2017-2018學(xué)年高中物理 第十三章 光 第7、8節(jié) 光的顏色 色散 激光教學(xué)案 新人教版選修3-4

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1、 第7、8節(jié) 光的顏色__色散__激光 1.光的顏色由頻率決定，不同顏色的光波長(zhǎng)不同。 2．含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫做光的色散，這些單色光按波長(zhǎng)的有序排列就是光譜。 3．能使光色散的方法有：(1)薄膜干涉色散；(2)衍射色散；(3)折射色散。 4．在同一種物質(zhì)中，不同波長(zhǎng)的光波的傳播速度不一樣，波長(zhǎng)越短，波速越慢。 5．激光是人工產(chǎn)生的，具有相干性好、平行度好、亮度高的特點(diǎn)。 一、光的顏色　色散 1．光的顏色與波長(zhǎng)：不同顏色的光，波長(zhǎng)不同。 圖13-7-1 2．光的色散：含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象。如圖13-7-1。 3．光

2、譜：含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其波長(zhǎng)的有序排列。 4．幾種色散現(xiàn)象 (1)薄膜干涉中的色散 ①薄膜干涉中相干光的獲得 光照射到薄膜上，在薄膜的前后兩個(gè)面反射的光是由同一個(gè)實(shí)際的光源分解而成的，它們具有相同的頻率，恒定的相位差。 ②薄膜干涉的原理 光照在厚度不同的薄膜上時(shí)，在薄膜的不同位置，前后兩個(gè)面的反射光的路程差不同，在某些位置兩列波疊加后相互加強(qiáng)，于是出現(xiàn)亮條紋；在另一些位置，兩列波相遇后被相互削弱，于是出現(xiàn)暗條紋。 (2)衍射時(shí)的色散 用白光做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的條紋是彩色的。這是因?yàn)檠苌鋾r(shí)不同色光的亮條紋的位置不同，于是各種色光就區(qū)分開了。這種現(xiàn)象是光在衍射時(shí)的

3、色散。 (3)折射時(shí)的色散 圖13-7-2 如圖13-7-2說(shuō)明白光通過(guò)棱鏡折射后，由上到下的色光順序?yàn)椋杭t、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫，這說(shuō)明白光是由七色光組成的。 5．在同一種物質(zhì)中，不同波長(zhǎng)的光波的傳播速度不一樣，波長(zhǎng)越短，波速越慢。 二、激光 1．激光的特點(diǎn)及應(yīng)用 特點(diǎn) 性質(zhì) 應(yīng)用 相干性 激光具有頻率單一、相位差恒定、偏振方向相同的特點(diǎn)，是人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性 光纖通信 平行度 激光的平行度非常好，傳播很遠(yuǎn)的距離仍能保持一定的強(qiáng)度 精確的測(cè)距；讀取光盤上記錄的信息等 高亮度 它可以在很小的范圍和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量 用激光束切割

4、、焊接，醫(yī)學(xué)上可以用激光做“光刀”，激發(fā)核反應(yīng)等 2．全息照相 (1)與普通照相技術(shù)的比較：普通照相技術(shù)所記錄的只是光波的強(qiáng)弱信息，而全息照相技術(shù)還記錄了光波的相位信息。 (2)原理：全息照相的拍攝利用了光的干涉原理，使參考光和物光在底片上相遇，發(fā)生干涉，形成復(fù)雜的干涉條紋。這要求參考光和物光必須具有很高的相干性。 (3)觀察全息照片時(shí)要用激光照射照片，從另一側(cè)面觀察。 1．自主思考——判一判 (1)色散現(xiàn)象表明白光是復(fù)色光。(√) (2)單色光通過(guò)棱鏡后也能發(fā)生色散。(×) (3)某單色光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)光的頻率、波長(zhǎng)均不同。(×) (4)激光可以進(jìn)行光纖通信是利

5、用了相干性好的特點(diǎn)。(√) (5)激光可用做“光刀”來(lái)切開皮膚是利用激光的相干性好。(×) (6)全息照相技術(shù)只能記錄光波的強(qiáng)弱信息。(×) 2．合作探究——議一議 (1)雨后天空出現(xiàn)的彩虹是怎樣形成的？ 提示：由于光的折射發(fā)生了色散現(xiàn)象形成的。 (2)利用激光測(cè)量地球到月球的距離，應(yīng)用了激光哪方面的性質(zhì)？ 提示：應(yīng)用了“平行度”非常好的性質(zhì)。 對(duì)光的色散的理解 1．折射時(shí)的色散 (1)我們把射出棱鏡的光線與入射光線方向的夾角叫通過(guò)棱鏡的偏向角，如圖13-7-3所示，實(shí)驗(yàn)表明，白光色散時(shí)，紅光的偏向角最小，紫光的偏向角最大。這說(shuō)明玻璃對(duì)不同色光的折

6、射率是不同的。紫光的最大，紅光的最小。 圖13-7-3 (2)由于介質(zhì)中的光速v＝，故在同種介質(zhì)中折射率大的光速小，各種色光在同種介質(zhì)中的光速依次為v紫＜v藍(lán)＜…＜v橙＜v紅，即紅光的速度最大，紫光的速度最小。 (3)如圖13-7-3所示，白光經(jīng)過(guò)三棱鏡后，在光屏上呈現(xiàn)七色光帶；若從棱鏡的頂角向底邊看，由紅到紫依次排列，紫光最靠近底邊，光的色散實(shí)質(zhì)上是光的折射現(xiàn)象。 2．雙縫干涉中的色散 用不同的單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，得到的條紋之間的距離不一樣，但都是明暗相同的單色條紋。由Δx＝λ知，紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，Δx最大，紫光波長(zhǎng)最短，Δx最小。白光干涉時(shí)的條紋是彩色的，即白光是由多種色光組成

7、的復(fù)色光，發(fā)生干涉時(shí)，白光發(fā)生了色散現(xiàn)象。 [典例]　(多選)如圖13-7-4，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。則(　　) 圖13-7-4 A．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 B．在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng) C．玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率 D．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a首先消失 E．分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 [解析]　a光的折射角更大，則玻璃磚對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率，在玻璃中a光的

8、傳播速度小于b光的傳播速度，在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，A、B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；玻璃對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率，a光的臨界角小，改變光束的入射方向使θ角變大，則折射光線a首先消失，D項(xiàng)正確；a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，E項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案]　ABD 光的色散的物理意義 (1)光譜的產(chǎn)生表明，白光是各種單色光組成的復(fù)色光。由于各種單色光通過(guò)棱鏡時(shí)偏折的角度不同，所以產(chǎn)生了色散現(xiàn)象。 (2)色散現(xiàn)象表明，棱鏡材料對(duì)不同色光的折射率是不同的。紫光經(jīng)棱鏡后偏折程度最大，紅光偏折程度最小，所以棱鏡材料對(duì)紫光的折射率最大，對(duì)紅光的折射率最小。

9、 (3)由折射率的定義n＝可知，在棱鏡中紫光的速度最小，紅光的速度最大?！　　　? 1.如圖13-7-5所示，一個(gè)小的光源S發(fā)出白光，經(jīng)三棱鏡分光。若人沿著折射光線的反方向觀察，通過(guò)棱鏡可以看到(　　) 圖13-7-5 A．白光點(diǎn) B．光點(diǎn)上部紅色，下部紫色 C．光點(diǎn)上部紫色，下部紅色 D．看不到光源的像 解析：選C　由于各種單色光中，紫光的折射率最大，偏折角也最大，成的像最高，紅光的折射率最小，偏折角也最小，成的像最低，故C正確。 2.如圖13-7-6所示，一束白光通過(guò)玻璃棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖13-7-6 A．紅光的偏折最大，紫光的

10、偏折最小 B．紅光的偏折最小，紫光的偏折最大 C．玻璃對(duì)紅光的折射率比紫光大 D．玻璃中紫光的傳播速度比紅光大 解析：選B　白光中紅光的頻率最低，在玻璃中的折射率最小，由n＝可知，紅光的傳播速度最大，紫光的頻率最高，在玻璃中的折射率最大，傳播速度最小，經(jīng)過(guò)棱鏡發(fā)生色散時(shí)，偏折最大，綜上所述，A、C、D均錯(cuò)誤，B正確。 3.如圖13-7-7所示，在水中有一厚度不計(jì)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(shí)發(fā)生了色散，射出的可見(jiàn)光分布在a點(diǎn)和b點(diǎn)之間，則(　　) 圖13-7-7 A．從a點(diǎn)射出的是紅光，從b點(diǎn)射出的是紫光 B．從a點(diǎn)射出

11、的是紫光，從b點(diǎn)射出的是紅光 C．從a點(diǎn)和b點(diǎn)射出的都是紅光，從ab中點(diǎn)射出的是紫光 D．從a點(diǎn)和b點(diǎn)射出的都是紫光，從ab中點(diǎn)射出的是紅光 解析：選B　由紅光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏離原來(lái)方向比紅光嚴(yán)重，并且向頂端偏折，光路圖如圖所示，所以從a點(diǎn)射出的是紫光，從b點(diǎn)射出的是紅光，選項(xiàng)B正確。 薄膜干涉的應(yīng)用 1．用干涉法檢查平面平整度 如圖13-7-8甲所示，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢測(cè)平面是光滑的，得到的干涉圖樣必是等間距的。如果被測(cè)表面某處凹下，則對(duì)應(yīng)亮條紋(或暗條紋)提前出現(xiàn)，如圖乙中P條紋所示；如果某處凸起來(lái)，則對(duì)應(yīng)條紋延

12、后出現(xiàn)，如圖乙中Q所示，即亮條紋在凹陷處向空氣膜較薄處彎曲，在凸起處向空氣膜較厚處彎曲。(注：“提前”與“延后”不是指在時(shí)間上，而是指由左到右的位置順序上) 圖13-7-8 2．增透膜 為了減少光學(xué)裝置中的反射光的損失，可在元件表面涂一層透明薄膜，一般是氟化鎂。 圖13-7-9 如圖13-7-9所示，在增透膜的前后表面反射的兩列光波形成相干波，相互疊加，當(dāng)路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，在兩個(gè)表面反射的光反向，相互抵消，從而使反射的兩列光波產(chǎn)生相消干涉，反射光的能量幾乎等于零。一般取最小厚度d滿足2d＝(此波長(zhǎng)為光在該種介質(zhì)中的波長(zhǎng))，由于白光中含有多種波長(zhǎng)的光，所以增透膜只能使其

13、中一定波長(zhǎng)的光相消。因?yàn)槿藢?duì)綠光最敏感，一般選擇對(duì)綠光起增透作用的膜，所以在反射光中綠光強(qiáng)度幾乎為零，而其他波長(zhǎng)的光并沒(méi)有完全抵消，所以增透膜呈現(xiàn)淡紫色。 [典例]　(多選)如圖13-7-10甲所示，用單色光照射透明標(biāo)準(zhǔn)板M來(lái)檢查平面N的上表面的平滑情況，觀察到的圖像如圖乙所示的條紋中的P和Q的情況，這說(shuō)明(　　) 圖13-7-10 A．N的上表面A處向上凸起 B．N的上表面B處向上凸起 C．N的上表面A處向下凹陷 D．N的上表面B處向下凹陷 [解析]　利用光的薄膜干涉來(lái)檢查平面的情況，就是由標(biāo)準(zhǔn)樣板平面和被檢查平面間形成一個(gè)楔形的空氣薄層，用單色光從上面照射，入射光

14、在空氣層的上、下表面反射形成的兩列光波發(fā)生干涉。如果被檢測(cè)的面是平的，那么空氣層的厚度相同的各點(diǎn)的干涉條紋在一條直線上。若是被檢測(cè)平面的某處凹下去了，這時(shí)干涉條紋就不是直線，在凹處的干涉條紋將向楔形膜中薄的一側(cè)彎曲。這是因?yàn)榘继幍膬墒瓷涔獾穆烦滩钭兇?，它只能與膜厚一些位置的兩反射光的路程差相同而形成同一級(jí)的條紋(路程差相同的干涉條紋為同一級(jí)，一般路程差大的干涉條紋級(jí)別高，路程差小的干涉條紋級(jí)別低)，顯然凹處的級(jí)別增大，將與膜厚一些位置的干涉條紋形成同一級(jí)別的條紋，故B、C正確。 [答案]　BC 被測(cè)平面凹下或凸起的形象判斷法 被測(cè)平面凹下或凸起的形象判斷法——矮人行走法。即把干涉條

15、紋看成“矮人”的行走軌跡。讓一個(gè)小矮人在兩板間沿著一條條紋直立行走，始終保持腳踏被測(cè)板，頭頂樣板，在行走過(guò)程中：若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去繞，方可按上述要求過(guò)去，即條紋某處彎向薄膜尖端，該處為一凹下；若遇一凸起，他必向薄膜的底部去繞，方可按上述要求過(guò)去，即條紋某處彎向薄膜底部，該處為一凸起?！　　　? 1.如圖13-7-11所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃塊的上表面是否平整的裝置。所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個(gè)表面反射的光線疊加而成的(　　) 圖13-7-11 A．a(chǎn)的上表面和b的下表面 B．a(chǎn)的上表面和b的上表面 C．a(chǎn)的

16、下表面和b的上表面 D．a(chǎn)的下表面和b的下表面 解析：選C　樣板和厚玻璃之間存在楔形空氣薄膜，用單色光從這個(gè)空氣薄膜表面照射，入射光從空氣薄膜的上、下表面反射回的兩列光波形成干涉條紋?？諝獗∧さ纳?、下表面就是a的下表面和b的上表面，故選項(xiàng)C正確。 2.用如圖13-7-12所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象。圖(a)是點(diǎn)燃的酒精燈(在燈芯上撒些鹽)，圖(b)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(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是(　　) 圖13-7-12 A．當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° B．當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90°

17、C．當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° D．干涉條紋保持原來(lái)狀態(tài)不變 解析：選D　豎直肥皂膜是由于重力作用產(chǎn)生的上薄下厚的薄膜，所以金屬絲圈的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀，由干涉原理可知，同一厚度處的干涉條紋在同一級(jí)次上，所形成的干涉條紋都是水平的，與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)關(guān)，仍然是水平的干涉條紋，D正確。 3．關(guān)于薄膜干涉，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．只有厚度均勻的薄膜才會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象 B．只有厚度不均勻的楔形薄膜，才會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象 C．厚度均勻的薄膜會(huì)形成干涉條紋 D．觀察肥皂液膜的干涉現(xiàn)象時(shí)，觀察者應(yīng)和光源在液膜的同一側(cè) 解析：選D　

18、當(dāng)光從薄膜的一側(cè)照射到薄膜上時(shí)，只要前后兩個(gè)面反射回來(lái)的光波的路程差滿足振動(dòng)加強(qiáng)的條件，就會(huì)出現(xiàn)明條紋，滿足振動(dòng)減弱的條件就會(huì)出現(xiàn)暗條紋。這種情況在薄膜厚度不均勻時(shí)才會(huì)出現(xiàn)；當(dāng)薄膜厚度均勻時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)干涉條紋，但也發(fā)生干涉現(xiàn)象，如果是單色光照射，若滿足振動(dòng)加強(qiáng)的條件，整個(gè)薄膜前方都是亮的，否則整個(gè)薄膜的前方都是暗的。如果是復(fù)色光照射，某些顏色的光因干涉而振動(dòng)加強(qiáng)，另一些顏色的光會(huì)因干涉而振動(dòng)減弱，減弱的光透過(guò)薄膜，加強(qiáng)的光被反射回來(lái)，這時(shí)會(huì)看到薄膜的顏色呈某種單色光的顏色，但不形成干涉條紋。故選D。 激光 1．激光的產(chǎn)生 激光是原子受激輻射產(chǎn)生的光，發(fā)光的方向、頻率、偏振方向

19、均相同，兩列相同激光相遇可以發(fā)生干涉。激光是人工產(chǎn)生的相干光。 2．激光的特點(diǎn) (1)激光是人工產(chǎn)生的相干光，其單色性好，相干性好。激光的頻率單一，相干性非常好，顏色特別純。用激光做衍射、干涉實(shí)驗(yàn)，效果很好。 (2)激光的平行度好。從激光器發(fā)出的激光具有極好的平行性，幾乎是一束方向不變、發(fā)散角很小的平行光。傳播幾千米后，激光斑擴(kuò)展范圍不過(guò)幾厘米，而探照燈的光束能擴(kuò)展到幾十米范圍。 (3)亮度高。激光可以在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量。 3．激光的應(yīng)用 (1)光纖通信。(2)激光測(cè)距。(3)激光讀寫。(4)激光加工。(5)激光手術(shù)(亦稱光刀手術(shù))。(6)激光武器。(7)可控

20、聚變反應(yīng)中的應(yīng)用。 1．對(duì)于激光的認(rèn)識(shí)，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．普通光源發(fā)出的光都是激光 B．激光是自然界普遍存在的一種光 C．激光是一種人工產(chǎn)生的相干光 D．激光一定比普通光的強(qiáng)度大 解析：選C　激光是原子受激輻射產(chǎn)生的光，是人工產(chǎn)生的一種相干光，與普通光源發(fā)出的光不同，所以C正確，A、B錯(cuò)誤；用途不同，不同激光的強(qiáng)度大小并不相同，激光不一定比普通光的強(qiáng)度大，D錯(cuò)誤。 2．(多選)關(guān)于激光與自然光，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．激光的頻率單一，而自然光是含有各種色光頻率的光，所以激光的相干性好 B．自然光是由物質(zhì)的原子發(fā)射出來(lái)的，而激光是人工產(chǎn)生的，所以激光不是

21、由物質(zhì)的原子發(fā)射出來(lái)的 C．激光和自然光都具有相同的本質(zhì)，它們都是由原子的躍遷產(chǎn)生的 D．相干性好是激光與普通光的根本區(qū)別 解析：選ACD　激光的頻率單一，相干性很好，自然光中含有各種頻率的光，故A、D正確；激光和自然光都是由原子的躍遷產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤，C正確。 1．汽車行駛時(shí)常會(huì)滴下一些油滴，滴下的油滴在有水路面上會(huì)形成一層薄油膜，并顯現(xiàn)彩色，這是由于(　　) A．空氣的折射 B．膜的上、下表面反射形成光的干涉 C．光的衍射 D．水的折射 解析：選B　白光射到油膜上，從膜的上、下表面反射回來(lái)，形成相干光源。由于各種色光波長(zhǎng)不同，所產(chǎn)生的干涉條紋的寬度不同，所

22、以各色光在薄膜上形成干涉條紋呈現(xiàn)彩色，所以B項(xiàng)正確。 2．以下說(shuō)法正確的是(　　) A．真空中藍(lán)光的波長(zhǎng)比紅光的波長(zhǎng)長(zhǎng) B．天空中的彩虹是由光干涉形成的 C．光纖通信利用了光的全反射原理 D．機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播，波長(zhǎng)保持不變 解析：選C　真空中藍(lán)光的波長(zhǎng)比紅光的波長(zhǎng)短，A項(xiàng)錯(cuò)誤；天空中的彩虹是由光的折射形成的，B項(xiàng)錯(cuò)誤；光纖利用了光的全反射傳遞信息，C項(xiàng)正確；機(jī)械波在不同的介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變，速度變化，因而波長(zhǎng)會(huì)變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．(多選)激光火箭的體積小，卻可以裝載更大、更重的衛(wèi)星或飛船。激光由地面激光站或空間激光動(dòng)力衛(wèi)星提供，通過(guò)一套裝置，像手電筒一樣，讓激光束射入火

23、箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，使推進(jìn)劑受熱而急劇膨脹，于是形成一股高溫高壓的燃?xì)饬鳎詷O高的速度噴出，產(chǎn)生巨大的推力，把衛(wèi)星或飛船送入太空。激光火箭利用了激光的(　　) A．單色性好　　　　　　 　B．平行度好 C．高能量 D．相干性好 解析：選BC　激光的平行度好且亮度高，可以在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量，這樣可以給火箭提供高能量，B、C正確。 4．登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過(guò)度照射，尤其是眼睛更不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射，否則將會(huì)嚴(yán)重地?fù)p傷視力。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對(duì)眼睛的傷害的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n＝1.5，所要消除的紫外線的頻

24、率f＝8.1×1014 Hz，那么他設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度至少是(　　) A．9.25×10－8 m B．1.85×10－7 m C．1.24×10－7 m D．6.18×10－8 m 解析：選C　由n＝得v＝＝ m/s＝2×108 m/s。根據(jù)波速公式v＝λf，得λ＝＝ m＝2.47×10－7 m。要實(shí)現(xiàn)“增反”的效果，薄膜的厚度至少為半個(gè)波長(zhǎng)，那樣在薄膜的表面兩列反射光相互加強(qiáng)，從而使入射到眼睛的紫外線減弱，減輕紫外線對(duì)眼睛的傷害，故C選項(xiàng)正確。 5.某物理興趣小組用實(shí)驗(yàn)探究光的色散規(guī)律，他們將半圓形玻璃磚放在豎直面內(nèi)，在其左方豎直放置一個(gè)很大的光屏P，讓一復(fù)色光束SA

25、射向玻璃磚的圓心O后，有兩束單色光a和b射向光屏P，如圖1所示。他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了以下四個(gè)猜想，你認(rèn)為正確的是(　　) 圖1 A．單色光a的波長(zhǎng)小于單色光b的波長(zhǎng) B．在玻璃中單色光a的傳播速度大于單色光b的傳播速度 C．單色光a通過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間大于單色光b通過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間 D．當(dāng)光束SA繞圓心O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，在光屏P上最早消失的是a光 解析：選B　根據(jù)光的折射定律可知a光的折射率小于b光的折射率，則a光的頻率小于b光的頻率，由λ＝可知A項(xiàng)錯(cuò)誤；由v＝可知B項(xiàng)正確；由于復(fù)色光在玻璃磚中傳播距離相同，根據(jù)t＝可知C項(xiàng)錯(cuò)誤；由sin C＝可知D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．虹和霓

26、是太陽(yáng)光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過(guò)一次和兩次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球來(lái)說(shuō)明。兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會(huì)形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖2所示。M、N、P、Q點(diǎn)的顏色分別為(　　) 圖2 A．紫、紅、紅、紫 B．紅、紫 、紅、紫 C．紅、紫、紫、紅 D．紫、紅、紫、紅 解析：選A　光在水珠中折射時(shí)，折射率越大，折射角越大，故選項(xiàng)A正確。 7．劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖3甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示。干涉條

27、紋有如下特點(diǎn)：(1)任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定?，F(xiàn)若在圖中裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋(　　) 圖3 A．變疏 B．變密 C．不變 D．消失 解析：選A　干涉條紋是由空氣薄膜的上下兩個(gè)表面反射的光線疊加而成的，當(dāng)抽去一張紙片后，劈形空氣薄膜傾角減小，相鄰明條紋(或暗條紋)變疏。 8.用三棱鏡可使陽(yáng)光折射成一條彩色光帶，如圖4所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 圖4 (1)B、C、D區(qū)域分別是什么色光區(qū)？ (2)將一瓶綠藻放在A處，則B、C、D哪一處變

28、暗？ (3)將一瓶綠藻放在B、C、D的哪一位置上，就會(huì)嚴(yán)重影響它的生長(zhǎng)？ 解析：(1)B為紅光區(qū)，C為綠光區(qū)，D為藍(lán)光區(qū)。 (2)由綠藻呈綠色可知其對(duì)綠光的吸收最弱，故B和D處變暗。 (3)由(1)可知，C為綠光區(qū)，故綠藻只能得到極少量可利用的光來(lái)進(jìn)行光合作用，因而會(huì)嚴(yán)重影響其生長(zhǎng)。 答案：見(jiàn)解析 9．一種紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道道閃光，每道閃光為一個(gè)(列)光脈沖，若這種激光器光脈沖的持續(xù)時(shí)間為1.0×10－11 s，波長(zhǎng)為694.3 nm，發(fā)射功率為1.0×1010 W，求： (1)每列光脈沖的長(zhǎng)度是多少？ (2)用這種紅寶石激光器照射皮膚上的色斑，每平方厘米色斑吸收能量達(dá)到60 J以后，色斑便逐漸消失，一塊色斑的面積為50 mm2，則它要吸收多少個(gè)(列)紅寶石激光脈沖才能逐漸消失？ 解析：(1)光脈沖持續(xù)時(shí)間即為發(fā)射一個(gè)光脈沖所需的時(shí)間，所以一個(gè)光脈沖長(zhǎng)度Δl＝c·Δt＝3×108×1.0×10－11 m＝3.0×10－3 m。 (2)面積為1 cm2色斑吸收的能量E＝60 J，色斑便逐漸消失。而1個(gè)光脈沖的能量為ΔE＝P·Δt＝1.0×1010×1.0×10－11 J＝0.1 J 消除50 mm2的色斑需要光脈沖數(shù)為 n＝＝＝300(個(gè)) 13