高中物理-光的衍射练习

高中物理-光的衍射练习

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1.阳光垂直照射到一块遮光板上,板上有一个能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,直到光斑消失

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,小圆形光斑,明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失

思路解析：发生明显衍射的条件是：光波传播过程中遇到的障碍物或小孔比波长要小或相差

不多,由于光波波长很短,约在10-7 m 的数量级上,在三角形孔由大到小的改变过程中,光首先

按直线传播,在三角形的大小和光波相差不多时,发生光的衍射,呈现彩色条纹,直到三角形闭合,条纹消失,故选D.

答案：D

2.如图13-5-2所示,a 、b 为两束平行单色光.当它们以相同的入射角从空气射入水中时,发现b 的折射角小于a 的折射角,由此可判断（ ）

图13-5-2

A.单色光b 的频率较低

B.b 在水中的速度较小

C.a 比b 更容易发生衍射现象

D.a 在水中波长较大

解析：由题意可知：a 的折射率小于b,即n A ＜n B ,所以f A ＜f B ,即A 错.由n c v =

得：v A ＞v B ,B 对.依f

c =λ知λA ＞λB .C 对.又由λ水=fn c 知：λ′A ＞λ′B ,故D 也对. 答案：BCD

3.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的直线传播的结论

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地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,只有在光波长比障碍物小的情况下,光才可以看作是直进的,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

4.在单缝衍射实验中,下列说法中正确的是（ ）

A.将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄

B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄

C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽

D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽

解析：当单缝宽度一定时,波长越长,衍射现象越明显,即光偏离直线传播的路径越远,条纹间距也越大；当光的波长一定时,单缝宽度越小,衍射现象越明显,条纹间距越大；光的波长一定、单缝宽度也一定时,增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距也会变宽.故选项A、C、D正确.答案：ACD

5.一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,现在将其中一条窄缝挡住,让这束红光只能通过一条窄缝,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,而且中央明条纹变宽些

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

思路解析：这束红光通过双缝产生了干涉现象,说明每条缝都很窄,这就满足了发生明显衍射现象的条件.这束红光形成的干涉图样特点是：中央出现明条纹,两侧对称地出现等间隔的明暗相间条纹；这束红光通过单缝时形成的衍射图样特点是：中央出现较宽的明条纹,两侧对称出现不等间隔的明暗相间条纹,且距中央明条纹远的明条纹亮度迅速减弱.所以衍射图样看上去明暗相间的条纹数量较少较暗.

答案：B

6.如图13-5-3所示是通过游标卡尺两测脚间的狭缝观察白炽灯线光源时所拍下的四张照片,这四张照片表明了光通过单狭缝后形成的___________图样,从照片（1）到（4）的图样分析可知,游标卡尺两测脚间的宽度是由___________变___________的,照片（4）中间条纹的颜色就是___________色.

图13-5-3

思路解析：照片表明光偏离了原来的直线传播方向形成了衍射图样；从（1）到（4）的图样分析可看出衍射现象越来越明显,说明游标卡尺两测脚间宽度逐渐变窄,衍射条纹的中央是亮条纹.

答案：衍射宽窄白

7.分析以下现象产生的原因

（1）通过盛水的玻璃杯,在适当的角度可以得到彩色光.

（2）菜汤上的油花呈现彩色.

（3）隔着帐幔看远处的灯,见到灯周围辐射彩色的光芒.

（4）光线照在花布上,可以看见花布上的图样.

解析：（1）白光通过盛水的玻璃杯发生折射产生色散,在适当的角度各色光分离较大,可以看到彩色光.

（2）光经过菜汤油膜的前后两个表面发生反射,两列反射光波相互叠加,产生干涉条纹,因此菜汤上的油花呈现彩色.

（3）远处灯发出的光经过帐幔的缝隙,产生衍射,因此可见灯周围辐射彩色的光芒.

（4）光线照在花布上看见花布的图样,是由于光的反射与吸收的结果.花布是由各种颜色的花纹组成的,当白光照在花布上时红色花纹反射红光,吸收其他颜色的光,这样在该位置只看

到红色.同理可以看到各种花纹反射的颜色.

答案：见解析.

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8.下列说法中正确的是（）

A.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性

B.光的频率越大,波长越长

C.光的波长越长,光子的能量越大

D.光在真空中的传播速度为3.00×108 m/s 思路解析：干涉和衍射现象是波特有的现象,光既然也会发生干涉和衍射,则可推断光具有波动性,故A正确.光波的波长（λ）决定于频率（f）和波速（v）,故B错.光子的能量决定于频率,并不能取决于波长,故C错.由实验可知光在真空中的传播速度为3.00×108m/s,故AD 正确.

答案：AD

9.图13-5-4所示为单色光源发出的光经一狭缝照射到光屏上,可观察到的图象是（）

图13-5-4

思路解析：单色光源经狭缝产生衍射,衍射图样中间是亮而宽的明纹,两边是明暗相间较窄的条纹,只有A符合这些特点.

答案：A

10.在图13-5-5所示中,A、B两幅图是由单色光分别入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所对位的圆孔的孔径（填“大于”或“小于”）图B所对应的圆孔的孔径.

图13-5-5

思路解析：考查光的衍射图样及发生衍射的条件.

只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时,才能发生明显的衍射现象.

图A是光的衍射图样,图B的形成可以用光的直线传播来解释,故A孔径小于B孔径.

答案：衍射小于