光的波動性單元知識總結

2021-10-19 01:25:51 字數 2089 閱讀 9170

【典型例題評析】

例1 用單色光做雙縫干涉實驗,下述說法中正確的是

a.相鄰干涉條紋之間的距離相等

b.**明條紋寬度是兩邊明條紋寬度的2倍

c.屏與雙縫之間的距離減小,則屏上條紋間的距離增大

d.在實驗裝置不變的情況下,紅光的條紋間距小於藍光的條紋間距

解析雙縫干涉產生的明暗相間的干涉條紋是等間距的,所以a正確,b錯誤;由可知:屏與雙縫之間的距離減小,則屏上條紋間的距離應減小,c錯誤;由於紅光的波長比藍光的波長長,所以在實驗裝置不變的情況下,紅光的條紋間距大於藍光的條紋間距,d錯誤.

答案 a

點撥知道干涉條紋的特點以及相鄰兩條明條紋或暗條紋的間距δx與哪些因素有關,就可成功地解決這道題.

例2 如圖20-7所示為x射線管的結構示意圖,正極為燈絲電源,要使射線管發出x射線,須在k、a兩電極間加上幾萬伏的直流高壓,則

a.高壓電源正極應接在p點,x射線從k極發出

b.高壓電源正極應接在p點,x射線從a極發出

c.高壓電源正極應接在q點,x射線從k極發出

d.高壓電源正極應接在q點,x射線從a極發出

解析有的學生錯誤地認為x射線就是高速電子流,電源正極接q點,負極接p點後,在a、k間建立了自a指向k的高壓電場,就可使k極產生的電子得到加速,形成高速電子流,形成x射線,這是對x射線的本質認識不清造成的.實際情況是,高速電子流射到任何固體上,都可產生x射線.故本題中高速電子流射到a極後,即可使a極原子的內層電子受到激發,形成x射線.因此,x射線是從a極發出的.

答案 d

點撥要理解x射線產生的本質.

例3 市場上有種燈具俗稱「冷光燈」,用它照射物品時能使被照物品處產生的熱效應大大降低,從而廣泛用於博物館、商店等處.這種燈降低熱效應的原因之一是在燈泡後面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(例如氟化鎂),這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應最顯著的紅外線.以λ表示此紅外線的波長,則所鍍薄膜的厚度最小應為

a.λ/8 b.λ/4 c.λ/2 d.λ

解析當薄膜的厚度是紅外線在薄膜中波長的l/4時,紅外線在薄膜的兩個表面的反射光的路程差恰好等於半個波長,因而互相抵消,使紅外線幾乎都透過反光鏡,而可見光被反射回來,使反射光的熱效應大大降低,用這種燈照射物品時就可使其在被照物品處產生的熱效應大大降低,所以俗稱「冷光燈」.

答案 b

點撥依據波的疊加原理,同頻率的兩列波同相疊加增強,反相疊加削弱.從所鍍薄膜的上表面和下表面所反射的兩列紅外線同頻率,若光程差為半波長的奇數倍,則為反相疊加,反射波削弱.所以最小光程差為λ/2;注意從下表面反射的紅外線比從上表面反射的紅外線多走的路程為兩個薄膜厚度,故所鍍薄膜厚度為λ/4.

【本章習題解答】

1.解析:

a.光的干涉和衍射現象都說明光是一種波.

b.光的偏振現象說明光是橫波.

c、要看到顯著的光的衍射現象很不容易。而水波的衍射卻是經常可以遇見的.在做水波的衍射實驗時。通常的障礙物或小孔已足夠小的了.但對光波來說仍然太大.以致看不出明顯的衍射現象.

d.在光的干涉實驗中.若保持雙縫間距、縫與屏間距離都不變。用紅光和綠光分別做實驗得出干涉條紋來。可以見到紅光的條紋間距比綠光的條紋間距大,而定量研究知道:

在上述條件下.條紋間距跟光波的波長成正比.所以可以得出:紅光的波長較長,綠光的波長較短.

(點撥:知道並理解本章內容的各個知識點,是解決此題的關鍵.)

2.解析:如圖20—6所示(圖中透鏡的彎曲程度作了誇張).凸透鏡的彎曲表面向上反射的光和下表面的玻璃平面向上的反射的光相互疊加。由於來自這兩個面的反射光的光程差不同。

在有些位置相互加強.有些位置相互削弱.因此出現了同心圓狀的明暗相問的條紋.應選用表面不太彎曲的凸透鏡。這樣範圍大.使牛頓環的直徑大.

(點撥:抓住相干光源的條件來解釋.)

3.解析:如果某目標發出的光正好在膠片上成像,這個物體發出的紅外線所成的「紅外像」則不會正好落在膠片上,而是落在距透鏡更遠的位置,原因是紅外線的波長比可見光長.玻璃對於波長較長的光的折射率較小.用普通照相機進行紅外攝影時,可以把距離標尺調得比實際距離稍近一些,這樣就能夠得到比較清晰的像。

4.解析,由於太陽在波長為370nm~750nm之間的輻射最強,在生物進化的歷史上,視覺範圍在這個區間的動物比視覺範圍在其他波長間隔的動物能夠看得更多、更清楚,因而具有更大的生存優勢,直至進化為人.

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