1、第四章 光5 光的衍射【基础巩固】1.(多选)由光的衍射产生的现象是( )A.泊松亮斑B.阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑C.阳光经凸透镜后形成的亮斑D.平行光照在一个障碍物上,影的轮廓模糊不清解析:选项A、D中的现象是由光的衍射产生的.选项B中的现象是由小孔成像产生的.选项C中的亮斑是由于凸透镜对光的会聚作用而形成的.答案:AD2.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解析:衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象,衍射条
2、纹是波叠加的结果,干涉、衍射是一切波所具有的特性,所以选项A、B、C说法正确.光的直线传播只是近似的,在光的波长比障碍物尺寸小得多的情况下,可以认为光是沿直线传播的,所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的,选项D说法错误.答案:D3.关于衍射现象,下列说法正确的是( )A.泊松亮斑是光的衍射现象B.当障碍物的尺寸比波长大很多时,能发生明显的衍射现象C.缝的宽度越小,光的传播路线越接近直线D.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象解析:若在单色光传播的路径上放一个较小的圆形障碍物,则会发现在阴影中心有一个亮斑,这就是著名的泊松亮斑,是光的衍射现象,选项A正确.当障碍物或孔的尺寸接近光的波长
3、,甚至比光的波长还小时,衍射现象非常明显,选项B错误.在光的波长比障碍物尺寸小得多的情况下,近似认为光是沿直线传播的,选项C错误.不论横波还是纵波都能发生衍射,选项D错误.答案:A4.(多选)关于光的衍射现象,下列说法正确的是( )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白暗相间的直条纹C.光照到不透明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,说明光沿着直线传播,不存在光的衍射解析:红光照到狭缝上产生的衍射图样是红暗相间的直条纹.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,这是衍射现象.光的衍射现象只有明显与不明显之分,不
4、能认为不存在衍射现象.选项A、C正确.答案:AC5.在一次观察光的衍射现象的实验中,观察到如图所示的清晰的明暗相间图样,障碍物应是( )A.很小的不透明的圆板B.很大的中间有大圆孔的不透明的圆板C.很大的不透明圆板D.很大的中间有小圆孔的不透明的圆板解析:由题图可知中央是大且亮的圆形亮斑,周围分布着明暗相间的同心圆环,且越向外,圆形条纹宽度越小,可判断此图样为圆孔衍射图样,选项D正确.答案:D6.(多选)关于下列图片或示意图的判断,准确无误的是( ) 甲 乙 丙 丁A.甲图是小孔衍射的图样,乙图为泊松亮斑B.甲图为泊松亮斑,乙图是小孔衍射的图样C.丙图是双缝干涉图样,丁图是单缝衍射图样D.丙图
5、是单缝衍射图样,丁图是双缝干涉图样解析:泊松亮斑是光通过小圆盘产生的衍射现象,形成的衍射图样中心有一个亮斑,而小孔衍射的图样中间有大且亮的亮斑,选项A正确,选项B错误.丙图是双缝干涉的图样,图样中的条纹间距相等;丁图是单缝衍射图样,单缝衍射图样中的条纹间距是不相等的,中间最宽、最亮,选项C正确,选项D错误.答案:AC7.(多选)下图为红光或蓝光通过同一双缝或单缝所呈现的图样,则( ) 甲 乙 丙 丁A.甲为蓝光的干涉图样B.乙为蓝光的干涉图样C.丙为红光的衍射图样D.丁为红光的衍射图样解析:蓝光的波长较红光短,干涉条纹间距窄,所以选项B正确,选项A错误.丙、丁均为衍射图样,红光波长长,衍射后在
6、屏上产生的中央亮条纹较宽,所以选项C正确,选项D错误.答案:BC8.使太阳光垂直照射到一块遮光板上,板上有可以收缩的正方形孔,孔的后面放置一个光屏,在正方形孔逐渐减小直至闭合的过程中,光屏上依次可以看到几种不同的现象,试把下列现象依次排列.A.圆形光斑B.明暗相间的彩色条纹C.变暗消失D.正方形光斑E.正方形光斑由大变小解析:由于光的波长很短,当孔很大时,不会发生明显的衍射现象,此时在屏上得到正方形光斑;随着孔的减小,正方形的光斑逐渐减小;当孔继续减小时,虽不能使光发生明显的衍射现象,但可以在屏上得到太阳的像,即圆形光斑;孔再继续减小时,光开始发生明显的衍射现象,出现明暗相间的彩色条纹;孔进一
7、步减小直到闭合时,由于穿过的光的能量减小而使光变暗直至消失.因此,合理顺序为DEABC.答案:DEABC【拓展提高】9.(多选)关于衍射,下列说法正确的是( )A.衍射现象中的条纹是光叠加的结果B.双缝干涉中也存在着光的衍射现象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解析:干涉和衍射条纹都是光波叠加的结果,干涉中有衍射现象,衍射中也有干涉现象,故选项A、B正确.当障碍物的尺寸远大于波长时,衍射现象不明显,因而形成影,但影的形成与衍射现象并不矛盾,故选项C、D错误.答案:AB10.(多选)用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验比用普通光源效果更好,图像更清晰.
8、如图甲所示,若将感光元件置于光屏上,不仅能在光屏上看到条纹,还能通过感光元件中的信号转换,在电脑上看到光强的分布情况.下列说法正确的是( ) 甲 乙 丙A.当做单缝实验时,光强分布图如乙图所示B.当做单缝实验时,光强分布图如丙图所示C.当做双缝实验时,光强分布图如乙图所示D.换用太阳光做单缝实验,光屏上会出现彩色的不等宽的条纹解析:当做单缝实验时,中间是亮条纹,往两侧条纹亮度逐渐降低,且亮条纹的宽度不等,所以其光强分布图如乙图所示,选项A正确,选项B错误.当做双缝实验时,在屏上呈现的是宽度相等的明暗相间的条纹,所以其光强分布图如丙图所示,选项C错误.换用太阳光做单缝实验,太阳光通过单缝衍射形成
9、彩色不等宽的条纹,选项D正确.答案:AD11.一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板,在薄板后面的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹.现将其中一条缝挡住,让这束红光只通过一条缝,则在光屏上可以看到( )A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是亮条纹比原来暗些B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央亮条纹变宽些C.只有一条与缝宽对应的亮条纹D.无条纹,只存在一片红光解析:这束红光通过双缝时发生了干涉现象,说明每一条缝都很窄,满足这束红光发生干涉的条件,在光屏上形成的干涉图样的特点是中央出现亮条纹,两侧对称地出现等间距的明暗相间条纹;而这束红光通过单缝时形成的衍射图样的特点是中央出现较宽的亮条纹,两侧出现对称
10、的不等间距的明暗相间条纹,且距中央亮条纹远的亮条纹亮度迅速减弱,所以衍射图样看上去明暗相间的条纹数量较少,故选项B正确.答案:B12.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.衍射条纹的间距不变,只是亮度减弱解析: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.将缝调宽,现象向相反方向变化,选项A正确.答案:A13.(多选)在单缝衍射实验中,下列说法正确的是( )A.将入射光由红光换成绿光,衍射条纹间距变窄B.
11、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:ACD14.用一单色光源垂直照射带有圆孔的不透明光屏,下列几种情况中,在圆孔后面的光屏上各看到什么现象?(单色光的波长约为510-7 m)(1)圆孔的直径为1 cm.(2)圆孔的直径为1 mm.(3)圆孔的直径为0.5 m.答案:
12、(1)当圆孔的直径为1 cm时,小孔尺寸比光的波长大得多,在光屏上能看到与圆孔形状相同的亮斑,这是光沿直线传播的结果.(2)当圆孔的直径为1 mm时,在光屏上能看到单色光源倒立的像,这是小孔成像,是光沿直线传播的结果.(3)当圆孔的直径为0.5 m时,小孔尺寸与光的波长差不多,在光屏上能看到衍射条纹,这是光发生衍射的结果.【挑战创新】15.在信息技术迅猛发展的今天,光盘是存储信息的一种重要媒介.光盘上的信息通常是通过激光束来读取的.假设一束复合激光束不是垂直投射到盘面上,则光在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向,如图所示.下列说法正确的是( )光盘截面示意图A.图中光束是红光,光束是蓝光B.在光盘的透明介质层中,光束比光束传播速度大C.若光束先后通过同一单缝衍射装置,则光束的中央亮纹比光束的窄D.若光束先后通过同一双缝干涉装置,则光束的条纹宽度比光束的宽解析:光的偏折程度越大,其折射率越大,因为蓝光的折射率大于红光的折射率,所以是蓝光,是红光,故选项A错误.根据v=cn知,光束的折射率大,在介质中的传播速度小,则光束比光束传播速度小,故选项B错误.的折射率较小,频率较小,波长较长,波动性较强,所以的衍射和干涉条纹较宽,故选项C正确,选项D错误.答案:C
