新高考物理一輪復(fù)習(xí)分層提升練習(xí)專題74 光的干涉、衍射和偏振（原卷版）

專題74光的干涉、衍射和偏振導(dǎo)練目標(biāo)導(dǎo)練內(nèi)容目標(biāo)1光的干涉目標(biāo)2光的衍射目標(biāo)3光的偏振【知識(shí)導(dǎo)學(xué)與典例導(dǎo)練】光的干涉1．產(chǎn)生干涉的條件兩列光的頻率相同，振動(dòng)方向相同，且具有恒定的相位差，才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣。2．楊氏雙縫干涉(1)原理如圖所示。(2)形成亮、暗條紋的條件①單色光：形成明暗相間的條紋，中央為亮條紋。光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)，光屏上出現(xiàn)亮條紋。光的路程差r2－r1＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0，1，2，…)，光屏上出現(xiàn)暗條紋。②白光：光屏上出現(xiàn)彩色條紋，且中央亮條紋是白色(填寫顏色)。③條紋間距公式：Δx＝eq\f(l,d)λ。3．薄膜干涉的理解和應(yīng)用(1)形成：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時(shí)，在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。(2)亮、暗條紋的判斷①在P1、P2處，兩個(gè)表面反射回來的兩列光波的路程差Δr等于波長的整數(shù)倍，即Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出現(xiàn)亮條紋。②在Q處，兩列反射回來的光波的路程差Δr等于半波長的奇數(shù)倍，即Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋。(3)應(yīng)用：干涉法檢查平面如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢查平面是平整光滑的，我們會(huì)觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢查平面不平整，則干涉條紋發(fā)生彎曲?！纠?】某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫SKIPIF1<0的寬度d可調(diào)，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實(shí)驗(yàn)中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣。下列描述正確的是（）A．圖乙是光的衍射圖樣B．照射兩條狹縫時(shí)，增加狹縫寬度，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大C．照射兩條狹縫時(shí)，增加距離L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D．照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫SKIPIF1<0到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是明條紋【例2】把一個(gè)平行玻璃板壓在另一個(gè)平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入（如圖），這時(shí)可以看到明暗相間的條紋。下面關(guān)于條紋的說法中正確的是（）A．將薄片向著劈尖移動(dòng)使劈角變大時(shí)，條紋變疏B．將薄片遠(yuǎn)離劈尖移動(dòng)使劈角變小時(shí)，條紋變疏C．將薄片向著劈尖移動(dòng)使劈角變大時(shí)，條紋變密D．將薄片向著劈尖移動(dòng)使劈角變大時(shí)，條紋不變光的衍射1．發(fā)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長相差不多，甚至比光的波長還小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯。2．衍射條紋的特點(diǎn)(1)單縫衍射和圓孔衍射圖樣的比較單縫衍射圓孔衍射單色光中央為亮且寬的條紋，兩側(cè)為明暗相間的條紋，且越靠近兩側(cè)，亮條紋的亮度越弱，寬度越?、僦醒胧谴笄伊恋膱A形亮斑，周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋的亮度越弱，寬度越小②亮環(huán)或暗環(huán)間的距離隨圓孔半徑的增加而減小白光中央為亮且寬的白色條紋，兩側(cè)為亮度逐漸變暗、寬度逐漸變窄的彩色條紋，其中最靠近中央的色光是紫光、離中央最遠(yuǎn)的是紅光中央是大且亮的白色亮斑，周圍是不等間距的彩色的同心圓環(huán)(2)泊松亮斑(圓盤衍射)當(dāng)光照射到不透明的半徑很小的圓盤上時(shí)，在圓盤的陰影中心出現(xiàn)亮斑(在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán))。【例3】小剛同學(xué)用光傳感器完成如圖甲有關(guān)光的實(shí)驗(yàn)，某次實(shí)驗(yàn)中，得到了如圖乙所示的光強(qiáng)分布圖，則下列說法正確的是（）A．該同學(xué)觀察到的是光的干涉圖樣B．該同學(xué)觀察到的是光的衍射圖樣C．若僅減小激光器和中間縫屏的距離，則觀察到條紋的寬度將不變D．若換用光強(qiáng)更大、頻率更低的激光，則觀察到條紋的寬度將變大E．該實(shí)驗(yàn)證明了光的波粒二象性光的偏振1．偏振：光波只沿某一特定的方向振動(dòng)。2．自然光：太陽以及日光燈、發(fā)光二極管等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，這種光叫作自然光。3．偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)的光。光的偏振證明光是橫波。自然光通過偏振片后，就得到了偏振光。4．偏振光的應(yīng)用：應(yīng)用于照相機(jī)鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等?！纠?】為了提高汽車夜間行車安全，有人提出設(shè)想：將汽車的擋風(fēng)玻璃和車燈罩做成偏振片，使司機(jī)只看到自己車燈的光而看不見對(duì)面車燈發(fā)出的光，從而大大降低對(duì)面的車燈造成的視線模糊.以下關(guān)于光的偏振的說法正確的是（）A．只有振動(dòng)方向和偏振片的透振方向一致的光才能順利透過偏振片B．光的偏振現(xiàn)象證明了光是一種機(jī)械波C．單色光就是偏振光D．泊松亮斑屬于光的偏振現(xiàn)象【多維度分層專練】1．在雪地訓(xùn)練、比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員佩戴了一種利用薄膜干涉原理設(shè)計(jì)的眼鏡，大大減小了紫外線對(duì)眼睛的傷害。該眼鏡選用的薄膜材料的折射率為1.5，所要消除的紫外線的頻率為SKIPIF1<0，那么這種“增反膜”的厚度至少是（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<02．圖甲是用光的干涉法來檢查物體平面平整程度的裝置，其中A為標(biāo)準(zhǔn)平板，B為待檢查的物體，C為入射光，圖乙為觀察到的干涉條紋，下列說法正確的是（）A．入射光C可采用復(fù)色光B．圖乙條紋是由A的下表面反射光和B的上表面反射光發(fā)生干涉形成的C．當(dāng)A、B之間某處距離為入射光的半波長奇數(shù)倍時(shí)，對(duì)應(yīng)條紋是暗條紋D．由圖乙條紋可知，被檢查表面上有洞狀凹陷3．在利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)波長時(shí)，用波長為SKIPIF1<0的單色光實(shí)驗(yàn)，屏上的P點(diǎn)為中央亮條紋，Q點(diǎn)為第一級(jí)亮條紋，如圖所示。則下列說法正確的是（）A．用波長為SKIPIF1<0的光實(shí)驗(yàn)時(shí)，P、Q一定為亮條紋B．用波長為SKIPIF1<0的光實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一級(jí)亮紋向下稍微移動(dòng)一些C．用波長為SKIPIF1<0的光實(shí)驗(yàn)時(shí)，Q點(diǎn)仍為亮條紋D．用波長為SKIPIF1<0的光實(shí)驗(yàn)時(shí)，P、Q間沒有亮條紋4．如圖所示為雙縫干涉部分示意圖，雙縫間距為d，雙縫至屏的距離為SKIPIF1<0，整個(gè)裝置處于折射率為SKIPIF1<0的均勻透明介質(zhì)中。若單色光在真空中波長為SKIPIF1<0，則相鄰條紋間距SKIPIF1<0為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<05．某同學(xué)用下圖實(shí)驗(yàn)裝置觀察光現(xiàn)象：平面鏡水平放置，單色線光源S垂直于紙面放置，S發(fā)出的光有一部分直接入射到豎直放置的光屏上，一部分通過平面鏡反射后再到光屏上，則（）A．光現(xiàn)象為干涉現(xiàn)象，光屏上的條紋與平面鏡垂直B．光現(xiàn)象為衍射現(xiàn)象，光屏上的條紋與平面鏡平行C．將光屏沿水平方向遠(yuǎn)離平面鏡，相鄰條紋間距增大D．將光源沿豎直方向靠近平面鏡，相鄰條紋間距減小6．如圖所示，普通的DVD采用紅色激光器作為讀寫光源，而藍(lán)光光盤（BD－ROM）則采用藍(lán)色激光器，由于讀取激光的波長越短，則盤的記錄層記錄的最小凹坑長度越小，所以藍(lán)光光盤單面最高容量比普通DVD存儲(chǔ)量大得多，下列說法中正確的是（

）A．紅光頻率高，藍(lán)光頻率低B．在光盤的透明光學(xué)傳輸介質(zhì)層中，紅光束比藍(lán)光束傳播速度更快C．若紅藍(lán)光束先后通過同一單縫衍射裝置，紅藍(lán)光束的中央亮紋一樣寬D．藍(lán)光和紅光的復(fù)合光經(jīng)過三棱鏡折射后，紅光偏折程度較大7．光程是光學(xué)中的概念，定義為光在介質(zhì)中經(jīng)過的幾何路程與該介質(zhì)折射率的乘積。當(dāng)兩束相干光的光程差為波長的整數(shù)倍時(shí)，在屏幕上出現(xiàn)亮條紋。瑞利干涉儀就是利用這個(gè)原理測(cè)量氣體的折射率。如圖甲所示，兩束光的光程差為零時(shí)，屏幕上O點(diǎn)為零級(jí)干涉亮條紋。將長度為SKIPIF1<0、裝有待測(cè)氣體的透明薄管放在S1后面，如圖乙所示，零級(jí)亮條紋移至屏幕上的O'點(diǎn)，O點(diǎn)為第SKIPIF1<0級(jí)干涉亮條紋。已知空氣的折射率為SKIPIF1<0，所用光的波長為SKIPIF1<0，待測(cè)氣體的折射率為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<08．如圖，一束白光垂直直角邊射向直角三棱鏡，從其斜邊射出后，在屏幕上形成一條彩帶，其中兩種單色光X和Y的分布如圖所示。已知該屏幕恰好在三棱鏡的頂點(diǎn)P處且與三棱鏡的另一直角邊垂直。下列說法正確的是（）A．單色光X的頻率小于Y的頻率B．單色光X與Y在三棱鏡中傳播的速度相同C．通過同一個(gè)小孔，單色光X比Y的衍射現(xiàn)象更明顯D．用同一個(gè)雙縫進(jìn)行干涉實(shí)驗(yàn)，單色光X干涉條紋間的距離比Y的大E．在兩種介質(zhì)的分界面上發(fā)生全反射時(shí)，單色光X與Y的臨界角相同9．如圖所示，兩塊相同的等腰三棱鏡ABC置于空氣中，兩者的AC面相互平行放置，由紅光和藍(lán)光組成的細(xì)光束平行于BC面從P點(diǎn)射入，通過兩棱鏡后，變?yōu)閺腶、b兩點(diǎn)射出的單色光，對(duì)于這兩束單色光（）A．紅光在玻璃中傳播速度比藍(lán)光大B．從a點(diǎn)射出的為紅光，從b點(diǎn)射出的為藍(lán)光C．通過狹縫時(shí)，b光比a光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象D．分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)室裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距E．從a、b兩點(diǎn)射出的單色光平行，且平行于BC10．藍(lán)光光盤是利用波長較短的藍(lán)色激光讀取和寫入數(shù)據(jù)的光盤，而傳統(tǒng)DVD光盤需要光盤發(fā)出紅色激光來讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。對(duì)于光存儲(chǔ)產(chǎn)品來說，藍(lán)光光盤比傳統(tǒng)DVD光盤的存儲(chǔ)容量大很多。如圖由紅、藍(lán)兩種單色光組成的復(fù)合光束射入一玻璃球體，當(dāng)入射角等于60°時(shí)，其折射光束和出射光束如圖所示。已知a光束第一次射出此玻璃球體后的出射光束相對(duì)復(fù)合光束的偏折角也為60°，則下列說法正確的是（）A．該玻璃球體對(duì)a光的折射率為SKIPIF1<0B．a(chǎn)光在玻璃中的傳播時(shí)間長C．用a光可在光盤上記錄更多的數(shù)據(jù)信息D．通過同一單縫分別進(jìn)行衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，a光中央亮條紋更寬11．食品安全檢驗(yàn)中碳水化合物（糖）的含量是一個(gè)重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來測(cè)量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量。偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會(huì)相對(duì)于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測(cè)樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)B，使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，然后將被測(cè)樣品P置于A、B之間。以下說法中正確的是（）A．到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱B．到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱C．將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于αD．將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于α12．夜晚，汽車前燈發(fā)出的強(qiáng)光將迎面駛來的汽車司機(jī)照得睜不開眼睛，嚴(yán)重影響行車安全．若考慮將汽車前燈玻璃改用偏振玻璃