2024-2025學年高中物理第13章光第5節(jié)光的衍射課后練習含解析新人教版選修3-4

PAGE4-光的衍射基礎(chǔ)夯實一、選擇題(1～4題為單選題，5題為多選題)1．如圖所示的四個圖形中哪個是聞名的泊松亮斑的衍射圖樣(B)解析：由泊松亮斑衍射圖樣特點可判選項B正確。2．視察單縫衍射現(xiàn)象時，把縫寬由0.2mm漸漸增大到0.8mm，看到的現(xiàn)象是(A)A．衍射條紋的間距漸漸變小，衍射現(xiàn)象漸漸不明顯B．衍射條紋的間距漸漸變大，衍射現(xiàn)象越來越明顯C．衍射條紋的間距不變，只是亮度增加D．以上現(xiàn)象都不會發(fā)生解析：視察衍射圖樣發(fā)覺：狹縫的寬度漸漸變小，衍射現(xiàn)象越明顯，衍射條紋間距變大。本題是縫寬增大，所以選項A正確。3．在學習了光的衍射現(xiàn)象后，徐飛回家后自己設(shè)置了一個小試驗。在一個發(fā)光的小電珠和光屏之間放一個大小可以調(diào)整的圓形孔屏，在圓孔從較大調(diào)至完全閉合的過程中，他在屏上看到的現(xiàn)象是(B)A．先是圓形亮區(qū)，最終完全黑暗B．先是圓形亮區(qū)，再是圓形亮環(huán)，最終完全黑暗C．先是圓形亮環(huán)，最終完全黑暗D．先是圓環(huán)亮環(huán)，然后圓形亮區(qū)，最終完全黑暗解析：在圓孔由大到小調(diào)整過程中，當孔較大時，光沿直線傳播，在屏上得到圓形亮斑；當孔的直徑減小到與光波的波長相近時，產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象，屏上將出現(xiàn)明、暗相間的亮環(huán)，當孔接著減小到完全閉合，沒有光到達屏上時，屏上完全黑暗。4．在視察光的衍射現(xiàn)象的試驗中，通過緊靠眼睛的卡尺測腳形成的狹縫，觀看遠處的線狀白熾燈絲(燈管或燈絲都要平行于狹縫)，可以看到(C)A．黑白相間的直條紋 B．黑白相間的弧形條紋C．彩色的直條紋 D．彩色弧形條紋解析：白熾燈發(fā)出的是復色光，其中各種色光的波長不同，產(chǎn)生的衍射條紋間距不同，各單色光相互疊加，成為彩色直條紋。5．圖為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣，則(BC)A．甲為紅光的衍射圖樣 B．乙為紫光的干涉圖樣C．丙為紅光的衍射圖樣 D．丁為紫光的干涉圖樣解析：當單色光通過雙縫時形成的干涉圖樣為等間距的，而通過單縫時的圖樣是中間寬、兩邊窄的衍射圖樣，因此甲、乙為干涉圖樣，而丙、丁為衍射圖樣。由于紅光的波長較長，干涉圖樣中相鄰條紋間距較大，而紫光的波長較短，干涉圖樣中相鄰條紋間距較小，因此選項B、C正確。二、非選擇題6．如圖所示，在“視察光的衍射現(xiàn)象”試驗中，保持縫到光屏的距離不變，增加縫寬，屏上衍射條紋間距將減小(選填“增大”“減小”或“不變”)；該現(xiàn)象表明，光沿直線傳播只是一種近似規(guī)律，只有在光的波長比障礙物小得多狀況下，光才可以看成是沿直線傳播的。解析：當縫寬d增大時，Δx減小，當光的波長比障礙物小得多時，光的衍射現(xiàn)象不明顯，光將沿直線傳播。7．分析以下現(xiàn)象產(chǎn)生的緣由：(1)通過盛水的玻璃杯，在適當?shù)慕嵌?，可看到彩色光?2)菜湯上的油花呈現(xiàn)彩色；(3)隔著帳?？催h處的燈，見到燈四周輻射彩色的光線；(4)光線照在花布上，可以望見花布上的圖樣。解析：(1)白光通過盛水的玻璃杯發(fā)生折射，在適當?shù)慕嵌?，各色光分別較大，可看到彩色光。(2)光經(jīng)過菜湯上油膜的前后兩個表面發(fā)生反射，兩列反射光波相互疊加，產(chǎn)生干涉條紋，因此菜湯上的油花呈現(xiàn)彩色。(3)遠處燈發(fā)出的光經(jīng)過帳幔的縫隙，產(chǎn)生衍射，因此可見到燈四周輻射彩色的光線。(4)光線照在花布上望見花布的圖樣，是由于光的反射與汲取的結(jié)果?；ú际怯筛鞣N顏色的花紋組成的，當白光照在花布上時紅色花紋反射紅光，汲取其他顏色的光，這樣我們在該位置只看到紅色。同理可以看到各種花紋反射的顏色。這樣可以看到花布的圖樣。實力提升一、選擇題(1、2題為單選題，3、4題為多選題)1．關(guān)于光的干涉和衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是(D)A．光的干涉現(xiàn)象遵循波的疊加原理，衍射現(xiàn)象不遵循波的疊加原理B．光的干涉條紋是彩色的，衍射條紋是黑白相間的C．光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動性，光的衍射現(xiàn)象不能說明這一點D．光的干涉和衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結(jié)果解析：從成因分析，光的干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結(jié)果，兩者都表明光是一種波，故A、C錯，D正確；從條紋特點看，雖然條紋寬度、間距方面兩者有所區(qū)分，但單色光的干涉條紋、衍射條紋都是明(由單色光的顏色確定)暗相間的，白光的干涉條紋、衍射條紋都是彩色的，故B錯。2．如圖所示的四種明暗相間的條紋，分別是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮紋)。則在下面的四個圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是(B)A．紅黃藍紫 B．紅紫藍黃C．藍紫紅黃 D．藍黃紅紫解析：從圖樣可以看出從左數(shù)第1、3個圖為干涉圖樣，由Δx＝eq\f(L,d)λ可知，從左數(shù)第1個圖為紅光的干涉圖樣，第3個圖為藍光的干涉圖樣；第2、4個圖為衍射圖樣，且第4個圖衍射明顯，故第4個圖應(yīng)為黃光的衍射圖樣，故選B。3．關(guān)于衍射，下列說法正確的是(AB)A．衍射現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光疊加后產(chǎn)生的結(jié)果B．雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象C．一切波都很簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D．影的存在是一個與衍射現(xiàn)象相沖突的客觀事實解析：衍射圖樣是困難的光波的疊加現(xiàn)象，雙縫干涉中光通過二個狹縫時均發(fā)生衍射現(xiàn)象，一般現(xiàn)象中既有干涉又有衍射。一切波都能發(fā)生衍射，但要發(fā)生明顯的衍射，須要滿意障礙物的尺寸小于或相當于波長的條件。4．在單縫衍射試驗中，下列說法中正確的是(ACD)A．將入射光由黃色換成綠色，衍射條紋間距變窄B．使單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄C．換用波長較長的光照耀，衍射條紋間距變寬D．增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬解析：當單縫寬度肯定時，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，即偏離直線傳播的路徑越遠，條紋間距也越大；當光的波長肯定時，單縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，衍射條紋間距越大；光的波長肯定、單縫寬度也肯定時，若增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距也會變寬，故選項A、C、D正確。二、非選擇題5．如圖所示，甲、乙兩圖是單色光分別入射到兩圓孔形成的圖象，由圖推斷甲是光的衍射(選填“干涉”或“衍射”)圖象。圖甲所對應(yīng)的圓孔孔徑小于(選填“大于”、“小于”或“等于”)圖乙所對應(yīng)的圓孔孔徑。解析：圖甲所示，單色光通過小孔出現(xiàn)明暗相間且寬度不等的條紋，這是光的衍射現(xiàn)象。圖乙是個圓亮斑，說明光沿直線傳播，沒有發(fā)生衍射，圖乙所對應(yīng)的圓孔孔徑遠大于單色光的波長，也大于發(fā)生衍射現(xiàn)象的圖甲所對應(yīng)的圓孔孔徑。6．某同學自己動手制作如圖所示的裝置視察光的干涉現(xiàn)象，其中A為單縫屏，B為雙縫屏，整個裝置位于一暗箱中，試驗過程如下：(1)該同學用一束太陽光照耀A屏時，屏C上沒有出現(xiàn)干涉條紋；移去B后，在屏上出現(xiàn)不等間距條紋，此條紋是由于光的衍射產(chǎn)生的。(2)移去A后，遮住縫S1或縫S2中的任一個，C上均出現(xiàn)一窄亮斑。出現(xiàn)以上試驗結(jié)果的主要緣由是雙縫S1、S2太寬。解析：(1)移去B后只剩下單縫，故發(fā)生單縫衍射形成條紋，故此條紋是由于光的衍射產(chǎn)生的。(2)沒有出現(xiàn)條紋而只出現(xiàn)一個窄亮斑，說明衍射現(xiàn)象不明顯，故主要緣由是雙縫S1、S2太寬。7．如圖所示是通過游標卡尺兩測量腳間的狹縫視察白熾燈線光源時所拍下的四張照片。(1)試通過圖樣分析四張照片對應(yīng)的兩測量腳間的寬度大小關(guān)系。(2)試說明照片(