1光的顏色色散課時作業(yè)

光的顏色色散課時作業(yè)1．白光通過三棱鏡發(fā)生色散現象，下列說法正確的是()A．白光是由不同頻率的光組成的B．棱鏡材料對各種色光的折射率不同C．棱鏡對紅光的折射率大，對紫光的折射率小D．出現色散現象是棱鏡改變了顏色解析：從紅光到紫光，頻率越來越大，折射率也越來越大。答案：A、B2．如圖20－1所示，一束紅光和一束藍光平行入射到三棱鏡上，經折射后交會到屏上同一點，若n1和n2分別表示三棱鏡對紅光和藍光的折射率，則有()圖20－1A．n1＞n2，a為紅光，b為藍光B．n1＜n2，a為紅光，b為藍光C．n1＞n2，a為藍光，b為紅光D．n1＜n2，a為藍光，b為紅光解析：由圖知a光通過三棱鏡的偏折比b光大，故a為藍光，b為紅光。答案：D3．對于紅、黃、綠、藍四種單色光，下列表述正確的是()A．在相同介質中，綠光的折射率最大B．紅光的頻率最高C．在相同介質中，藍光的波長最短D．黃光光子的能量最小解析：在紅、黃、綠、藍四種單色光中，藍光的折射率最大，頻率最高，波長最短，光子能量最大。答案：C4．如圖20－2所示，是用干涉法檢測某塊厚玻璃板的上表面是否平整的裝置，所用單色光是用普通光源中的濾光片產生的，檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個表面反射的光線疊加而成的()圖20－2A．a的上表面和b的下表面B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面D．a的下表面和b的下表面解析：干涉法的原理是利用單色光的薄膜干涉，這里的薄膜指的是樣板與待測玻璃之間的空氣層?？諝鈱拥纳媳砻婧拖卤砻娣謩e反射的光會發(fā)生干涉，觀察干涉后形成的條紋是否為平行直線，可以斷定厚玻璃的上表面是否平整，因此選項C是正確的。答案：C5．一個半徑較大的透明玻璃球體，截去其下面的一部分，然后將這一部分放到標準的水平面上，現讓單色光豎直射向截面，如圖20－3所示，在反射光中看到的是()圖20－3A．平行的明暗相間的直涉條紋B．環(huán)形的明暗相間的干涉條紋C．只能看到同顏色的平行反射光D．一片黑暗解析：這是薄膜干涉模型，由于以接觸點為圓心的同一圓周上，光通過空氣楔的光程差是相同的，故干涉條紋是環(huán)形的。答案：B6.如圖20－4所示，在水中有一厚度不計的薄玻璃片制成的中空三棱鏡，里面是空氣，一束光A從棱鏡的左邊射入，從棱鏡的右邊射出時發(fā)生色散，散出的可見光分布在a點和b點之間，則()圖20－4A．從a點射出的是紅光，從b點射出的是紫光B．從a點射出的是紫光，從b點射出的是紅光C．從a點和b點射出的是紫光，從ab中點射出的是紅光D．從a點和b點射出的都是紅光，從ab中點射出的是紫光解析：本題考查光的色散產生原理。由紅光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏離原來方向比紅光嚴重，并且向頂端偏折，光路圖如圖所示，所以a點出射為紫光，b點出射為紅光，選項B正確。答案：B7．一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經折射分成兩束單色光a、b。已知a光的頻率小于b光的頻率。圖中的光路圖可能正確的是()解析：由于a光的頻率小于b光的頻率，a光在玻璃中的折射率小于b光在玻璃中的折射率，由兩種單色光進入玻璃后偏折程度不同，且出射光均應平行入射光，可判定B正確。答案：B8．如圖20－5所示，兩束不同的單色光P和Q，以適當的角度射向半圓形玻璃磚，其射出光線都是從圓心O點沿OF方向射出，則下面說法正確的是()圖20－5A．P光束在玻璃中折射率大B．Q光束的頻率比P光束的頻率大C．P光束穿過玻璃磚后頻率變大D．Q光束穿過玻璃磚所需時間長解析：根據折射定律知F相對Q偏折更多，其Q光束在玻璃中的折射率更大，Q光的頻率會更大，由于兩光束在玻璃中的路程相等，v＝eq\f(c,n)，Q光束速率小，穿過的時間長，P、Q光從玻璃進入空氣中時頻率不變，波長會變長。答案：B、D9．用如圖20－6所示的實驗裝置觀察光的薄膜干涉現象。圖甲是點燃酒精燈(在燈芯上灑些鹽)，圖乙是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈。將金屬絲圈在其所在的豎直平面內緩慢旋轉，觀察到的現象是()圖20－6A．當金屬絲圈旋轉30°時干涉條紋同方向旋轉30°B．當金屬絲圈旋轉45°時干涉條紋同方向旋轉90°C．當金屬絲圈旋轉60°時干涉條紋同方向旋轉30°D．干涉條紋保持原來狀態(tài)不變解析：金屬絲圈在豎直平面內緩慢旋轉時，楔形薄膜形狀各處厚度形狀幾乎不變。因此，形成的干涉條紋保持原狀態(tài)不變，D正確，A、B、C錯誤。答案：D10．市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時能使被照物品所產生的熱效應大大降低，從而廣泛地應用于博物館、商店等處。這種燈降低熱效應的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍了一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應最顯著的紅外線。以λ表示紅外線的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應為()\f(1,8)λ \f(1,4)λ \f(1,2)λ D．λ解析：為減小反射的熱效應顯著的紅外線，則要求紅外線在薄膜的前后表面反射后疊加作用減弱，即光程差為半波長的奇數倍，故膜的最小厚度為紅外線在該膜中波長的eq\f(1,4)。答案：B11．如圖20－7所示，發(fā)出白光的細線光源ab，長度為l0，豎直放置，上端a恰好在水面以下，如圖?，F考慮線光源ab發(fā)出的靠近水面法線(圖中的虛線)的細光束經水面折射后所成的像，由于水對光有色散作用，若以l1表示紅光成的像的長度，l2表示藍光成的像的長度，則()圖20－7A．l1<l2<l0B．l1>l2>l0C．l2>l1>l0D．l2<l1<l0解析：由視深公式h′＝eq\f(h,n)，可知，線光源ab的像長l＝eq\f(l0,n)。因為介質的折射率n大于1，所以像長l＜l0。由光的色散知識可知，水對紅光的折射率n1小于水對藍光的折射率n2，由l1＝eq\f(l0,n1)和l2＝eq\f(l0,n2)可得l1＞l2。答案：D12．一塊透明光學材料，AB為其一個端面，建立平面直角坐標系如圖20－8所示，設該光學材料的折射率沿y軸正方向(即BA方向)均勻減小，有一光線PO從真空中以某一入射角射向O點，并進入該材料內部，則該光線在光學材料內部可能的傳播路徑是圖中的()圖20－8解析：由于沿BA方向折射率均勻減小，當光在該種透明的光學材料傳播時始終處于由光密介質到光疏介質的階段，因此折射角越來越大，相應的入射角也越來越大，最后發(fā)生全反射，又由光疏介質射向光密介質，發(fā)生折射，所以選項D正確。答案：D13．凸透鏡的彎曲表現是個球面，球面的半徑叫做這個曲面的曲率半徑，把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方射入(如圖20－9所示)。從上往下看凸透鏡，可以看到亮暗相間的圓環(huán)狀條紋。這個現象是牛頓首先發(fā)現的，這些環(huán)狀條紋叫做牛頓環(huán)，它是兩個玻璃表面之間的空氣膜引起的薄膜干涉造成的。如果換一個表面曲率半徑更大的凸透鏡，觀察到的圓環(huán)半徑是更大還是更?。咳绻挠貌ㄩL更長的單色光照射，觀察到的圓環(huán)半徑是變大還是變小？圖20－9解析：由于以接觸點為圓心的同一圓周上空氣楔厚度相同，光通過空氣楔的光程差是相同的，所以干涉條紋是環(huán)形的，若某一厚度空氣楔環(huán)，光通過它的光程差為eq\f(λ,2)的偶數倍，對應一亮環(huán)。若換作曲率半徑更大的凸透鏡，則這一厚度要外移，對應牛頓亮環(huán)半徑要變大。其他環(huán)半徑依次變大，所以圓環(huán)半徑要變大。同理，若改用波長更長的單色光照射，觀察到圓環(huán)半徑變大。答案：變大變大14．為了減少光在透鏡表面由于反射帶來的損失，可在透鏡表面涂上一層增透膜，一般用折射率為的氟化鎂。為了使波長為×10－7m解析：由于人眼對綠光最敏感，所以通常所用的光學儀器其鏡頭表面所涂的增透膜的厚度只使反射的綠光干涉相消，但薄膜的厚度不宜過大，只需使其厚度為綠光在膜中波長的eq\f(1,4)，使綠光在增透膜的前后兩個表面上的反射光互相抵消。而光從真空進入某種介質后，其波長會發(fā)生變化。若綠光在真空中的波長為λ0，在增透膜中的波長為λ，由折射率與光速的關系和光速與波長及頻率的關系得n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λ0f,λf)即λ＝eq\f(λ0,n)那么增透膜厚度h＝eq\f(1,4)λ＝eq\f(λ0,4n)＝eq\f×10－7,4×m＝1×10－7m。答案：1×10－715．單色細光束射到折射率n＝eq\r(2)的透明球表面，光束在過球心的平面內，入射角i＝45°，經折射進入球內后又經內表面反射一次，再經球表面折射后射出的光線，如圖20－10所示(圖上已畫出入射光線和出射光線)。圖20－10(1)在圖上大致畫出光線在球內的路徑和方向；(2)求入射光與出射光之間的夾角α；(3)如果入射的是一束白光，透明球的色散情況與玻璃相仿，問哪種顏色光的α角最大，哪種顏色光的α角最小？解析：(1)如圖所示。(2)由折射定律eq\f(sini,sinr)＝n，得sinr＝eq\