2020高中物理 13.5 光的衍射

2020高中物理 13.5 光的衍射

‎13.5 光的衍射 每课一练（人教版选修3-4） ‎ ‎1．关于衍射，下列说法中正确的是(　　)‎ A．干涉现象中条纹的出现是光波叠加后产生的结果 B．双缝干涉中也存在衍射现象 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 ‎2．点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是(　　)‎ A．光的反射 B．光强太小 C．光的干涉 D．光的衍射 ‎3．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，用小圆孔时中央是亮的 B．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的 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 图2‎ ‎4．抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图2所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通 过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则(　　)‎ ‎①这是利用光的干涉现象　②这是利用光的衍射现象　‎ ‎③如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了　④如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细 了 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③‎ ‎5．关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是(　　)‎ A．光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理 B．光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的 C．光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点 D．光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果 ‎6．用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上的条纹，下列说法中正确的是 ‎(　　)‎ A．双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹 B．单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹 C．双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹 D．单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹 图3‎ ‎7．如图3所示，a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列 说法正确的是(　　)‎ A．b在该介质中的折射率比a大 B．若用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条纹更宽 C．用a更易观测到泊松亮斑 D．做双缝干涉实验时，用a光比用b光两相邻亮条纹中心的距离更大 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 答案 ‎8.凡是波都具有衍射现象，而把光看做直线传播的条件是________________，要使光产 生明显的衍射的条件是__________________．‎ ‎9．如图4所示是通过游标卡尺两测量脚间的狭缝观察白炽灯线光源时所拍下的四张照 片．‎ 图4‎ ‎(1)试通过图样分析四张照片对应的两测量脚间的大小关系．‎ ‎(2)试说明照片丁中中央条纹的颜色及成因．‎ ‎10．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，试分析在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)．‎ 参考答案 ‎1．AB　[干涉图样是很复杂的光波的叠加现象，双缝干涉中光通过两个狭缝时均发生衍射现象．一切波都发生衍射，但要发生明显的衍射，需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件．故A、B对．当障碍物的尺寸远大于波的波长时，光波就不能发生明显的衍射现象，更多地表现为光的直线传播性，在障碍物的背后，就留下了光达不到的暗区，这就是所谓的影．所以，影的形成并没有否定光的衍射，只是光对尺寸较大的障碍物来说没有产生明显的衍射而已．所以D项错误．只有在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才十分明显．故C项错误．]‎ ‎2．D ‎3．C　[本题主要考查泊松亮斑和单孔衍射图样的区别与相似点，两者的相似点就是图样中心都是亮点，但泊松亮斑周围有一个大的影区，在影区的边沿有明暗相间的圆环；单孔衍射图样是以中央亮点为圆心的明暗相间的同心圆环．]‎ ‎4．B　[上述现象符合光的衍射产生的条件，故②正确；由衍射产生的条件可知：丝越细衍射现象越明显，故④也正确．(丝的衍射条纹与单缝的衍射条纹类似)]‎ ‎5．D　6.AB ‎7．B　[设折射角为θ1，入射角为θ2，题设条件知，θ‎1a＝θ1b，θ‎2a<θ2b，由n＝，知na>nb，A错误；因为na>nb，所以λa<λb，又Δx＝λ，故Δx a<Δxb，B正确，D错误；而波长越长，衍射现象越明显，C错误．]‎ ‎8．障碍物或孔的尺寸比光的波长大得多　障碍物或孔的尺寸与光的波长相比相差不多或比光的波长小 ‎9．见解析 解析　(1)从四张照片的单缝衍射图样可以看出，由图甲到图丁，衍射现象越来越明显，说明两测量脚间的狭缝越来越小，因此由图甲到图丁四张照片对应的两测量脚间的宽度越来越小．‎ ‎(2)图丁中中央条纹的颜色为白色，因为各种色光在屏中央均为亮条纹，七色光叠加后中央条纹仍为白色．‎ ‎10．见解析 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．‎