种光经过偏振片后，就变成了偏振光，即只有振动方向与偏振片透振方向平行的光通过了偏振片P，形成偏振光，这种偏振光传到偏振片Q时，当偏振片P和Q透振方向平行时，会完全穿过，垂直时不会穿过，透射程度与二偏振片的透振方向间的夹角有关，因此才出现题中所述的现象，该现象说明：光是一种横波。【答案】B【例8】有关偏振和偏振光的以下说法中正确的有A.只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振B.只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振C.自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D.除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大局部光都是偏振光解：机械能中的横波能发生偏振。自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光。此题应选BD。四、光的电磁说．-20-/20\n1、光的干预与衍射充分地说明光是一种波，光的偏振现象又进一步说明光是横波。麦克斯韦对电磁理论的研究预言了电磁波的存在，并得到电磁波传播速度的理论值3.11×108m/s，这和当时测出的光速3.15×108m/s非常接近，在此根底上麦克斯韦提出了光在本质上是一种电磁波，这就是所谓的光的电磁说。赫兹用实验证实了电磁波的存在，并测出其波长与频率，进而得到电磁波的传播速度，用实验证实了光的电磁说。2．电磁波按波长由大到小的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射级、γ射线，除可见光外，相邻波段都有重叠。3．无线电波是自由电子振荡产生的，红外线．可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的，x射线是原子的内层电子受到激发后产生的，γ射线是原子核受到激发后产生的．电磁波种类无线电波红外线可见光紫外线伦琴射线γ射线频率（Hz）104～3×10121012～3.9×10143.9×1014～7.5×10147.5×1014～5×10163×1016～3×10203×1019以上真空中波长（m）3×1014～10—43×104～7.7×10—77.7×10—7～4×10—74×10—7～6×10—910—8～10—1210—11以下观察方法无线电技术利用热效应激发荧光利用贯穿本领照相底片感光（化学效应）核技术产生方式LC电路中自由电子的的振荡原子的外层电子受到激发原子的内层电子受到激发原子核受到激发用途通讯，播送，导航照明，照相，加热检查探测，透视，治疗等探测，治疗等-20-/20\n加热烘干、遥测遥感，医疗，导向等日光灯，黑光灯手术室杀菌消毒，治疗皮肤病等4.红外线、紫外线、X射线的性质及应用。种类产生主要性质应用举例红外线一切物体都能发出热效应遥感、遥控、加热紫外线一切高温物体能发出化学效应荧光、杀菌、合成VD2X射线阴极射线射到固体外表穿透能力强人体透视、金属探伤物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长λm和物体温度T之间满足关系：λm T=b（常数）。【例9】．关于电磁波，以下说法中哪些是正确的（）A．电磁波中最容易表现出干预、衍射现象的是无线电波B．红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发后产生的C．γ射线是原子内层电子受激发后产生的D．红外线的波长比红光波长长，它的显著作用是热作用解析：电磁波服从共同的规律，波长较大的无线电波是电磁波中最容易发生干预和衍射现象的，电磁波之间的差异来源于它们产生的机理的不同，红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发后产生的，伦琴射线是原子内层电子受激发后产生的，γ射线那么是原子核受激发后产生的．答案：ABD五、光谱和光谱分析（可用光谱管和分光镜观察）由色散形成的，按频率的顺序排列而成的彩色光带叫做光谱1．发射光谱（1）连续光谱：包含一切波长的光，由炽热的固体、液体及高压气体发光产生；-20-/20\n（2）明线光谱：又叫原子光谱，只含原子的特征谱线．由稀薄气体或金属蒸气发光产生。2．吸收光谱连续光通过某一物质被吸收一局部光后形成的光谱，能反映出原子的特征谱线．3．每种元素都有自己的特征谱线，根据不同的特征谱线可确定物质的化学组成，光谱分析既可用明线光谱，也可用吸收光谱．【例10】．关于光谱和光谱分析，以下说法中正确的选项是（）A．太阳光谱和白炽灯光谱都是明线光谱B．霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是明线光谱C．进展光谱分析时．可以利用明线光谱，不能用连续光谱“D．我们观察月亮射来的光谱，可以确定月亮的化学组成解析：这类问题首先需要弄清连续光谱，明线光谱和吸收光论的产生机理．太阳光谱是我们从地球上观察的，所以是吸收光谱．月亮反射到地面的光谱是太阳光谱，煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气，属稀薄气体发光，产生明线光谱．答案：B六．.激光的主要特点及应用(1)激光是人工产生的相干光，可应用于光纤通信。(2)平行度非常好。应用于激光测距雷达，可准确测距(s=c·t/2)、测速等。(3)亮度高能量大，应用于切割各种物质、打孔和焊接金属。医学上用激光作“光刀”来做外科手术。七．注意问题-20-/20\n1．知道反映光具有波动性的实验及有关理论．2．光的干预只要求定性掌握，要能区分光的干预和衍射现象：但凡光通单孔、单缝或多孔．多缝所产生的现象都属于衍射现象，只有通过双孔、双缝、双面所产生的现象才属于干预现象；干预条纹和衍射条纹虽然都是根据波的叠加原理产生的，但两种条纹有如下区别（以明暗相同的条纹为例）：干预纹间距相等，亮条纹亮度相同．衍射条纹，中央具有宽而明亮的亮条纹，两侧对称地排列着一系列强度较弱．较窄的亮条纹．规律方法1.理解光的波动性【例11】在双缝干预实验中以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干预条纹，假设在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（）A．只有红色和绿色的双缝于涉条纹，其它颜色的双缝干预条纹消失B．红色和绿色的双缝干预条纹消失，其它颜色的双缝干预条纹依然存在C、任何颜色的双缝干预条纹都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上无任何光亮解析：由于双缝前各有一块滤光片，分别都透过红光和绿光，这两种色光不能发生干预，故在屏上无双缝干预条纹，但是这两种色光通过每个单缝时发生单缝衍射，故屏上仍有光亮．所以C选项正确，【例12】用绿光做双缝干预实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx。以下说法中正确的有-20-/20\nA.如果增大单缝到双缝间的距离，Δx将增大B.如果增大双缝之间的距离，Δx将增大C.如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx将增大D.如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx将增大解：公式中l表示双缝到屏的距离，d表示双缝之间的距离。因此Δx与单缝到双缝间的距离无关，于缝本身的宽度也无关。此题选C。【例13】登山运发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，否那么将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干预的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。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8.1×1014Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？解：为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射光分别从该膜的前后两个外表反射形成的光叠加后加强，因此光程差应该是波长的整数倍，因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2。紫外线在真空中的波长是λ=c/ν=3.7×10-7m，在膜中的波长是λ/=λ/n=2.47×10-7m，因此膜的厚度至少是1.2×10-7m。2.理解电磁波的产生机理【例14】图为X射线的构造示意图，E为灯丝电源。要使射线管发出X射线，须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压，且（）A．高压电源正极应接在Q点，X射线从A极发出B．高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出C．高压电源正极应接在P点，X射线从A极发出D．高压电源正极应接在P点，X射线从K极发出-20-/20\n解析：X射线管发出X射线要有两个条件：第一，灯丝K要发射电子，所以灯丝K的两端要接低压电源，使灯丝能发射电子；第二，灯丝K发射的电子在K、A之间要加速获得很大的动能打在A上，从A发射出X射线，故K、A之间要加直流高压．基于以上两点，可知A选项正确．试题展示1、微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型炊具，微波的电磁作用使食物内的分子高频率地运动而产生热，并能最大限度地保存食物内的维生素。关于微波，以下说法中正确的选项是：（）A.微波产生的微观机理是原子外层的电子受到激发B.微波的频率小于红外线的频率C.对于相同功率的微波和光波来说，微波每秒发出的“光子”数较少D.实验中，微波比光波更容易产生明显的衍射现象2、如以下图，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光，那么这三种单色光（）A、频率关系是fa<fb<fcB、在真空中的传播速度关系是va<vb<vc C、通过同一双缝产生的干预条纹的间距da<db<dcD、通过同一双缝产生的干预条纹的间距da>db>dc3、以下关于波的表达中正确的选项是（）A．光的偏振现象说明光是一种横波B．超声波可以在真空中传播C．由v=λf可知，波长越长，波传播得越快D．当日光灯启动时，旁边的收音时机发出“咯咯”声，这是由于电磁波的干扰造成的-20-/20\n4、右图是伦琴射线管的构造示意图。电源E给灯丝K加热，从而发射出热电子，热电子在K、A间的强电场作用下高速向对阴极A飞去。电子流打到A极外表，激发出高频电磁波，这就是X射线。以下说法中正确的有A、P、Q间应接高压直流电，且Q接正极B、P、Q间应接高压交流电C、K、A间是高速电子流即阴极射线，从A发出的是X射线即一种高频电磁波D、从A发出的X射线的频率和P、Q间的交流电的频率相同5、抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如以下图，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化A．这主要是光的干预现象B．这主要是光的衍射现象C．如果屏上条纹变宽，说明抽制的丝变粗D．如果屏上条纹变宽，说明抽制的丝变细6、以下说法正确的选项是（）A．在同一装置中用红光和紫光做双缝干预实验时，后者相邻亮条纹之间的距离要小于前者B．在同一装置中用红光和紫光做衍射实验时，后者的中央亮纹要宽些-20-/20\nC．将红光和紫光以相同的入射角θ（θ≠0°）射向平行玻璃砖，在出射光线中，后者的侧移距离大于前者D．在水下同一深度放置红色和紫色两点光源，当从水面上看时，后者照亮水面的面积大于前者7、在双缝干预实验中，双缝到光屏上P点的距离之差△x=1.8×10-6m，假设分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，那么P点出现亮暗条纹的情况是（）A、用频率f1的单色光照射时，出现亮条纹B、用频率f2的单色光照射时，出现暗条纹C、用频率f2的单色光照射时，出现亮条纹D、用频率f1的单色光照射进，出现暗条纹8、太阳外表的温度约为6000K，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在可见光波段；人体的温度约为310K，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在红外线波段；宇宙空间内的电磁辐射相当于温度为3K的物体发出的，这种辐射称为“3K背景辐射”假设要对“3K背景辐射”进展观测研究，那么应选择的观测波段为（）A．无线电波B．紫外线C．X射线D．γ射线9、如以下图，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验说明A．光是电磁波B．光是一种横波C．光是一种纵波D．光是概率波-20-/20\n10、劈尖干预是一种薄膜干预，其装置如图1所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃外表之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干预条纹如图2所示。干预条纹有如下特点：⑴任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现假设在图1装置中抽去一张纸片，那么当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干预条纹()A.变疏B.变密C.不变D.消失11.以下说法正确的选项是A.用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象B.用X光机透视人体是利用光电效应C.光导纤维舆信号是利用光的干预现象D.门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象12．在杨氏双缝干预实验中，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13．（4分，单项选择题）用如以下图的实验装置观察光的薄膜干预现象。图（a）是点燃酒精灯（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-20-/20\n（A）当金属丝圈旋转30°时干预条纹同方向旋转30°（B）当金属丝圈旋转45°时干预条纹同方向旋转90°（C）当金属丝圈旋转60°时干预条纹同方向旋转30°（D）干预条纹保持原来状态不变14、局部电磁波的大致波长范围如以下图．假设要利用缝宽与手指宽度相当的缝获得明显的衍射现象，可选用___________波段的电磁波，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。遮光图115、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，要把它们放在图1所示的光具座上组装成双缝干预装置，用以测量红光的波长。⑴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。⑵本实验的步骤有：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（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。在操作步骤②时还应注意___________________和___________________。-20-/20\n图203530104035图3⑶将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm。⑷已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ=________，求得所测红光波长为__________nm。16、1801年，托马斯·杨用双缝干预实验研究了光波的性质．1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干预的结果(称洛埃镜实验)．(1)洛埃镜实验的根本装置如以下图，S为单色光源，M为一平面镜．试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域．(2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为λ，在光屏上形成干预条纹．写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式．17、（12分）一般认为激光器发出的是频率为“v”的单色光，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率v是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δv（也称频率宽度）.让单色光照射到薄膜外表，一局部光从前外表反射回来（这局部光称为甲光），其余的进入薄膜内部，其中的一局部从薄膜后外表反射回来，并从前外表射出（这局部光称为乙光），甲、乙两局部光叠加而发生干预，称为薄膜干预.乙光与甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间Δt，理论和实践都证明，能观察到明显的干预现象的条件是：Δt的最大值Δtmax与Δv的乘积近似等于1，即满足：Δtmax·Δv≈1，才会观察到明显的稳定的干预现象，已知某红宝石激光器发出激光频率v=4.32×1014Hz，它的频率宽度Δv=8.0×199Hz，让这束单色光由空气斜射到折射率为n=的液膜外表，射入时与液膜外表成45°角，如图1—43—-20-/20\n3所示.图1—43—3（1）求从O点射入薄膜中的光线的传播方向及传播速度.（2）估算在图中的情景下，能观察到明显稳定干预现象的液膜的最大厚度dm.参考答案：1BD2AD3AD4AC5BD6C7AB8A9D10A11A解析：用X光机透视人体是利用X光的穿透性；光导纤维传输信号是利用光的全反射现象；门镜可以扩大视野是利用光的折射现象12BD解析：白光作杨氏双缝干预实验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作光源，屏上将呈现红色两条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干预条纹，C错；紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D对。13D解析：金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干预原理可知干预条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干预条纹，D对。14微波；要产生明显的衍射现象，波长应与缝的尺寸相近．15⑴EDB⑵单缝和双缝间距5cm~10cm，使单缝与双缝相互平行S/⑶13.8702.310⑷，6.6×10216（1）如右图所示（2）-20-/20\n因为，所以17、(1)设从O点射入薄膜中的光线的折射角为r，根据折射定律，有sini=nsinr,，故得r=arcsin()=arcsin()=arcsin=30°光在薄膜中传播的速率为v=c/n=2.12×108m/s(2)乙光通过薄膜经过的路程s=①乙光通过薄膜所用的时间：Δt=②当Δt取最大值Δtm时，对应薄膜的厚度最大，又因为Δtm·Δv=1,那么由②式，得所以dm≈=1.15×10-2mw.w.w.k.s.5.u.c.o.mwww.ks5u.com-20-/20
