第5章 光的干涉衍射偏振 章末检测.doc

章末检测
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共9小题，每小题7分，共63分)
1．下列关于单缝衍射图样的说法中正确的有 (　　)．
A．它同双缝干涉的图样完全相同
B．亮条纹的宽度不同，但亮度相同
C．亮条纹的宽度相同，但亮度不同
D．亮条纹的宽度和亮度均不相同，且中央亮纹最宽最亮
解析　由干涉条纹和衍射条纹的特征可知D选项正确．
答案　D
2．由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象，这是因为 (　　)．
A．两个光源发出光的频率不同
B．两个光源发出光的强度不同
C．两个光源的光速不同
D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
解析　本题考查相干光的条件，题中两光源发出的光都是白光，频率不确定没法比较，选项A错误．光的强度对光是否干涉没有影响，所以B错误．光速在真空中是确定的，但它对光的干涉也没影响，选项C错误．题中的是两个独立光源，根据物体的发光机理(原子跃迁)，二者产生的不是相干光，选项D正确．
答案　D
3.如图1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
图 1
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
解析　自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只有沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则B对；设通过A的光沿竖直方向振动，若B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振片，则P点无光亮，将B转过90°时，偏振光的振动方向与B偏振片的透振方向平行，偏振光就能通过偏振片，在P处就可看到光亮，D项正确．
答案　BD
4．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是 (　　)．
A．激光是纵波
B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C．两束频率不同的激光能产生干涉现象
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
解析　电磁波是横波，A项错；光在不同介质中传播速度不同，波长也不同，B项错；相干光的条件是频率相同，C项错、D项正确．
答案　D
5．下列对增透膜的叙述，不正确的有 (　　)．
A．摄影机的镜头涂上一层增透膜后，可提高成像质量
B．增透膜是为了增加光的透射，减小反射
C．增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的四分之一
D．增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的四分之一
解析　增透膜利用薄膜干涉中反射光互相抵消的特点起到使透射光增加的作用，因而可以提高成像质量，选项A和选项B正确．为达到反射相消，薄膜厚度应为入射光在薄膜中波长的四分之一，使薄膜两表面分别反射的光正好相消，所以选项C正确、选项D不正确．
答案　D
图 2
6.用如图2所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图2(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图2(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是 (　　)．
A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°
B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°
C．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°
D．干涉条纹保持原来状态不变
解析　在本实验中肥皂液薄膜之所以产生干涉条纹，是因为在重力作用下肥皂液薄膜的竖截面是楔形，前后两面的反射光叠加而成的，金属线圈在所在平面内缓慢旋转并不影响肥皂液薄膜的竖截面．故金属线圈在其所在平面内旋转时干涉条纹保持不变．
答案　D
7．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、双缝到屏的距离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 (　　)．
A．v＝ B．v＝
C．v＝ D．v＝
解析　根据Δx＝λ和d＝vΔt，得物体运动速度表达式v＝，所以B选项正确．
答案　B
8．(2011·重庆卷，18)在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大．关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：
①c光的频率最大　②a光的传播速度最小　③b光的折射率最大　④a光的波长比b光的短
根据老师的假定，以上回答正确的是 (　　)．
A．①② B．①③
C．②④ D．③④
解析　b像最深说明折射率最小，频率最小，波长最大，发生全反射的临界角最大．c照亮水面的面积比a大，说明a折射率比c大，发生全反射的临界角比c小，总之，频率最大的是a，①错误；传播速度v＝，故传播速度最小的是a，②正确；折射率最大的是a，a光波长最短，b光波长最长，③错误，④正确．故选项C正确．
答案　C
9.如图3所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则 (　　)．
图 3
A．该棱镜的折射率为
B．光在F点发生全反射
C．光从空气进入棱镜，波长变小
D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行
解析　由几何知识可知三角形EBF为等边三角形，故从E点入射的光线，入射角为60°，折射角为30°，由折射定律可知n＝＝，A正确；光射在F点时，入射角为30°，故不发生全反射，折射角为60°，B、D错；光从空气中进入棱镜中，光速减小，而光的频率不变，所以光在棱镜中的波长变小，C正确．
答案　AC
二、非选择题(本题共3小题，共37分)
10．(11分)在《用双缝干涉测光的波长》的实验中，装置如图4所示，双缝间的距离d＝3.0 mm.

图4
(1)若测定红光的波长，应选用________色的滤光片，实验时需要测定的物理量有________和________．
(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.700 0 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮纹的位置如图5甲所示，观察第5条亮纹的位置如图5乙所示．则可求出红光的波长λ＝________m.

图5
解析　由于测红光的波长，因此用红色滤光片，由Δy＝λ可知要想测λ必须测定l和Δy.
由测量头的数据可知a1＝0，a2＝0.640 mm，
所以Δy＝＝ mm＝1.60×10－4 m，
λ＝＝ m＝6.86×10－7m
答案　(1)红　l　Δy　(2)6.86×10－7
11．(13分)在用红光做双缝干涉的实验中，已知双缝之间的距离为0.6 mm，测得双缝到光屏之间的距离为1.5 m，光屏上7条明条纹之间的距离为9 mm，试计算此单色光的波长．
解析　先计算出相邻亮纹之间的距离
Δy＝＝ mm＝1.5 mm，
再由Δy＝λ得
λ＝＝ m＝6.0×10－7 m.
答案　6.0×10－7 m
12．(13分)光纤通信是70年代以后发展起来的新兴技术，世界上许多国家都在积极研究和发展这种技术．发射导弹时，可在导弹后面连一根细如蛛丝的光纤，就像放风筝一样，这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间，起着双向传输信号的作用．光纤制导的下行光信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为0.85 μm的单色光．用上行光信号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为1.06 μm的单色光．这种操纵系统通过这根光纤向导弹发出控制指令，导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标．根据以上信息，回答下列问题：
(1)在光纤制导中，上行光信号在真空中波长是多少？
(2)为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光？(已知光纤纤芯的折射率为1.47)
答案　(1)设信号频率为f，真空中的波长为λ0，c＝λ0f，光在纤芯中的频率仍为f，波长为λ，则光在纤芯中的速度v＝λf，又n＝，可以得出λ0＝nλ＝1.47×1.06 μm＝1.56 μm.
(2)上行光信号和下行光信号的频率相同，将发生干涉现象而互相干扰．

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