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河北省2011年高考物理一轮总复习 光学 第69讲 光的波动性 课件 旧人教版


第69讲 光的波动性
自主· 夯实基础
名师点金
本讲是按照人类对光的本性的认识过程展开的.从牛顿的
微粒说到惠更斯的波动说,到麦克斯韦的电磁说,再到爱因

自主预习

轻松过关

斯坦的光子说;其次,要明确光波与机械波的区别与联系,
本讲重点是光的干涉和衍射.

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知识梳理
一、光的本性学说的发展简史 光的本性学说的发展史上的五个学说: 1.牛顿的微粒说:认为光是高速粒子流,它能解释光的 直射现象和光的反射现象. 2.惠更斯的波动说:认为光是某种振动,以波的形式向 周围传播,它能解释光的干涉和衍射现象. 3.麦克斯韦的电磁说:认为光是电磁波,依据的实验是

赫兹实验,它证明了光与电磁波在真空中传播速度相等且均
为横波. 4.爱因斯坦的光子说:认为光的传播是一份一份的,每

一份叫一个光子,其能量与它的频率成正比,即E=hν(频

率),光子说能成功地解释光电效应现象.
5.光的波粒二象性学说:认为光既有粒子性,又有波动 性,少量光子易表现为粒子性,大量光子的行为表现为波动 性;频率大的光子粒子性明显,而频率小的光子波动性明显. 二、光的干涉 1.产生稳定干涉的条件:两个光源发出的光频率相同. 2.双缝干涉:由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列 光波叠加产生.当这两列光波到达某点的光程差为波长的整数

倍时,该处的光互相加强,出现明条纹,如图69-1甲所示;
当到达某点的光程差为半波长的奇数倍时,该处的光互相削 弱,出现暗条纹,如图69-1乙所示. 条纹间距与单色光的波长

成正比,即Δx=

L λ d

.

图69-1 3.在用白光做“双缝干涉实验”时,除中央白条纹外, 两侧为彩色的干涉条纹. 4.薄膜干涉:由薄膜前后表面反射的

两列光波叠加而成,楔形薄膜干涉可产生
平行、等间距的条纹,如图69-2所示. (1)若入射光为单色光,可形成明暗

相间的干涉条纹;若入射光为白光,可形

图69-2

成彩色的干涉条纹.
(2)可用来检查工作表面平整度,精度可达10-8 m,也可 用作增透膜,增透膜的厚度应是透射光的薄膜中波长的 三、光的衍射 1.光离开直线路径绕过障碍物传播到障碍物后面的现象 叫光的衍射. 2.产生明显衍射的条件:障碍物或孔的尺寸可以跟光的 波长相比较或比光波的波长还要小.
1 4

倍.

3.泊松亮斑:当光照到不透光的小圆板上时,在圆板的
阴影中心出现的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的 圆环).

四、光的电磁说

1.麦克斯韦根据他对电磁场理论的研究,提出了光是一
种电磁波.赫兹通过实验证实了麦克斯韦理论的正确性. 2.麦克斯韦认为光是一种电磁波,其实验依据为: (1)光波与电磁波的传播都可以不需要介质. (2)光波与电磁波在真空中的传播速度相等,都为 3.0×108 m/s. (3)光波和电磁波都是横波. 五、电磁波谱

1.频率不同的电磁波表现出不同的特性:红外线热效应
显著,紫外线化学、生理作用显著并能产生荧光效应,X射 线穿透本领很大,γ射线穿透本领更大.

2.频率不同的电磁波产生的机理不同:红外线、可见光、

紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的,X射线是原子
内层的电子受到激发后产生的,γ射线是原子核受到的激发后 产生的. 3.电磁波谱按波长由大到小的排列顺序为无线电波、微 波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线. 六、光的偏振 1.偏振 定义:横波只沿某一特定的方向振动,称为波的偏振.

2.自然光
定义:若光源发出的光,包括在垂直于传播方向上沿一 切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,

这种光叫做自然光.

3.偏振光 (1)定义:在垂直于传播方向的平面上,只沿一个特 定方向振动的光,叫做偏振光. (2)偏振光的产生方式 ①自然光通过起偏器:通过两个共轴的偏振片观察自然光, 第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光,叫起偏器.第二 个偏振片的作用是检验光是否为偏振光,检偏器. 其实,偏振片并非刻有狭缝,而是具有一种特性,即存在一个偏 振化方向,只让平行于该方向振动的光通过,其他振动方向的 光则被吸收了.
②自然光射到两种介质的交界面上,如果光入射的方向合 适,使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时,反射光和折 射光都是偏振光,且偏振方向相互垂直.

(3)偏振光的理论意义和应用
①理论意义:光的干涉和衍射现象充分说明了光是波,但 不能确定光波是横波还是纵波.光的偏振现象说明了光波是一

种横波.
②应用:照相机镜头、立体电影、消除车灯炫光等. 说明:除从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光以外, 我们通常看到的绝大部分光都是不同程度的偏振光. 七、激光 1.定义:原子发生跃迁时,发出的光子的频率、发射方 向都跟入射光子完全一样,如果这样的光子在介质中传播时, 再引起其他原子发生受激辐射,就会产生越来越多的频率和 发射方向都相同的光子,使光得到加强(也叫光放大),这 就是激光.

2.激光的主要特点及应用 (1)主要特点:平行度好(光子的发射方向相同)、 相干性(光子的频率相同)、亮度高. (2)应用:①由于其方向性好(即平行度好),可以用它 来精确测距(如激光雷达),还可以用激光读VCD机、CD 唱机或计算机光盘上的信息,经过处理后还原成声音和图像.

②由于频率相同,激光是一种人工产生的相干光,所以
它能像无线电波那样进行调制,用来传递信息.光纤通信就是 激光和光导纤维相结合的产物. ③由于其亮度高,可以切割物质,医学上用做“光刀” 来切开皮肤、切除肿瘤等,还可以利用激光来引起核聚变.

基础自测

1.(2009年浏阳模拟)下列几种电磁波对同一小孔,最
容易观察到衍射现象的是(包括用特殊方法观察)( A.红光 B.紫光 C.紫外线 D.X射线 )

【解析】根据产生明显衍射现象的条件,波长越大越容 易发生衍射现象,而在以上四种波中,红光波长最大,故最 容易发生衍射现象,所以应选A. 【答案】A 2.(2009年湖南八校联考)在双缝干涉实验中,以白光为光

源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放
一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片 (只能透过绿光),这时( )

A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干

涉条纹消失
B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的干涉条 纹依然存在 C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮 D.屏上无任何光亮 【解析】两列光波发生干涉的条件之一是频率相等.利用 双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光,在光屏上形成干 涉条纹,但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后,

红光的频率和绿光的频率不等,不能发生干涉,因此不会在
屏上出现干涉条纹,但屏上仍有红光和绿光. 【答案】C

3.(2009年无锡调研)劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如

图69-3甲所示,将一块平板玻璃放置在 另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸 片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈 形空气薄膜.当光垂直入射后,从上往下 看到的干涉条纹如图69-3乙所示.干涉条 纹有如下特点:(1)任意一条明条纹 或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等; 图69-3 (2)任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现 若在图69-3甲所示的装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射 到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹将 ( ) A.变疏 B.变密 C.不变 D.消失

【解析】光线在空气薄膜的上
下表面反射回来的光叠加形成干涉 条纹,设空气薄膜的倾角为θ,相 邻两条明纹的间距为Δx,照射光的 纹,则两处光程差分别为δ1=2d1,δ2=2d2 又δ2-δ1= λ,所以d2-d1= 由几何关系得: Δx ?
d 2 ? d1 tanθ

图63-3丙

波长为λ.如图69-3丙所示,d1、d2 处反射的光形成两相邻明
λ 2

所以 Δx ?

λ 2 tan θ

当抽去一张纸片后,θ减小,从而观察到的干涉条纹变 疏,选项A正确.

【答案】A

创新·方法探究
题型方法

提炼方法

展示技巧

一、双缝干涉的现象及分析 例1 图69-4是“双缝干涉实验”的实验装置图.图中使 用波长为600 nm的橙色光源照射单缝S,在光屏中央P处观察 到亮条纹,在位于P点上方的P1点出现第一条亮纹中心(即 P1到S1、S2的路程差为一个波长).现换用波长为400 nm 的紫 光源照射单缝,则( )

A.P和P1仍为亮点
B.P为亮点,P1为暗点 C.P为暗点,P1为亮点 D.P、P1均为暗点 图69-4

【解析】从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光
为相干光.由题意知屏中央P点到S1 、S2 的距离相等,即由S1 、 S2分别射出的光到P点的路程差为零,因此是亮纹中心.因而, 无论入射什么颜色的光,其波长多大,P点都是中央亮纹中 心. 而P1 点到S1 、S2 的路程差刚好是橙光的一个波长,即 |P1S1-P1S2|=600nm=λ 橙 ,则两列光波到达P1 点时振动情况完 全一致,振动得到加强,因此出现亮条纹.
3 λ紫 nm= 2 ,则两列光波到达P1点时振动情况完全相反,即由

当 换 用 波 长 为 400nm 的 紫 光 时 , |P1S1-P1S2|=600

S1、S2射出的光波到达P1点时就相互削弱,因此出现暗条纹.

综上所述知,选项B正确.

【答案】B
【点评】能够正确分析、理解产生亮纹和暗纹的条件.以 及条纹宽度与波长的关系是解决干涉问题的关键.

方法概述
双缝干涉中出现明暗条纹是由双缝处光源的振动情况和 某点P到双缝的路程差决定.以上两例中S1 、S2 两处光源的振 动 情 况 完 全 相 同 , 由 此 可 知 产 生 明 条 纹 的 条 件 是 Δs=nλ ( n=0 , 1 , 2… ) ; 产 生 暗 条 纹 的 条 件 是 Δs= ( 2n+1 ) λ

(n=0,1,2…).条纹宽度Δx则由双缝到屏的距离L,双缝
之间的距离d和光的波长决定,即 二、薄膜干涉及其应用
Δx ? L λ. d

例2

如图69-5所示,一束白光从左侧射入肥皂薄膜,下

列说法正确的是( ) A.人从右侧向左看,可以看到 彩色条纹 B.人从左侧向右看,可以看到 彩色条纹 C.彩色条纹水平排列 D.彩色条纹竖直排列 图69-5 【解析】一束白光射到薄膜上,与前后两个界面射回来 的光相遇,产生干涉现象,我们由左侧向右看时可看到彩色 条纹;又由于薄膜同一水平线上的厚度相同,所以彩色条纹 是水平排列的. 【答案】BC 【点评】从右侧向左看到的是折射光,折射光的偏折角

与介质的厚度有关,光经过薄膜后的偏折角很小,大面积光 束照射后,各单色光的折射光相互重叠,所以难以看到折射 时的色散现象.

方法概述
薄膜干涉问题的关键是要弄清楚题设条件并结合产生薄 膜现象的原因和条件来分析.薄膜干涉是由于光在薄膜的前后

两个表面上反射的光引起的.一般来说,在不同厚度的薄膜的 两个表面反射的光干涉即形成同一条纹,故薄膜干涉有时又叫 等厚干涉.在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂一层薄膜,当 1 薄膜的厚度是光在薄膜中波长的 4 时,在薄膜的两个面上的反 射光程差恰好等于半波长,因而相互抵消,起到减小反射光、 λ 增大透射光强度的作用.当薄膜的厚度为 2 时,则会增强反射 光而减小透射光的强度.

三、光的干涉、衍射及色散的比较分析 例3 下面现象中,属于光的衍射现象的是( ) A.雨后美丽的彩虹 B.对着日光灯从两铅笔的缝中看到彩色条纹 C.阳光下肥皂膜上的彩色条纹 D.光通过三棱镜产生的彩色条纹 【解析】雨后的彩虹和光通过三棱镜产生的彩色条纹都 是光的折射现象;阳光下肥皂膜上的彩色条纹是光的薄膜干 涉现象;对着日光灯从两铅笔的缝中看到彩色条纹是半缝衍 射现象.故选项B正确. 【答案】B 【点评】出现彩色条纹的三种情况:①光的干涉;②光 的折射即光的色散;③光的衍射.

方法概述
双缝干涉的前提条件是通过双缝的光发生了衍射,干涉与 衍射的本质都是波的叠加原理.要注意双缝干涉与单缝衍射的

条件的区别. 干涉条纹和衍射条纹在光屏上的分布情况不同,单色光的 双缝干涉图样是以中央明条纹为中心,两边对称且等间距排列 的明暗相间的条纹,明条纹的亮度从中央向两边逐渐减小;而 单色光的衍射图样是间距不等的明暗相间的条纹,且中央明条 纹最宽最亮,两旁的明条纹的亮度迅速减小.

高考排雷
对“增透膜”与“增反膜”的厚度的分析 例 登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照

射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重

地损伤视力.有人想利用薄膜干涉原理设计一种能大大减小紫 外线对眼睛伤害的眼镜.他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5, 所要消除的紫外线的频率为ν=8.1×1014 Hz,那么他设计的这 种“增反膜”的厚度至少是( ) A.9.26×10-8 m B.1.85×10-7 m C.1.23×10-7 m D.6.18×10-8 m 【错解】选项A或B 【剖析】本题易错之处主要表现在:一是不知道“增反 膜”是利用光的薄膜干涉,从而得出“路程差(大小等于薄 膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍”的结 论;二是不知道上述波长应为光在薄膜中的波长λ′,而误认为 是真空中的波长. 【正解】为了减小进入眼睛的紫外线,应使入射光分别

从该膜的前后两个表面反射出来形成的光叠加后加强,则路
程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长 λ′的整数倍,即2d=nλ′(n=1,2,…).因此,膜的厚度至少
1 c ? ? ? 3.7 ? 10-7 m, 是紫外线在膜中波长的 .紫外线在真空中的波长 v 2

在 膜 中 的 波 长 是 λ′= 1.23×10-7 m. 【答案】C

λ n

=2.47×10-7 m , 故 膜 的 厚 度 至 少 是

体验成功
1.(2009年广东茂名一模)光的偏振现象说明光是横波,下
列现象中,不能反映光的偏振特性的是( ) A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中

一个偏振片,透射光的强度发生变化

B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与
折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光 C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏 振滤光片可以使景像更清晰 D.通过两并在一起的铅笔缝隙观察日光灯,可以看到彩色 条纹 【答案】D 2.(2009年海口3月调考)用a、b两束单色光分别照射同

一双缝干涉装置,在距双缝恒定距离的屏上得到如图69-6所
示的干涉图样,其中图甲是用a光照射时形成的,图乙是用b 光照射时形成的.则关于a、b两束单色光,下列说法正确的是

(

)

图69-6 A.a光光子的能量比b光的大

B.在水中,a光传播的速度比b光的大 C.水对a光的折射率比对b光的小 D.b光的波长比a光的短 L Δx ? λ,由题图可得λ <λ . 【解析】双缝干涉条纹的间距 a b d 故选项A正确. 【答案】A 3.(2007年全国理综卷Ⅱ)如图69-7所示,P是一偏振片,

P的透振方向(用带有箭头的实 线表示)为竖直方向.下列四种 入射光束中,哪几种照射P时能 在P的另一侧观察到透射光( ) A.太阳光 图69-7 B.沿竖直方向振动的光 C.沿水平方向振动的光 D.沿与竖直方向成45°角振动的光 【解析】光束照射在偏振片上,与透振方向相同或在透 振方向上有振动分量的光可以全部或部分透过,与透振方向 垂直的光不能透过.故选项A、B、D正确. 【答案】ABD 4.(2008年上海物理卷)用如图69-8所示的实验装置观察光

的薄膜干涉现象.图甲是点燃的酒精 灯(在灯芯上洒些盐),图乙是竖立 的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈, 将金属线圈在其所在的竖直平面内 缓慢旋转,观察到的现象是( ) A.当金属线圈旋转30°时,干 涉条纹同方向旋转30° 图69-8 B.当金属线圈旋转45°时,干涉条纹同方向旋转90° C.当金属线圈旋转60°时,干涉条纹同方向旋转30° D.干涉条纹保持不变 【解析】肥皂液膜上出现干涉条纹的原因为:由于重力作 用液膜上薄下厚,在同一水平高度厚度大致相同,故可看到水 平方向的平行干涉条纹.当线圈在竖直方向缓慢旋转时,液膜

能保持上薄下厚不变,故干涉条纹保持不变. 【答案】D 5.煤矿中瓦斯爆炸危害极大. 某同学查资料得知含有瓦斯的气 体的折射率大于干净空气的折射 率.于是,他设计了一种利用光的 干涉监测矿井瓦斯的仪器,原理 如图69-9所示.在双缝前面放置两 个完全相同的透明容器A、B,容 图69-9 器A与干净的空气相通,在容器B中抽出空气并通入矿井中的 气体,观察屏上的干涉条纹,就能够监测瓦斯浓度.以下说法 中正确的是( ) A.如果屏正中央原亮纹不移动,说明B中的气体与A中的

空气成分相同,不含瓦斯
B.如果屏的正中央变为暗纹,说明B中的气体与A中的空 气成分不相同,可能含有瓦斯 C.如果屏上干涉条纹不停移动,说明B中的气体瓦斯含 量不稳定 D.只有用单色光照射单缝时,才可能在屏上出现干涉条 纹 【解析】双缝相当于两完全相同的(相干)光源,当B中也

为空气时,双缝发出的光到达光屏中央光波的振动步调完全相
同而出现亮纹,当B中通入含瓦斯气体时,由于折射率变化(影 响光通过其中的速度)而使得原中央亮纹发生移动.

【答案】ABC

金典· 预测演练

经典创新

展望高考


1.下列事例与光的干涉有关的是( A.用光导纤维传播信号

B.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度 C.一束白光通过三棱镜形成彩色光带 D.水面上的油膜呈现彩色 【答案】BD 2.平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较,下列 说法正确的是( ) A.在衍射图样的中心都是亮斑 B.泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽 C.小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑,泊松亮斑图样的中 心是亮斑

D.小孔衍射的衍射图样中亮暗条纹间的间距是均匀的,泊 松亮斑图样中亮暗条纹间的间距是不均匀的 【答案】AB 3.关于立体电影,下列说法正确的是( ) A.观众要戴上一副特制的眼镜,这是为了防止伤害眼睛 B.这副眼镜其实就是一对偏振方向互相垂直的偏振片 C.戴上特制眼镜的观众如果只用一只眼睛看,则看到的 是银幕上一片亮光而没有图像 D.产生立体视觉是因为人的两只眼睛同时观察物体时, 在视网膜上形成的像并不完全相同 【答案】BD 4.如图所示的4种明暗相间的条纹,分别是红光、蓝光各 自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光

各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)
.则在下面的四个图中从左往右排列,亮条纹的颜色依次是 ( )

A.红、黄、蓝、紫 C.蓝、紫、红、黄

B.红、紫、蓝、黄 D.蓝、黄、红、紫

【解析】干涉条纹等间距,间距与波长成正比;衍射条 纹中央宽两侧窄,且波长越大条纹越宽.红光的波长比蓝光的 长,所以红光条纹宽度大;黄光的波长比紫光的长,所以黄 光条纹宽度大.因此选项B正确. 【答案】B

5.在单缝衍射实验中,下列说法正确的是(
B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄 C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽 D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽



A.将入射光由黄光换成绿光,衍射条纹间距变窄

【解析】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宽.故选项A、C、D正确. 【答案】ACD

6.在“杨氏干涉实验”中,从两个狭缝到达像屏上的某

点的光走过的“路程”相等,该点即为中央亮条纹的位置
(即k=0对应的那条亮条纹),双缝屏上有上下两狭缝,设 想在双缝屏后用一块极薄的透明玻璃片遮盖下方的缝,则屏

上中央亮条纹的位置将(
A.向上移动 B.向下移动 C.不动

)

D.可能向上移动,也可能向下移动 【解析】双缝到屏上中央亮条纹O点的距离相等,当下 方的狭缝用一块薄的玻璃片遮盖住后,由于波在玻璃中传播 的波长变小,因此下缝到O点的距离内的波长个数(也可能 不足整数个)变多,所以屏上对应的到双缝波长个数相等的 点下移,即屏上中央亮条纹的位臵将向下移动,故本题选B.

【答案】B
7.太阳表面的温度约为6000 K,所辐射的电磁波中辐射 强度最大的在可见光波段;人体的温度约为310 K,所辐射 的电磁波中辐射强度最大的在红外线波段;宇宙空间中的电 磁辐射相当于温度约为3 K的物体所发出的电磁辐射称“3 K背景辐射”.若要对“3 K背景辐射”进行观测研究,则应 选择的观测波段为( A.无线电波 ) C.X射线 D.γ射线 B.紫外线

【解析】由题中所给的信息可知,温度越低发射电磁波的
频率也就越低.因此“3 K背景辐射”电磁波频率低于红外线, 在四个选项中只有无线电波符合,故选项A正确.

【答案】A

8.抽制细丝时可用激光监控其粗细,如图所示,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 窄缝的规律相同.下列说法正 确的是( ) A.这是利用光的干涉现象 B.这是利用光的衍射现象 C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝粗了 D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝细了

【解析】细丝相当于狭缝,细丝如果足够细,激光束越
过细丝时也会发生光的衍射,且丝越细,越接近激光波长, 衍射现象越明显.故选B、D.

【答案】BD

9.把两根铅笔并在一起,中间留一条很窄的缝,放在眼 前,通过这条缝去看远处的日光灯(使狭缝的方向与灯管平 行),可以看到( ) A.平行的黑白相间的条纹 B.平行的彩色条纹 C.圆弧形的黑白相间的条纹 D.圆弧形的彩色条纹 【解析】此现象属于单缝衍射,可看见平行彩色条纹. 【答案】B 10.将一个曲率半径很大的 凸透镜的弯曲表面压在另一个 玻璃平面上,让单色光从上方射 入,如图甲所示,这时可以看到 亮暗相间的同心圆,如图乙所 示.这个现象是牛顿首先发现的,所以这些同心圆叫做牛顿环.

为了使同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二道圆 环),则应( ) A.将凸透镜的曲率半径变大 B.将凸透镜的曲率半径变小 C.改用波长更长的单色光照射 D.改用波长更短的单色光照射 【解析】经透镜与玻璃平面之间的空气层的上下表面反 射的光发生干涉.空气层的厚度越大,则条纹的数目越多. 将凸透镜的曲率半径变大,则空气层的厚度变小,条纹的 数目减少,则同一级圆环的半径变大,选项A正确.改用波长更 长的单色光照射,形成的相邻明条纹或暗条纹的间距Δx变大, 条纹应外移,选项C正确. 【答案】AC

11.夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车里的司 机照射得睁不开眼,严重影响行车安全.若考虑将汽车前灯玻 璃改用偏振玻璃,使射出的灯光变为偏振光;同时汽车前窗玻 璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好与迎面驶来的汽车的灯光 的振动方向垂直,但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物 体.假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置. 下列措施中可行的是( ) A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是 水平的 B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是 竖直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振 方向是斜向左上45°

D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45° 【解析】若前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右 上45°,则本车上玻璃的偏振方向恰好与对面射过来的光线偏 振方向垂直,光线不能透过. 【答案】D 12.如图所示,S为一点光源,P、Q是偏振片,R是一光敏电 阻,R1、R2是定值电阻,电流表和电压表均为理想电表,电源电 动势为E,内阻为r.则当偏振片Q由图示位置转动90°的过程中, 电流表和电压表的示数的变化情况为( )

A.电流表的示数变大,电压表的示数变小 B.电流表和电压表的示数都变大 C.电流表的示数变小,电压表的示数变大 D.电流表和电压表的示数都变小 【解析】当偏振片Q由图示位臵转动90°的过程中,通过 Q的光线强度越来越弱,R的电阻越来越大,电压表和电流表的 示数都变大.选项B正确. 【答案】B 13.1801年,托马斯· 杨做了 “杨氏双缝干涉实验”来研究 光波的性质.1834年,洛埃利用 单面镜同样得到了杨氏干涉的 结果(称“洛埃镜实验”) 甲 (1)“洛埃镜实验”的基本装置如图甲所示,S为单色光源,

M为一平面镜.试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后
的光与直接发出的光在光屏上相交的区域. (2)设光源S到平面镜的垂直距离和光屏的垂直距离分 别为a和L,光的波长为λ,在光屏上形成干涉条纹.写出相邻 两条亮纹(或暗纹)间的距离Δx的表达式. 【解析】(1)根据平面镜成像特点 (对称性),先作出S在镜中的像S′, 画出边沿光线,范围如图乙所示.

(2)要求记住杨氏双缝干涉实验中
干涉条纹宽度与双缝间距、缝屏距离、 光波波长之间的关系式 Δx ?
L λ d


Δx ?

.因为d=2a,所以
? (2) x ?

【答案】(1)如图乙所示

L λ 2a

L λ. 2a


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