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高中物理 专题 光的本性之光的波动性讲义

专题:光的本性之光的波动性关于光的波动性的几点说明:1关于波动性的实验;2.波的干涉和衍射现象的对比都有哪些异同?3.双缝干涉及薄膜干涉的对比。

问题:(1)为什么杨氏双缝干涉实验在双缝前还要加一个单缝?答:相干光源的获得。

两列波叠加发生明显干涉现象的条件是二者频率相等,相差恒定。

两个普通光源很难达到这一要求。

通常是把一束光想办法分成两部分,让这两部分再叠加以达到干涉效果。

杨氏双缝实验装置正是这样巧妙地获得了两列相干的波源。

问题:(2)λd l x =∆双缝干涉实验的这个结论中的各个物理量都是什么?如何应用?答:条纹宽度x ∆与波长λ及双缝到光屏的距离l 成正比而与双缝间距d 成反比。

在l 、d 一定的情况下,红光产生的干涉条纹间距最大,紫光产生的干涉条纹间距最小。

问题:(3)什么是光的衍射?圆盘衍射与圆孔衍射的区别?答:光偏离直线传播方向而绕到障碍物阴影里去的现象叫光的衍射。

要产生明显的衍射现象,障碍物或小孔的尺寸要足够小。

用小圆屏进行衍射实验,衍射图样是在圆盘的阴影中心出现泊松亮斑。

而用小圆孔进行衍射实验,衍射图样是一系列同心圆环,圆环中央明暗不定。

题一题面:用单色光照射双缝,在屏上观察到明暗交替的条纹,若要使条纹间距变大,应( )A.改用频率较大的单色光B.改用波长较长的单色光 双缝干涉薄膜干涉干涉衍射(单缝、圆屏、圆孔等)电磁波谱及应用光谱及光谱分析电磁说波动性现象及规律光子说、光电效应方程应用光电效应粒子性光的波粒二象性光的本性C.减小双缝至屏的距离D.增大双缝之间的距离题二题面: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另一缝前放一绿色滤光片,这时( )A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其它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,其它颜色的双缝干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮题三题面: 如图是双缝干涉实验装置,使用波长为600nm 的橙色光照射,在光屏中心P 点呈现亮条纹,在P 点上方的P1点到S1、S2的路程差恰好为2λ,现将整个装置置入折射率为n=1.5的透明液体中,其它条件不变,则( )A .P 和P1都出现亮条纹B .P 为亮条纹,P1为暗条纹C .P 为暗条纹,P1为亮条纹D .P 和P1都出现暗条纹题四题面:劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示。

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乙所示。

干涉条纹有如下特点:⑴任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;⑵任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。

现若在图甲乙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.消失题五题面:照相机镜头上涂有一层增透膜,增强了绿光的透射能力,看上去呈淡紫色。

则所镀薄膜的厚度最小应为( )A. 绿光在真空中波长的1/2B. 绿光在增透膜中波长的1/2C. 绿光在真空中波长的1/4D. 绿光在增透膜中波长的1/4题六题面:激光散斑测速是一种崭新的测速技术,它应用了光的干涉原理。

用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝,待测物体的速度v 与二次曝光时间间隔Δt 的乘积等于双缝间距。

实验中可测得二次曝光时间间隔Δt、双缝到屏之距离l 以及相邻两条亮纹间距Δx。

若所用激光波长为λ,则该实验确定物体运动速度的表达式是( )图甲(侧视图)图乙A t l x v ∆∆=λ B t x l v ∆∆=λ C t x l v ∆∆=λ D x t l v ∆∆=λ课后拓展练习注:此部分为老师根据本讲课程内容为大家精选的课下拓展题目,故不在课堂中讲解,请同学们课下自己练习并对照详解进行自测.题一题面:两盏普通白炽灯发出的光相遇时,我们观察不到干涉条纹,这是因为( )A .两盏灯亮度不同B .灯光的波长太短C .两灯光的振动情况不同D .电灯发出的光不稳定题二题面:一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹,除中央白色条纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是( )A .各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B .各色光的速度不同,造成条纹的间距不同C .各色光的强度不同,造成条纹的间距不同D .各色光通过双缝到达一确定点的距离不同题三题面:薄膜干涉在科学技术上有很大应用。

(1)如甲图是干涉法检查平面示意图,乙图是得到的干涉图样,则干涉图样中条纹弯曲处的凹凸情况是________。

(选填“上凸”或“下凹”)(2)透镜表面涂有一层氟化镁薄膜,其折射率n =1.38,介于空气和透镜折射率之间。

入射光正入射,为使真空中波长为550 nm 的光增透,所涂薄膜的最小厚度为________。

讲义参考答案题一答案:B题二答案:C题三答案:A题四答案:A题五答案:D题六答案:B课后拓展练习题一答案:C详解:一般情况下,两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的,由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的。

题二答案:A详解:各色光的频率不同,波长不同,在屏上得到的干涉条纹的宽度不同,各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹。

题三答案:(1)上凸 (2)1.0×10-7 m详解:(1)干涉条纹应有以下特点:①任意一条明纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度相等;②任意相邻明纹或暗纹所对应的薄膜厚度差恒定。

图乙中的条纹向楔型膜中厚的一侧弯曲,说明被测样品的对应位置是上凸起。

(2)由λ′=λn ,,最小厚度d =14λ′,得d =λ4n, 代入数据解得d =550×10-94×1.38m =1.0×10-7 m 。

高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。

4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题1.瑞典皇家科学院2018年10月2日宣布,将2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家阿瑟•阿什金、法国科学家热拉尔•穆鲁以及加拿大科学家唐娜•斯特里克兰,以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献。

阿什金发明的光镊工具能够“夹”住微小如原子、病毒以及活细胞等物体。

穆鲁和斯特里克兰发明了“啁啾(zhōu jiū)脉冲放大”技术。

“啁啾”出自唐诗“到大啁啾解游飏,各自东西南北飞”,形容鸟的鸣叫。

“啁啾脉冲放大”技术其原理为:将一段短脉冲在时域上展宽,然后放大,再进行压缩。

此项技术已经成为高强度激光的标准,应用于众多领域。

则下列关于激光的说法合理的是A.某激光器产生超短脉冲时长为2.0×10-13s,能量为1.0J,则此激光超短脉冲的功率为5.0×1013W B.短脉冲激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距,测得在该时间段内被测物体的移动距离,从而得到被测物体的移动速度。

激光测速选取的时间间隔越长,测得物体移动的瞬时速度越准确C.“啁啾”来源于鸟鸣,意即频率变化,“啁啾脉冲”技术中的短脉冲激光瞬时频率随时间的变化而变化D.利用光学镊子捕获活体细菌时,红外激光光镊比绿色激光光镊更容易杀死活体细菌2.下列说法正确的是_________A.悬浮在液体中的花粉颗粒做布朗运动,反映了花粉分子在做无规则运动B.当分子间距离减小时,分子之间的引力与斥力均增大C.气体温度升高时,所有气体分子的动能均增大D.在一个标准大气压下,100℃的水蒸气的内能大于相同温度下相同质量的水的内能E. 一定质量的气体,向外界放热,内能可能不变3.高铁列车行驶时受到的总阻力包括摩擦阻力和空气阻力。

某一列高铁列车以180 km/h的速度在平直轨道上匀速行驶时,空气阻力约占总阻力的50 %,牵引力的功率约为2000 kW。

假设摩擦阻力恒定,空气阻力与列车行驶速度的平方成正比,则该列车以360 km/h的速度在平直轨道上匀速行驶时牵引力的功率约为A.4000 kW B.8000 kWC.10000 kW D.16000 kW4.如图所示,钢铁构件A、B.放在平板卡车的水平底板上,卡车底板和B间动奉擦因数为μ1,A、B间动摩擦因数为μ2,,卡车刹车的最大加速度为a,,可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时.要求其刹车后在s0距离内能安全停下,则汽车运行的速度不能超过A. B.C. D.5.质量为2kg的物体在x-y平面做曲线运动,在x方向的速度图像如图所示,y方向以4m/s匀速运动,下列说法正确的是: ( )A.质点的初速度为5m/sB.质点所受的合外力为6NC.质点初速度的方向与合外力方向垂直D.2s末速度大小为6m/s6.质量相等的a、b两物体,分别从粗糙斜面上的同一位置由静止下滑,滑到斜面底端时进入粗糙水平面继续滑行一段距离后停下,不计从斜面底端进入水平面时的能量损失。

已知两物体运动的v—t图像如图所示,则下列说法正确的是A.在整个运动过程中,a的平均速度比b的平均速度小B.a与斜面间的动摩擦因数比b与斜面间的动摩擦因数大C.a在水平面上滑行的距离比b在水平面上滑行的距离长D.在整个运动过程中,a克服摩擦力做功比b克服摩擦力做功多二、多项选择题7.如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的波源S1(0,4)和S2(0,–2)。

两波源的振动图线如图(b),两列波的波速为2m/s,波长为________m。

两列波从波源传播到点A(8,–2),引起的振动相互________(选填“加强”或“减弱”)。

8.如图所示,质量分别为2m和m的A、B两物体用不可伸长的轻绳绕轻质定滑轮相连,开始时两物体处于同一高度,绳处于绷紧状态,轻绳足够长,不计一切摩擦。

现将两物体由静止释放,在A落地之前的运动过程中,绳子的拉力大小为_________________,若下落时间为t,A的机械能减少了______________________。

9.某做直线运动的质点的位置-时间图象(抛物线)如图所示,P(2,12)为图线上的一点。

PQ为过P 点的切线,与x轴交于点Q(0,4)。

已知t=0时质点的速度大小为8m/s,则下列说法正确的是A.质点做匀减速直线运动B.2s时,质点的速度大小为6m/sC.质点的加速度大小为2m/s2D.0~1s内,质点的位移大小为4m10.如图所示,在真空中A、B两块平行金属板竖直放置并接入电路.调节滑动变阻器,使A、B两板间的电压为U时,一质量为m、电荷量为-q的带电粒子,以初速度v0从A板上的中心小孔沿垂直两板的方向射入电场中,恰从A、B两板的中点处沿原路返回(不计重力),则下列说法正确的是A.使初速度变为2v0时,带电粒子将从B板中心小孔射出B.使初速度变为2v0时,带电粒子恰能到达B板C.使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时,带电粒子恰能到达B板D.使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时,带电粒子将从B板中心小孔射出三、实验题11.将一个电荷量1.0 10-9的负电荷,从无穷远处移到电场中的A点,克服电场力做功2.010-7J,现将该电荷从A点移。

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