光的衍射完全否定了光沿直线传播

时间:2024-11-10 22:55:39 来源:作文网 作者:管理员

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第一篇:《光的衍射(有答案)》

光的衍射

一、光的衍射的基础知识

1、发生明显衍射的条件 只有当障碍物的尺寸跟光的波我的室友长相差不多,甚至比光的波长 小 的时候,衍射现象才会明显.

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2、衍射图样

①单缝衍射

a.单色光:明暗相间的(等距、不等距)条纹,中央亮纹最宽最亮,两侧条纹具有 对称 性.

b.白光:中间为宽且亮的白色条纹,两侧是窄且暗的彩色条纹,远离中央的是 红光.

②圆孔衍射:明暗相间的 不等距 (等距、不等距)圆环,圆环面积远远超过孔的直线照明的面积.

③圆盘衍射:明暗相间的 不等距 (等距、不等距)圆环,中心有一亮斑称为 泊松 亮斑.

二、衍射与干涉的比较

三、习题

1、对于光的衍射的定性分析,下列说法中不正确的是( )

A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候,才能明显地产生光的衍射现象

B.光的衍射现象是光波相互叠加的结果

C.光的衍射现象否定了光的直线传播的结论

D.光的衍射现象说明了光具有波动性

答案 C

解析 光的干涉和衍射现象说明了光具有波动性,而小孔成像说明了光沿直线传播,而要出现小孔成像现象,孔不能太小,可见光的直线传播规律只是近似的,只有在光波波长比障碍物小得多的情况下,光才可以看做是直线传播的,所以光的衍射现象和直线传播并不矛盾,它们是在不同条件下出现的两种光现象,单缝衍射实验中单缝光源可以看成是无限多个光源排列而成,因此光的衍射现象也是光波相互叠加的结果.

2、如图所示的4种明暗相间的条纹,分别是红光、蓝光通过同一个双缝干涉仪形成的干涉

图样和黄光、紫光通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分代表亮纹),那么1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是 (光的衍射完全否定了光沿直线传播

)

1 2 3 4

A.红黄蓝紫

C.蓝紫红黄 B.红紫蓝黄 D.蓝黄红紫

解析 由于双缝干涉条纹是等间距的,而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽最亮之外,两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小,因此1、3为双缝干涉条纹,2、4为单缝衍射条纹.又

l双缝干涉条纹的间距Δx=λ,在l、d都不变的情况下,干涉条纹间距Δx与波长λ成d

正比,红光波长比蓝光波长长,则红光干涉条纹间距比蓝光干涉条纹间距大,即1、3分别对应红光和蓝光.而在单缝衍射中,当单缝宽度一定时,波长越长,衍射越明显,即中央条纹越宽越亮,黄光波长比紫光波长长,则黄光的中央条纹较宽较亮,故2、4分别对应紫光和黄光.综上所述,1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是红、紫、蓝、黄,选项B正确.光的衍射完全否定了光沿直线传播

答案 B

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3、在单缝衍射实验中,下列说法正确的是 ( )

A.其他条件不变,将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄

B.其他条件不变,使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄

C.其他条件不变,换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽

D.其他条件不变,增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽

答案 ACD

解析 当单缝宽度一定时,波长越长,衍射现象越明显,条纹间距也越大,黄光波长大于绿光波长,所以条纹间距变窄,A、C正确;当光的波长一定时,单缝宽度越小,衍射现象越明显,衍射条纹间距越宽,B错误;当光的波长一定,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,D正确.

4、(2011·浙江·18)关于波动,下列说法正确的是

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A.各种波均会发生偏振现象

B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验,均可看到彩色条纹

C.声波传播过程中,介质中质点的运动速度等于声波的传播速度

D.已知地震波的纵波波速大于横波波速,此性质可用于横波的预警

答案 BD

解析 偏振现象是横波特有的现象,纵波不会发生偏振现象,故选项A错误.用白光做单缝衍射实验和双缝干涉实验看到的都是彩色条纹,故选项B正确.声波在传播过程中,质点在平衡位置附近振动,其振动速度周期性变化,而声波的传播速度是单位时间内声波传播的距离,故选项C错误.地震波的纵波传播速度比横波传播速度大,纵波可早到达地面,能起到预警作用,故选项D正确.

5、在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样,图4的四幅图片中属于光的单

缝衍射图样的是 (光的衍射完全否定了光沿直线传播

)

( )

图4光的衍射完全否定了光沿直线传播

A.a、c

答案 D

6、用单色光通过小圆盘和小圆孔分别做衍射实验,在光屏上得到衍射图形,则

A.用小圆盘时,图形中央是暗的,用小圆孔时,图形中央是亮的

B.用小圆盘时,图形中央是亮的,用小圆孔时,图形中央是暗的

C.两个图形中央均为亮点的同心圆形条纹

D.两个图形中央均为暗点的同心圆形条纹

答案 C

7、(1)肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是______现象;露珠在太阳光照射下呈现的彩色是

________现象;通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是________现象.

(2)凡是波都具有衍射现象,而把光看作直线传播的条件是_____________.

要使光产生明显的衍射,条件是______________________________________.

(3)当狭缝的宽度很小并保持一定时,分别用红光和紫光照射狭缝,看到的衍射条纹的( ) B.b、c C.a、d D.b、d

主要区别是____________________________________________________________.

(4)如图6所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象,这个实验表明________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

图6

答案 见解析

解析 (1)肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象,露珠呈现的彩色是光的色散,通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象.

(2)障碍物或孔的尺寸比波长大得多时,可把光看作沿直线传播;障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时,可产生明显的衍射现象.

(3)红光的中央亮纹宽,红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远.

(4)这个实验说明了光是一种横波.

第二篇:《高二物理选修3-4同步练习:13-5_光的衍射》

基础夯实

1.(2011·佛山高二检测)对衍射现象的定性分析,不正确的是( d )

A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象

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

答案:D

解析:衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象,衍射条纹是波的叠加的结果,干涉、衍射是一切波所具有的特性,所以选项A、B、C正确。光的直线传播只是近似的,只有在光的波长比障碍物小的多的情况下,光才看做沿直线传播的,所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的,所以选项D错误。

2.关于衍射,下列说法正确的是(ab )

A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果

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

答案:AB

解析:衍射图样是复杂的光波的叠加现象,双缝干涉中光通过二个狭缝时均发生衍射现象,一般现象中既有干涉又有衍射。一切波都能发生衍射,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。

3.关于光的衍射现象,下面说法正确的是( ac )

A.红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

B.白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

C.光照到不透光小圆盘上出现泊松亮斑,说明发生了衍射

D.光照到较大圆孔上出现大光斑,说明光沿直线传播,不存在光的衍射

答案:AC

解析:单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹。白光的衍射图样是彩色条纹。光照到不透明圆盘上,在其阴影处出现亮点,是衍射现象。光的衍射现象只有明显与不明显之分,D项中屏上大光斑的边缘模糊,正是光的衍射造成的,不能认为不存在衍射现象。

4.单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上,可观察到的图样是下列的( a

)

答案:A

解析:单色光源经过单缝产生衍射现象,图样的中间是亮而宽的明纹,两边是明暗相间较窄的条纹,故只有A符合。

5.(改编题)在学习了光的衍射现象后,徐飞回家后自己设置了一个小实验。在一个发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏,在圆孔从较大调至完全闭合的过程中,他在屏上看到的现象是( b )

A.先是圆形亮区,最后完全黑暗

B.先是圆形亮区,再是圆形亮环,最后完全黑暗

C.先是圆形亮环,最后完全黑暗

D.先是圆环亮环,然后圆形亮区,最后完全黑暗

答案:B

解析:在圆孔由大到小调节过程中,当孔较大时,光沿直线传播,在屏上得到圆形亮斑;当孔的直径减小到与光波的波长相近时,产生光的衍射现象,屏上将出现明、暗相间的亮环,当孔继续减小到完全闭合,没有光到达屏上时,屏上完全黑暗。

6.如图所示,甲、乙两图是单色光分别入射到两圆孔形成的图像,由图判断甲是光的__衍射______(选填“干涉”或“衍射”)图像。图甲所对应的圆孔孔径小于____(选填“大于”、“小于”或“等于”)图乙所对应的圆孔孔径。

答案:衍射 解析:图甲所示,单色光通过小孔出现明暗相间且宽度不等的条纹,这是光的衍射现象。图乙是个圆亮斑,说明光沿直线传播,没有发生衍射,图乙所对应的圆孔孔径远大于单色光的波长,也大于发生衍射现象的图甲所对应的圆孔孔径。

7.分析以下现象产生的原因:

(1)通过盛水的玻璃杯,在适当的角度,可看到彩色光;

(2)菜汤上的油花呈现彩色;

(3)隔着帐幔看远处的灯,见到灯周围辐射彩色的光芒;

(4)光线照在花布上,可以看见花布上的图样。

解析:(1)白光通过盛水的玻璃杯发生折射,在适当的角度,各色光分离较大,可看到彩色光。

(2)光经过菜汤上油膜的前后两个表面发生反射,两列反射光波相互叠加,产生干涉条纹,因此菜汤上的油花呈现彩色。

(3)远处灯发出的光经过帐幔的缝隙,产生衍射,因此可见到灯周围辐射彩色的光芒。

(4)光线照在花布上看见花布的图样,是由于光的反射与吸收的结果。花布是由各种颜色的花纹组成的,当白光照在花布上时红色花纹反射红光,吸收其他颜色的光,这样我们在该位置只看到红色。同理可以看到各种花纹反射的颜色。这样可以看到花布的图样。

能力提升

1.(2012·青州高二检测)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样,下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是( d

)

A.a、c B.b、c C.a、d D.b、d 答案:D

解析:单缝衍射条纹的特点是中央亮条纹最宽、最亮,双缝干涉条纹是等间距的条纹,所以a是干涉条纹,b、d是单缝衍射条纹,c是水波的衍射图样。

2.在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形

成的狭缝,观看远处的线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),可以看到( c )

A.黑白相间的直条纹

C.彩色的直条纹

答案:C

解析:白炽灯发出的是复色光,其中各种色光的波长不同,产生的衍射条纹间距不同,各单色光相互叠加,成为彩色直条纹。

3.(物理与日常生活)沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的天气现象,发生沙尘暴时能见度只有十几米,天气变黄变暗,这是由于这种情况下( bd )

A.只有波长较短的一部分光才能到达地面

B.只有波长较长的一部分光才能到达地面

C.只有频率较大的一部分光才能到达地面

D.只有频率较小的一部分光才能到达地面

答案:BD

解析:据光明显衍射的条件,发生沙尘暴时,只有波长较长的一部分光线能到达地面,据λ=c/f知,到达地面的光是频率较小的部分。

4.手持看书用的放大镜,并把手臂伸直,通过放大镜观看远处的房屋等景物时,看到的是倒立的房屋,下列说法中正确的是( a )

A.看到的是远处房屋的实像

B.看到的是远处房屋的虚像

C.看到的房屋边缘呈现彩色,这是由于光的干涉现象造成的

D.看到的房屋呈现彩色,这是由于光的衍射现象造成的 答案:A

解析:因为物距大于2倍焦距,所以远处房屋的像是倒立、缩小B.黑白相间的弧形条纹 D.彩色弧形条纹

第三篇:《光的衍射习题》

光的衍射

1.对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

答案:D

解析:衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象,衍射条纹是波的叠加的结果,干涉、衍射是一切波所具有的特性,所以选项A、B、C正确。光的直线传播只是近似的,只有在光的波长比障碍物小的多的情况下,光才看做沿直线传播的,所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的,所以选项D错误。

2.关于衍射,下列说法正确的是( )

A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果

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

答案:AB

解析:衍射图样是复杂的光波的叠加现象,双缝干涉中光通过二个狭缝时均发生衍射现象,一般现象中既有干涉又有衍射。一切波都能发生衍射,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。

3.关于光的衍射现象,下面说法正确的是( )

A.红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

B.白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

C.光照到不透光小圆盘上出现泊松亮斑,说明发生了衍射

D.光照到较大圆孔上出现大光斑,说明光沿直线传播,不存在光的衍射

答案:AC

解析:单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹。白光的衍射图样是彩色条纹。光照到不透明圆盘上,在其阴影处出现亮点,是衍射现象。光的衍射现象只有明显与不明显之分,D项中屏上大光斑的边缘模糊,正是光的衍射造成的,不能认为不存在衍射现象。

4.单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上,可观察到的图样是下列的(

)

答案:A

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