高中物理 第十三章 光 第5節(jié) 光的衍射課時作業(yè) 新人教版選修34

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1、 第十三章　第五節(jié) 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著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．觀察單縫衍射現(xiàn)象時，把縫寬由0.2mm逐漸增大到0.8mm，看到的現(xiàn)象是(　A　) A．衍射條紋的間距逐漸變小，衍射現(xiàn)象逐漸不明顯 B．衍射條紋的間距逐漸變大，衍射現(xiàn)象越來越明顯 C．衍射條紋的間距不變，只是亮度增強 D．以上現(xiàn)象都不會發(fā)生 解析：觀察衍射圖樣發(fā)現(xiàn)：狹縫的寬度逐漸變小，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．

2、在學習了光的衍射現(xiàn)象后，徐飛回家后自己設(shè)置了一個小實驗。在一個發(fā)光的小電珠和光屏之間放一個大小可以調(diào)節(jié)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)，最后完全黑暗 B．先是圓形亮區(qū)，再是圓形亮環(huán)，最后完全黑暗 C．先是圓形亮環(huán)，最后完全黑暗 D．先是圓環(huán)亮環(huán)，然后圓形亮區(qū)，最后完全黑暗 解析：在圓孔由大到小調(diào)節(jié)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)，當孔繼續(xù)減小到完全閉合，沒有光到達屏上時，屏上完全黑暗。 4．在觀察光的衍射現(xiàn)象的實驗中，通

3、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．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．一切波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 D．影的存在是一個與衍射現(xiàn)象相矛盾的客觀事實 解析：衍射圖樣是復雜的光波的疊加現(xiàn)象，雙縫干涉中光通過二個狹縫時均發(fā)生衍射現(xiàn)

4、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，需要滿足障礙物的尺寸小于或相當于波長的條件。 二、非選擇題 6．如圖所示，在“觀察光的衍射現(xiàn)象”實驗中，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___情況下，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)生的原因： (1)通過盛水的玻璃杯，在適當?shù)慕嵌?，可看到彩色光? (2)

5、菜湯上的油花呈現(xiàn)彩色； (3)隔著帳幔看遠處的燈，見到燈周圍輻射彩色的光芒； (4)光線照在花布上，可以看見花布上的圖樣。 解析：(1)白光通過盛水的玻璃杯發(fā)生折射，在適當?shù)慕嵌?，各色光分離較大，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，因此可見到燈周圍輻射彩色的光芒。 (4)光線照在花布上看見花布的圖樣，是由于光的反射與吸收的結(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，吸收其他顏色的光，這樣我們在該位置只看到紅色。同理可以看

6、到各種花紋反射的顏色。這樣可以看到花布的圖樣。 能力提升 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)別，但單色光的干涉條紋、衍射條紋都是明(由單色光的顏

7、色決定)暗相間的，白光的干涉條紋、衍射條紋都是彩色的，故B錯。 2．(成都市2016年高三模擬)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＝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

8、圖樣，故選B。 3．關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下面說法正確的是(　AC　) A．紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋 B．白光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋 C．光照到不透光小圓盤上出現(xiàn)泊松亮斑，說明發(fā)生了衍射 D．光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑，說明光沿直線傳播，不存在光的衍射 解析：單色光照到狹縫上產(chǎn)生的衍射圖樣是亮暗相間的直條紋。白光的衍射圖樣是彩色條紋。光照到不透明圓盤上，在其陰影處出現(xiàn)亮點，是衍射現(xiàn)象。光的衍射現(xiàn)象只有明顯與不明顯之分，D項中屏上大光斑的邊緣模糊，正是光的衍射造成的，不能認為不存在衍射現(xiàn)象。 4．在單縫衍射實驗中，下列說法中正確的是(　ACD　) A．將入射光由

9、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射，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：當單縫寬度一定時，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；當光的波長一定時，單縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，衍射條紋間距越大；光的波長一定、單縫寬度也一定時，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，由圖判斷甲是光的__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

10、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觀察光的干涉現(xiàn)象，其中A為單縫屏，B為雙縫屏，整個裝置位于一暗箱中，實驗過程如下： (1)該同學用一束太陽光照射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

11、。出現(xiàn)以上實驗結(jié)果的主要原因是__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，故主要原因是雙縫S1、S2太寬。 7．如圖所示是通過游標卡尺兩測量腳間的狹縫觀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(4)中中央條紋的顏色及成因。 解析：(1)從四張照片的單縫衍射圖樣可以看出，由圖(1)到圖(4)，衍射現(xiàn)象越來越明顯，說明兩測量腳間的狹縫越來越小，因此由圖(1)到圖(4)四張照片對應(yīng)的兩測量腳間的寬度越來越小。 (2)圖(4)中中央條紋的顏色為白色，因為各種色光在屏中央均為亮條紋，七色光疊加后，中央條紋即為白色。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375