清风语文精编教案学案[创新设计]高中 5.3-5.4 光的衍射与偏振 激光题组训练 教科版选修3-4

第3讲 光的衍射与偏振 激光

题组一 光的衍射

1．对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是

( )

A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比相差不大甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象

B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果 C．光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论 D．光的衍射现象说明了光具有波动性

解析 光的干涉现象和衍射现象无疑说明了光具有波动性，而小孔成像说明光沿直线传播，而要出现小孔成像，孔不能太小，光的直线传播规律只是近似的，只有在光的波长比障碍物小很多的情况下，光才可以看成是直进的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象，故上述选项中正确的是A、B、D. 答案 ABD

2．关于衍射现象，下列说法正确的是 ( )

A．泊松亮斑是光的衍射现象

B．当障碍物的尺寸比波长大很多时，能发生明显的衍射现象 C．缝的宽度越小，光的传播路线越接近直线

D．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 答案 A

3．在一次观察光衍射的实验中，观察到如图5－3－6所示的清晰的明暗相间图样(黑线为暗纹)，那么障碍物应是

( )

图5－3－6

A．很小的不透明的圆板

B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板 C．很大的不透明圆板

D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板

1

解析 由图可知中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越向外，圆形条纹宽度越小，可判断此图样为圆孔衍射图样，故选项D正确；有的同学误选为A，要注意很小的不透明的圆板产生的图样中心也是亮点，但其周围有一个大的阴影区，在影区的边沿有明暗相间的圆环，它与圆孔衍射的图样是不同的． 答案 D

4．使太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光屏上依次可以看到几种不同的现象，试把下列现象依次排列________． A．圆形光斑

B．明暗相间的彩色条纹 C．变暗消失 D．正方形光斑 E．正方形光斑由大变小

解析 由于光的波长很短，因此当孔很大时，不会发生明显的衍射现象，此时可看作光是近似沿直线传播的，在屏上得到孔的影；当孔继续减小时，虽不能使光发生明显的衍射现象，但可以在屏上得到太阳的像，即小孔成像；孔再继续减小时，光开始发生明显的衍射现象，出现明暗相间的彩色条纹；孔进一步减小直到闭合时，由于穿过光的能量减小而使光线变暗直至消失． 答案 DEABC

题组二 光的衍射与干涉的比较 5．关于衍射，下列说法中正确的是

( )

A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果 B．双缝干涉中也存在着光的衍射现象 C．一切波都很容易发生明显的衍射现象 D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实

解析 干涉和衍射都是波叠加的结果，干涉中有衍射现象，衍射中也有干涉现象．当障碍物的尺寸远大于波长时，衍射现象不明显，因而形成影，但影的形成与衍射现象并不矛盾． 答案 AB

6．在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，图5－3－7的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是

( )

2

图5－3－7

A．a、c

B．b、c C．a、d

D．b、d

解析 单缝衍射条纹的特点是中央亮条纹最宽、最亮，双缝干涉条纹的特点是等间距的条纹，所以a是干涉条纹，b、d是单缝衍射条纹，c是水波的衍射图样． 答案 D

7．一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，只是明条纹比原来暗些 B．与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央明条纹变宽些 C．只有一条与缝宽对应的明条纹 D．无条纹，只存在一片红光

解析 双缝为相干光源的干涉，单缝为光的衍射，且干涉和衍射的图样不同．衍射图样和干涉图样的异同点：中央都出现明条纹，但衍射图样中央明条纹较宽，两侧都出现明暗相间的条纹，干涉图样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，且亮度迅速减弱，所以本题正确选项为B. 答案 B 题组三 光的偏振

8．下列现象中可以说明光是横波的是 ( )

A．光的干涉现象 C．光的全反射现象

B．光的衍射现象 D．光的偏振现象

解析 光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性；光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象；光的偏振现象说明光的振动方向与传播方向垂直，即说明光是横波，所以正确选项为D. 答案 D

9．光的偏振现象说明光是横波，下列现象中能反映光的偏振特性的是( )

A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化

B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光

C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片，可以使景象更清晰 D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹

解析 自然光通过第一个偏振片后形成单一振动方向的偏振光，再通过第二个偏振片时，若偏振片的透射方向与此偏振光的振动方向垂直，则无光透过第二个偏振片，若二

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者平行则透射光最强，故选项A反映了光的偏振现象；一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光与折射光线垂直时，反射光线和折射光线都是偏振光且偏振方向垂直，选项B反映了光的偏振；拍摄水中景物或玻璃橱窗中景物时，由于水或玻璃表面反射光较强，使所拍摄景物不清晰，在照相机镜头前装上偏振光片，使其透振方向与反射光的偏振方向垂直，则有效防止反射光进入照相机，从而所拍景象更清晰，选项C反映了光的偏振；通过手指间的缝隙观察日光灯，看到彩色条纹是光的衍射现象． 答案 ABC

10．下面关于光的偏振现象的应用正确的是

( )

A．自然光通过起偏器后成为偏振光，利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向 B．立体电影利用了光的偏振现象 C．茶色眼镜利用了光的偏振现象

D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响 答案 ABD

11．如图5－3－8所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上，透射光的强度最大，则下列说法中正确的是

( )

图5－3－8

A．此时A、B的透振方向平行

B．只有将B绕OO′轴顺时针旋转90°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零 C．不论将A或B绕OO′轴旋转90°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零 D．将A沿顺时针旋转180°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零

解析 当A、B两偏振片的透振方向平行时，光屏上的光强度最大；当二者透振方向垂直时，光屏上的光强度最小，几乎为零，由此可知A、C选项正确． 答案 AC 题组四 激光及应用

12．对于激光的认识，以下说法正确的是

A．普通光源发出的光都是激光 B．激光是自然界普遍存在的一种光 C．激光是一种人工产生的相干光 D．激光已深入到我们生活的各个方面

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( )

解析 激光是人工产生的相干光，并不能由普通光源发出，激光在我们日常生活中有着重要的应用． 答案 CD

13．让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音或图像，这是利用激光的 A．方向性好，可以会聚到很小的一点上 B．相干性好，可以很容易形成干涉图样 C．强度大，可以在很短时间内集中很大的能量 D．波长短，很容易发生明显的衍射现象

解析 激光的特点之一是方向性好，它可以会聚到一个很小的点上，DVD、VCD、CD唱机或电脑上的光驱及刻

录设备就利用了激光的这一特点，选项A正确，B、C、D错误． 答案 A 题组五 综合应用

14. 如图5－3－9所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是

( )

( )

图5－3－9

A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

B．用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的 C．在水中a光的速度比b光的速度小 D．在水中a光的临界角大于b光的临界角

E．若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光

F．a比b更容易发生衍射现象

解析 假设a为红光，b为紫光，红光的波长最长，在介质中的速度最大，临界角最大，不易发生全反射，衍射本领最强．据此可判断选项C、E错误，D、F正确；波长越长，干涉条纹间距越大，选项A正确；光的衍射条纹宽度不均匀，选项B错误． 答案 ADF

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