物理光学

考点1    双缝干涉

例1、在双缝干涉实验中,保持狭缝间的距离及狭缝与屏的距离都不变,用不同的色光照射,则 (　　)

A. 红光的干涉条纹间距最大

B. 紫光的干涉条纹间距最大

C. 红光与紫光的干涉条纹间距一样大

D. 用白光照射时会产生白色干涉条纹

考点2   薄膜干涉

例2、如图甲所示,用单色光照射透明标准板来检查平面N的上表面的平滑情况,观察到现象如图乙所示的条纹中的A和B的情况,这说明 (　　)

A. N的上表面A处向上凸起

B. N的上表面B处向上凸起

C. N的上表面A处向下凹陷

D. N的上表面B处向下凹陷

考点3　光的衍射及其与光的干涉的比较

例3、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和同一单缝衍射仪器形成的图样(灰黑色部分表示亮条纹).则属于蓝光的干涉图样的是 (　　)

 

 

 

 

例4、一个半径较大的透明玻璃球体，截取其下面的一部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图5所示，在反射光中看到的是(　　)

A．平行的明暗相间的直干涉条纹

B．环形的明暗相间的干涉条纹

C．只能看到同颜色的平行反射光

D．一片黑暗

 

考点4　光的偏振　激光

例5、如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,则 (　　)

A. 图中a光为偏振光

B. 图中b光为偏振光

C. 以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮

D. 以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮

 

训练1. 旋光仪可以用来测量糖溶液的浓度,从而测定含糖量.其原理是:偏振光通过糖的水溶液后,若迎着射来的光线看,偏振方向会以传播方向为轴线,旋转一个角度θ,这一角度称为“旋光角”,θ的值与糖溶液的浓度有关.将θ的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品的含糖量了.如图所示,S是自然光源,A、B是偏振片,转动B,使到达O处的光最强,然后将被测样品P置于A、B之间,则下列说法中正确的是 (　　)

A. 到达O处光的强度会明显减弱

B. 到达O处光的强度不会明显减弱

C. 将偏振片B转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片B转过的角度等于θ

D. 若使O处光强度再次最大,偏振片A、B均需转过θ角

 

 

例6、人们利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化,这是引力波存在的直接证据.关于激光下列说法中正确的是 (　　)

A. 激光是自然界中某种物质直接发光产生的,不是偏振光

B. 激光相干性好,任何两束激光都能发生干涉

C. 用激光照射不透明挡板上小圆孔时,光屏上能观测到等间距的光环

D. 激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息

 

巩固练习：

1．在杨氏双缝干涉实验中，如果(　　)

A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹

B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹

C．若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距一定变大

D．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色干涉条纹

2．如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P处为第二条暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变，屏足够大)，则同侧第二条暗条纹的位置(　　)

A．仍在P处       B．在P点上方

C．在P点下方     D．要将屏向双缝方向移近一些才能看到

 

3、关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是(　　)

A．单缝的作用是获得频率相同的两相干光源

B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源

C．光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹

D．照射到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽

4、如图(a)所示是做双缝干涉实验的示意图．先做操作1：用两块不同颜色的滤光片分别挡住双缝屏上下两半部分Ⅰ和Ⅱ；接着再做操作2：用不透明的挡板挡住b缝．若两块滤光片一块是红色，一块是蓝色，则(　　)

 

 

A．完成操作1后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹

B．完成操作1后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹

C．完成操作2后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹

D．完成操作2后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹

 

4.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图4甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，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乙所示，干涉条纹有如下特点：

 

 

 

 

 

(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；

(2)任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．

现若在图甲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(　　)

A．变疏   B．变密

C．不变   D．消失

 5.  如图所示,在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是 (　　)

A. 干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的

B. 干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的

C. 干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的

D. 干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的

6. 下列说法中不正确的是 (　　)

 

 

 

 

A. 如图1所示,检验工件平整度的操作中,上面为标准件,下面为待检测工件,通过干涉条纹可推断P为凹处,Q为凸处

B. 图2为光线通过小圆板得到的衍射图样

C. 沙漠蜃景的原理和光导纤维传送光信号的原理一样

D. 立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样

7. 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(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是(　　)

A．红黄蓝紫          B．红紫蓝黄         C．蓝紫红黄        D．蓝黄红紫

8、下列说法正确的是(　　)

A．单反相机的增透膜利用了光的偏振

B．用标准平面检查光学平面的平整程度利用了光的干涉

C．障碍物的尺寸比光的波长大得多时，一定不会发生衍射现象

D．人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的单缝衍射图样

9、下列说法正确的是(　　)

A．雨后天空中的彩虹是由光的干涉产生的

B．紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应

C．红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距大

D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率与波源频率相同

10、关于激光的应用问题，下列说法中正确的是(　　)

A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的

B．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点

C．医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点

D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点

11.抽制高强度纤维细丝时用激光监控其粗细,如图所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同.观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化,下列叙述中正确的是 (　　)

A. 这里应用的是光的衍射现象

B. 这里应用的是光的干涉现象

C. 如果屏上条纹变窄,表明抽制的丝变粗

D. 如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细

 

12、奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．

(1)偏振片A的作用是________________________________________________________．

(2)偏振现象证明了光是一种________．

(3)(多选)以下说法中正确的是(　　)

A．到达O处光的强度会明显减弱

B．到达O处光的强度不会明显减弱

C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于α

D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α

13、1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质，1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)．

图1

(1)洛埃镜实验的基本装置如图1所示，S为单色光源，M为平面镜，试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与S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到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，写出相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距离Δx的表达式．