高中物理第十三章光13.5光的衍射练习新人教版选修3_4.doc

第5节　光的衍射 ‎1．光通过很窄的缝或很小的孔时，光没有沿________传播，而是绕过缝或孔的边缘传播 到____________的地方的现象叫光的衍射现象．‎ ‎3．光通过单缝发生衍射时，衍射条纹是一些________________的条纹，中央条纹最____、‎ 最____，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越____，亮度越____．‎ ‎3．光产生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长____或跟波长相差______．‎ ‎4．衍射光栅是由许多________的狭缝____________地排列起来形成的光学元件，由衍射 光栅得到的衍射图样与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度________，亮度________．‎ ‎5．对光的衍射现象的定性分析，不正确的是(　　)‎ A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲传播的现象 B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果 C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据 D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论 ‎6．我们经常看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色光容易引起人们的视觉 反应外，还有一个重要的原因是(　　)‎ A．红光比其他色光更容易发生衍射 B．红光比其他色光更容易发生干涉 C．红光比其他可见光频率更大 D．红光比其他可见光在玻璃中的折射率小 ‎7．下列哪些现象是光的衍射产生的(　　)‎ A．泊松亮斑 B．阳光下茂密的树阴中地面上的圆形亮斑 C．阳光经凸透镜后形成的亮斑 D．平行光照在一个较大障碍物上后，影的轮廓模糊不清 概念规律练 知识点一　单缝衍射实验 ‎1．在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是(　　)‎ A．将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变小(λ黄>λ绿)‎ B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变小 C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变大 D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变大 ‎2．在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中，下列哪些说法是正确的是(　　)‎ A．缝越窄，衍射现象越明显 B．缝越宽，衍射现象越明显 C．照射光的波长越长，衍射现象越明显 D．照射光的频率越高，衍射现象越明显 知识点二　发生明显衍射现象的条件 ‎3．观察单缝衍射现象时，把缝宽由‎0.2 mm逐渐增大到‎0.8 mm，看到的现象是(　　)‎ A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显 B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显 C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强 D．以上现象都不会发生 ‎4．可见光在空气中波长范围是4 400 到7 700 ，即4.4×10－‎4 mm到7.7×10－‎4 mm，‎ 下面关于光衍射条件的说法正确的是(　　)‎ A．卡尺两脚间的狭缝的宽度小到万分之几毫米以下时，才能观察到明显的衍射现象 B．卡尺两脚间的狭缝在小到‎0.4 mm以下时，通过它观察到线状白炽灯丝，有明显的衍 5‎ 射现象 C．卡尺两脚间的狭缝在小到‎0.2 mm以下时，通过它观察各种光源，都能看到明显的衍 射现象 D．光的衍射条件“跟光的波长可以相比”是非常严格的，即只有孔或障碍物的尺寸跟 波长差不多时才能观察到光的衍射 方法技巧练 干涉和衍射现象的区分技巧 ‎5．如图1甲、乙所示，是单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样，图中阴影 部分表示亮条纹，下列判断正确的是(　　)‎ 图1‎ A．甲为单缝衍射的图样 B．乙为双缝干涉的图样 C．甲为双缝干涉的图样 D．乙为单缝衍射的图样 ‎6．单色光通过双缝产生干涉现象，同种单色光通过单缝产生衍射现象，在光屏上都得到 明暗相间的条纹，比较这两种条纹(　　)‎ A．干涉、衍射条纹间距都是均匀的 B．干涉、衍射条纹间距都是不均匀的 C．干涉条纹间距不均匀，衍射条纹间距均匀 D．干涉条纹间距均匀，衍射条纹间距不均匀 ‎1．关于衍射，下列说法中正确的是(　　)‎ A．干涉现象中条纹的出现是光波叠加后产生的结果 B．双缝干涉中也存在衍射现象 C．一切波都很容易发生明显的衍射现象 D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 ‎2．点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是(　　)‎ A．光的反射 B．光强太小 C．光的干涉 D．光的衍射 ‎3．用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是 ‎(　　)‎ A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的 B．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的 C．中央均为亮点的同心圆条纹 D．中央均为暗点的同心圆条纹 图2‎ ‎4．抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图2所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通 过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则(　　)‎ ‎①这是利用光的干涉现象　②这是利用光的衍射现象　‎ ‎③如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了　④如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细 了 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③‎ 5‎ ‎5．关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是(　　)‎ A．光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理 B．光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的 C．光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点 D．光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果 ‎6．用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上的条纹，下列说法中正确的是 ‎(　　)‎ A．双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹 B．单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹 C．双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹 D．单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹 图3‎ ‎7．如图3所示，a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列 说法正确的是(　　)‎ A．b在该介质中的折射率比a大 B．若用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条纹更宽 C．用a更易观测到泊松亮斑 D．做双缝干涉实验时，用a光比用b光两相邻亮条纹中心的距离更大 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 答案 ‎8.凡是波都具有衍射现象，而把光看做直线传播的条件是________________，要使光产 生明显的衍射的条件是__________________．‎ ‎9．如图4所示是通过游标卡尺两测量脚间的狭缝观察白炽灯线光源时所拍下的四张照 片．‎ 图4‎ ‎(1)试通过图样分析四张照片对应的两测量脚间的大小关系．‎ ‎(2)试说明照片丁中中央条纹的颜色及成因．‎ ‎10．让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓 慢地由大收缩变小直到闭合时，试分析在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)．‎ 5‎ 第5节　光的衍射 课前预习练 ‎1．直线　相当宽 ‎3．明暗相间　宽　亮　小　低 ‎3．小　不多 ‎4．等宽　等距离　变窄　增加 ‎5．D　[根据光的衍射现象的定义可知选项A正确；衍射图中有明、暗条纹，这是不同处通过的光叠加的结果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹，选项B正确；因衍射也是波特有的现象，所以光的衍射现象的发现为光的波动说提供了有力证据，选项C正确；当障碍物较大时，光的衍射很弱，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只是特殊情况下的近似，二者是统一的，选项D错误．]‎ ‎6．A　7.AD 课堂探究练 ‎1．ACD　[当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变大．故选项A、C、D正确．]‎ ‎2．AC 点评　(1)单缝越窄，衍射现象越明显，条纹间距越大．(2)波长越长，衍射现象越明显，条纹间距越大．‎ ‎3．A　[由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大，本题是将缝调宽，现象向相反的方向发展，故选项A正确，B、C、D错误．]‎ 点评　发生明显衍射的条件：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比光的波长小或差不多，反之大得越多则越不明显．‎ ‎4．B　[实验证明，卡尺两脚间的狭缝小到‎0.4 mm以下时，通过它观察线状白炽灯丝，有明显的衍射现象，而当狭缝过小时，因通过的光线太暗，无法看到明显的衍射现象，而狭缝太大，因不满足衍射条件而无明显衍射现象．正确选项为B.]‎ 点评　光发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸或缝、孔的宽度与波长相比相差不多或比波长更小时，才能发生明显的衍射，但光并没有机械波那么苛刻，如单缝衍射，一般缝的宽度不大于‎0.4 mm，衍射已比较明显，而一般光波波长为500 nm，此时缝宽d约等于光波波长的800倍，所以对光发生明显衍射的条件的理解要结合实验的真实情况．‎ ‎5．AB　[甲图中央条纹最宽，两侧条纹间距呈对称的渐小，是单缝衍射的特点，A正确；乙图条纹宽度几乎不变是双缝干涉图样，B正确．]‎ ‎6．D　[干涉条纹间距相同，而衍射条纹间距不均匀，中央亮条纹最宽．D正确．]‎ 方法总结　区分干涉与衍射要抓住以下两点：‎ ‎(1)双缝是干涉，条纹间距相等．‎ ‎(2)单缝是衍射，条纹间距不相等．中央亮条纹最宽，两侧为不等间距的明暗相间的条纹．‎ 课后巩固练 ‎1．AB　[干涉图样是很复杂的光波的叠加现象，双缝干涉中光通过两个狭缝时均发生衍射现象．一切波都发生衍射，但要发生明显的衍射，需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件．故A、B对．当障碍物的尺寸远大于波的波长时，光波就不能发生明显的衍射现象，更多地表现为光的直线传播性，在障碍物的背后，就留下了光达不到的暗区，这就是所谓的影．所以，影的形成并没有否定光的衍射，只是光对尺寸较大的障碍物来说没有产生明显的衍射而已．所以D项错误．只有在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才十分明显．故C项错误．]‎ ‎2．D ‎3．C　[本题主要考查泊松亮斑和单孔衍射图样的区别与相似点，两者的相似点就是图样中心都是亮点，但泊松亮斑周围有一个大的影区，在影区的边沿有明暗相间的圆环；单孔衍射图样是以中央亮点为圆心的明暗相间的同心圆环．]‎ ‎4．B　[上述现象符合光的衍射产生的条件，故②‎ 5‎ 正确；由衍射产生的条件可知：丝越细衍射现象越明显，故④也正确．(丝的衍射条纹与单缝的衍射条纹类似)]‎ ‎5．D　6.AB ‎7．B　[设折射角为θ1，入射角为θ2，题设条件知，θ‎1a＝θ1b，θ‎2anb，A错误；因为na>nb，所以λa