2020高中物理 第十三章 光 第7節(jié)、第8節(jié) 光的顏色 色散 激光學(xué)案 新人教版選修3-4

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1、第7節(jié) 光的顏色 色散 第8節(jié) 激光 1．知道白光是由多種色光組成的，知道光的色散及光譜的概念。 2．知道薄膜干涉的原理、應(yīng)用，及薄膜干涉中的色散。 3．理解衍射時(shí)的色散，理解折射時(shí)的色散，知道光的折射率與波長的關(guān)系，知道光在介質(zhì)中的傳播速度與波長的關(guān)系。 4．了解激光的特點(diǎn)和應(yīng)用，了解全息照相的原理。 一、光的顏色與色散 1．雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，條紋之間的距離與光波的波長成正比，用白光做實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到彩色條紋，說明不同顏色的光，波長不同。 2．光的色散與光譜 (1)光的色散：含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象。 (2)光譜：含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其波長有序

2、排列。 二、薄膜干涉中的色散 豎直放置的肥皂薄膜受到重力作用，下面厚，上面薄，因此在膜上不同的位置，來自前后兩個(gè)面的反射光，頻率相同，但路程差不同，在某些位置，這兩列波疊加后相互加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋；在另一些位置，疊加后相互削弱，出現(xiàn)暗條紋。 三、衍射時(shí)的色散 用白光進(jìn)行衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的是彩色條紋，這是由于白光中包含各種顏色的光，不同色光亮條紋的位置不同造成的。 四、折射時(shí)的色散 如圖說明通過棱鏡折射后，由上到下的色光順序?yàn)椋杭t、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫，這說明： (1)透明物質(zhì)對(duì)真空中波長λ不同的光的偏折程度不同，折射率n也不一樣，λ越小，n越大。 (2)又根據(jù)n＝，在同一種

3、物質(zhì)中，不同波長的光波的傳播速度不一樣，波長越短，波速越小。 (3)又根據(jù)sinC＝，在同一種物質(zhì)中，不同波長的光波的臨界角不同，波長越短，臨界角越小。 五、激光 1．激光的特點(diǎn)和應(yīng)用 (1)相干性與應(yīng)用 ①相干性：只有頻率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是相干光，激光是一種人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性。 ②應(yīng)用：用來傳播信息。光纖通信就是激光和光導(dǎo)纖維相結(jié)合的產(chǎn)物，電磁波的頻率越高，它所攜帶的信息量越大，所以激光可以比無線電波攜帶更多的信息。 (2)平行度及應(yīng)用 ①平行度：激光的平行度非常好，所以它在傳播很遠(yuǎn)的距離后仍能保持一定的強(qiáng)度。 ②應(yīng)用：進(jìn)行精確的測(cè)距。多

4、用途的激光雷達(dá)不僅可以測(cè)量距離，而且能根據(jù)多普勒效應(yīng)測(cè)出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度。 (3)亮度及應(yīng)用 ①亮度高，它可以在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量。 ②可用激光束來切割、焊接以及在很硬的材料上打孔，醫(yī)學(xué)上可以用激光做“光刀”來切開皮膚、切除腫瘤，還可以用激光“焊接”剝落的視網(wǎng)膜。 2．全息照相 (1)與普通照相技術(shù)的比較：普通照相技術(shù)所記錄的只是光波的能量強(qiáng)弱信息，而全息照相技術(shù)還記錄了光波的相位信息。 (2)原理：全息照相的拍攝利用了光的干涉原理，使參考光和物光在底片上相遇，發(fā)生干涉，形成復(fù)雜的干涉條紋。這要求參考光和物光必須具有很高的相干性。 (3)觀察全息照片時(shí)要用激光照

5、射照片，從另一側(cè)面觀察。 判一判 (1)激光用于光纖通信是利用了它亮度高的特點(diǎn)。(　　) (2)激光可用做“光刀”來切開皮膚，是利用了激光的相干性好。(　　) (3)全息照相技術(shù)只能記錄光波的強(qiáng)弱信息。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)× 想一想 (1)太陽光譜由幾種單色光組成？各單色光在同種介質(zhì)中的波長長短是如何排列的？ 提示：太陽光譜由七種色光組成，按各色光在同種介質(zhì)中波長由長到短的順序依次是紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。 (2)光從真空進(jìn)入介質(zhì)中，其頻率、波長、波速如何變化？ 提示：光的頻率是由光源的發(fā)光機(jī)理決定的，所以光由真空進(jìn)入介質(zhì)中時(shí)，光的頻率不變，由n＝

6、可知，光的傳播速度減小，由v＝λf可知，波長變短。 (3)利用激光測(cè)量地球到月球的距離，應(yīng)用了激光哪方面的性質(zhì)？ 提示：應(yīng)用了其“平行度”非常好的性質(zhì)。 課堂任務(wù)　光的顏色、色散 1．對(duì)光的顏色的理解：光的顏色由色光的頻率決定。不同顏色的光頻率不同，在同種介質(zhì)中傳播時(shí)波長不同，波速不同；光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率不變，故光的顏色不變。 2．色光特性比較 各種色光 紅橙黃綠青藍(lán)紫 頻率 小→大 波長 長→短 臨界角(同種介質(zhì)中) 大→小 折射率 小→大 波速(真空中) 不變，c＝3×108 m/s 波速(介質(zhì)中) 大→小 雙縫干涉時(shí)所產(chǎn)

7、生的條紋間距 大→小 經(jīng)三棱鏡折射時(shí)偏向角大小 小→大 3．雙縫干涉中的色散：用不同的單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，得到的條紋之間的距離不一樣，但都是明暗相間的單色條紋。由Δx＝λ知，紅光波長最長，Δx最大，紫光波長最短，Δx最小。白光干涉時(shí)的條紋是彩色的，可見，白光是由多種色光組成的復(fù)色光，發(fā)生干涉時(shí)，白光發(fā)生了色散現(xiàn)象。 4．折射時(shí)的色散 (1)把射出棱鏡的光線與入射光線方向的夾角叫通過棱鏡的偏向角，如圖所示。實(shí)驗(yàn)表明，白光色散時(shí)，紅光的偏向角最小，紫光的偏向角最大。這說明玻璃對(duì)不同色光的折射率是不同的。紫光的折射率最大，紅光的折射率最小。 (2)白光經(jīng)過三棱鏡后，在光屏上呈

8、現(xiàn)七色光帶；若從棱鏡的頂角向底邊看，由紅到紫依次排列，紫光最靠近底邊。如圖所示。 5．光的色散現(xiàn)象能表明的問題 (1)同一介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，頻率越高折射率越大，七色光中紅光的折射率最小，紫光的折射率最大。 (2)由n＝可知，同一介質(zhì)中各種色光的光速不同，紅光的折射率最小，光速最大；而紫光的折射率最大，光速最小。 (3)光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，光的顏色不變，光速改變。 (4)光在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，與光的頻率也有關(guān)，這一點(diǎn)與機(jī)械波是有區(qū)別的。 例1　如圖所示，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一束細(xì)白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面，經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光

9、屏的ab間形成一條彩色光帶。下面的說法中正確的是(　　) A．在三棱鏡中a側(cè)光的傳播速度大于b側(cè)光的傳播速度 B．b側(cè)光更容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 C．若改變白光的入射角，在屏上最先消失的是b側(cè)光 D．通過同一雙縫干涉裝置產(chǎn)生的干涉條紋的間距Δxa＞Δxb (1)比較a光與b光折射率、頻率、波長、波速的大小。 提示：a光折射率大，光的頻率大，在同種介質(zhì)中的傳播速度小，波長小。 (2)改變白光的入射角，光屏上為什么會(huì)有色光消失？ 提示：光在三棱鏡右側(cè)面上發(fā)生了全反射，不會(huì)再射到光屏上了。 [規(guī)范解答]　根據(jù)色散形成的光譜，所以fa＞fb，λa＜λb，所以b更容易產(chǎn)生衍射，B正確；

10、na＞nb，根據(jù)n＝，所以va＜vb，A錯(cuò)誤；sinC＝，所以b光的臨界角大，a光更容易發(fā)生全反射，C錯(cuò)誤；根據(jù)Δx＝λ可知，Δxa＜Δxb，D錯(cuò)誤。 [完美答案]　B 色散問題解題技巧 (1)同一種介質(zhì)中，頻率越大的折射率越大。 (2)熟記下面幾個(gè)公式。 v＝，n＝，λ＝，Δx＝λ，sinC＝。 　已知某玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率比對(duì)紅光的折射率大，則兩種光(　　) A．在該玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度較大 B．以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍(lán)光折射角較大 C．在該玻璃中傳播時(shí)，紅光的波長較長 D．用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，藍(lán)光的相鄰條紋間距較大 答案　C 解

11、析　由題意知n藍(lán)＞n紅，所以f藍(lán)＞f紅，由v＝知v紅＞v藍(lán)，A錯(cuò)誤；由n＝知θ2紅＞θ2藍(lán)，B錯(cuò)誤；由λ＝＝知λ紅＞λ藍(lán)，C正確；由Δx＝λ知Δx紅＞Δx藍(lán)，D錯(cuò)誤。 課堂任務(wù)　薄膜干涉 1．薄膜干涉的成因 如圖所示，豎直放置的肥皂液膜由于受到重力的作用使下面厚、上面薄，因此在薄膜上不同的地方，從膜的前、后表面反射的兩列光波疊加，若兩列波疊加后互相加強(qiáng)，則出現(xiàn)亮條紋；在另一些地方，疊加后互相減弱，則出現(xiàn)暗條紋。 薄膜干涉中應(yīng)注意的三個(gè)問題： (1)觀察的是從膜前、后兩表面反射回來的光，不是透過膜的光，眼睛與光源在膜的同一側(cè)。 (2)用單色光和白光分別照射同一膜，觀察到的現(xiàn)象

12、是不同的。用白光做這個(gè)實(shí)驗(yàn)看到的將是彩色條紋；而在單色光照射下，則會(huì)出現(xiàn)明、暗相間的條紋。 (3)每一條紋呈現(xiàn)水平分布，各條紋按豎直方向排列。 2．薄膜干涉的應(yīng)用 (1)用干涉法檢查平面平整度 如圖所示，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢測(cè)平面是光滑的，得到的干涉圖樣必是等間距的。如果被檢測(cè)表面某處凹下，則對(duì)應(yīng)亮條紋(或暗條紋)提前出現(xiàn)，如圖甲所示；如果某處凸起來，則對(duì)應(yīng)條紋延后出現(xiàn)，如圖乙所示。(注：“提前”與“延后”不是指在時(shí)間上，而是指由左向右的位置順序上) (2)增透膜 為了減少光學(xué)裝置中的反射光的損失，可在元件表面涂一層透明薄膜，一般是氟化鎂。

13、如圖所示，在增透膜的前后表面反射的兩列光波形成相干波，相互疊加，當(dāng)路程差為半波長的奇數(shù)倍時(shí)，在兩個(gè)表面反射的光反相，相互抵消，從而使反射的兩列光波產(chǎn)生相消干涉，反射光的能量幾乎等于零。 一般取最小厚度d滿足d＝(此波長為光在該種介質(zhì)中的波長)。由于白光中含有多種波長的光，所以增透膜只能使其中一定波長的光相消。因?yàn)槿藢?duì)綠光最敏感，一般選擇對(duì)綠光起增透作用，所以在反射光中綠光強(qiáng)度幾乎為零，而其他波長的光并沒有完全抵消，所以增透膜呈現(xiàn)綠光的互補(bǔ)色——淡紫色。 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 例2　劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示。將一塊平板

14、玻璃放置在另一塊平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示。干涉條紋有如下特點(diǎn)：(1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰亮條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定?，F(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋(　　) A．變疏 B．變密 C．不變 D．消失 (1)同一干涉條紋對(duì)應(yīng)的空氣膜厚度有何特點(diǎn)？ 提示：同一干涉條紋對(duì)應(yīng)的空氣膜厚度相等。 (2)抽去一張紙片后，空氣膜厚度變化減小，原來的某一明條紋的位置怎樣變化？ 提示：向空

15、氣膜厚度增大的方向移動(dòng)。 [規(guī)范解答]　干涉條紋是由空氣薄膜的上下兩個(gè)表面反射的光線疊加而成的，當(dāng)抽去一張紙片后，劈形空氣薄膜傾角減小，相鄰明條紋(或暗條紋)必須變疏才能符合所在位置下面對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差跟原先一樣，故A正確。 [完美答案]　A 被測(cè)平面凹下或凸起的判斷方法 把干涉條紋看成“矮人”的行走軌跡。讓一個(gè)小矮人在兩板間沿著一條條紋直立行走，始終保持腳踏被測(cè)板，頭頂樣板，在行走過程中：若遇凹下，他必向薄膜的尖端去繞，方可按上述要求行走，即條紋某處彎向薄膜尖端，該處為一凹下；若遇一凸起，他必向薄膜的底部去繞，方可按上述要求行走，即條紋某處彎向薄膜底部，該處為一凸起。

16、 　(多選)如圖所示，用單色光照射透明標(biāo)準(zhǔn)板M來檢查平面N的上表面的平滑情況，觀察到如圖所示條紋中的P和Q情況，這說明(　　) A．N的上表面A處向上凸起 B．N的上表面B處向上凸起 C．N的上表面A處向下凹陷 D．N的上表面B處向下凹陷 答案　BC 解析　空氣厚度從左向右依次增大，則兩表面的反射光的路程差自左向右依次增大。同一條紋上的各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的厚度相同(類比于地理上的等高線)，當(dāng)條紋向左彎曲(P)說明等高線向左移動(dòng)，即現(xiàn)在A處的高度和A處右邊點(diǎn)的高度相同，因此高度變大，A處下凹。當(dāng)條紋向右彎曲(Q)，說明等高線右移，即現(xiàn)在B處的高度和左邊點(diǎn)的高度相同，B處上凸。B、C正

17、確。 課堂任務(wù)　激光 1．激光 激光是原子受激輻射產(chǎn)生的光，發(fā)光的方向、頻率、偏振方向均相同，兩列相同激光相遇可以發(fā)生干涉。激光是相干光，激光是人工產(chǎn)生的光。 2．激光的特點(diǎn)及應(yīng)用 特點(diǎn) 性質(zhì) 應(yīng)用 相干性 激光具有頻率單一、相位差恒定、偏振方向相同的特點(diǎn)，是人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性 光纖通信 平行度 激光的平行度非常好，傳播很遠(yuǎn)的距離仍能保持一定的強(qiáng)度 精確的測(cè)距；讀取光盤上記錄的信息等 高亮度 它可以在很小的范圍和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量 用激光束切割、焊接；醫(yī)學(xué)上可以用激光做“光刀”；激發(fā)核反應(yīng)等 3．全息照相 同一

18、束激光被分為兩部分，一部分直接照射到底片上，另一部分通過被拍攝物反射再到達(dá)底片。參考光和物光在底片上相遇時(shí)會(huì)發(fā)生干涉，形成復(fù)雜的干涉條紋。在底片上某點(diǎn)亮暗程度反映了兩束光疊加后到達(dá)這點(diǎn)時(shí)光波的強(qiáng)弱。 例3　(多選)關(guān)于應(yīng)用激光的事例中，下列說法正確的是 (　　) A．激光平行度好可以用于測(cè)距 B．激光能量十分集中，為治療近視眼而研制的“激光刀”就利用了這個(gè)特點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是有效地減少了細(xì)菌的感染 C．激光的亮度高，可以用于城市廣場(chǎng)照明 D．激光的相干性好，可用于雙縫干涉實(shí)驗(yàn) (1)光發(fā)生干涉的條件是什么？ 提示：頻率相同、相位差恒定、偏振方向一致。 (2)激光的什么特點(diǎn)與干涉條件

19、相符合？ 提示：激光具有高度的相干性。 [規(guī)范解答]　激光平行度好，即使傳播了很遠(yuǎn)的距離之后，它仍保持一定的強(qiáng)度，此特點(diǎn)可用于激光測(cè)距，A正確；激光的亮度高，能量十分集中，可應(yīng)用于金屬的加工、激光醫(yī)療、激光美容、激光武器等，B正確；激光具有很好的相干性，可應(yīng)用于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)、全息照相等，D正確；激光亮度高，但是是單色的，因此不能用于廣場(chǎng)照明，所以C錯(cuò)誤。 [完美答案]　ABD 激光相關(guān)問題解題關(guān)鍵 (1)熟記激光的主要特點(diǎn)及應(yīng)用。 (2)激光作為一種光，具有光的一切性質(zhì)，能發(fā)生衍射、干涉、反射、折射等。遵從反射定律、折射定律等。 　激光液面控制儀的原理是：固定的一

20、束激光AO以入射角θ照射到液面上，反射光OB射到水平的光屏上，屏上用光電管將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，如圖所示。如發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)向右移動(dòng)Δs的距離到達(dá)B′，則液面是升高了還是降低了？變化了多少？ 答案　降低　cotθ 解析　變化前后的光路圖如圖，由圖知光點(diǎn)右移時(shí)液面下降，由幾何知識(shí)知：ODB′B為平行四邊形，△OCD為等腰三角形，CE為其高，在△OCD中可解得：液面下降Δh＝·cotθ。 A組：合格性水平訓(xùn)練 1．(光的顏色、折射時(shí)的色散) 如圖所示，一束由紅、綠、紫三種單色光組成的復(fù)色光，通過橫截面為梯形的玻璃磚后，在光屏上形成彩色光帶。下列關(guān)于彩色光帶排列順序的說法中正確的是(

21、　　) A．從上到下依次為紫、綠、紅 B．從上到下依次為紅、綠、紫 C．從上到下依次為綠、紅、紫 D．從上到下依次為綠、紫、紅 答案　A 解析　棱鏡對(duì)不同色光的折射率不同，對(duì)紅光的折射率小，其偏折角度小，折射在光帶的下部。對(duì)紫光的折射率大，偏折角度大，出射后在光帶的上部。故正確答案為A。 2．(光的顏色、折射時(shí)的色散) 雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹。設(shè)水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是(　　) A．紫光、黃光、藍(lán)光和紅光 B．紫光、藍(lán)光、黃光和紅光 C．紅光、

22、藍(lán)光、黃光和紫光 D．紅光、黃光、藍(lán)光和紫光 答案　B 解析　由供選答案知四種光線紅、黃、藍(lán)、紫的頻率為ν紅＜ν黃＜ν藍(lán)＜ν紫，故其折射率n紅＜n黃＜n藍(lán)＜n紫，因折射率大，光在折射時(shí)，偏折程度大，故太陽光經(jīng)水滴折射后，在水中傳播，從上到下依次為紅、黃、藍(lán)、紫，再由光的反射定律，結(jié)合光路圖可知其反射后從上到下順序顛倒，因此出射光依次為紫光、藍(lán)光、黃光和紅光，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 3．(薄膜干涉時(shí)的色散) 如圖所示，一束白光從左側(cè)射入肥皂液膜，下列中：①人從右側(cè)向左看，可看到白色條紋；②人從左側(cè)向右看，可看到彩色條紋；③彩色條紋水平排列；④彩色條紋豎直排列。正確的是(　　) A

23、．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 答案　C 解析　彩色條紋是前后兩表面的反射光相互疊加的結(jié)果，每一條紋呈水平分布。故正確答案為C。 4．(激光)(多選)下列說法正確的是(　　) A．激光可用于測(cè)距 B．激光能量十分集中，只可用于加工金屬材料 C．外科研制的“激光刀”可以有效地減少細(xì)菌的感染 D．激光可用于全息照相，有獨(dú)特的特點(diǎn) 答案　ACD 解析　激光平行度好，即使在傳播了很遠(yuǎn)的距離之后，它仍保持一定的強(qiáng)度，此特點(diǎn)可用于激光測(cè)距，A正確；激光的亮度高，能量十分集中，可用于金屬加工、激光醫(yī)療、激光美容、激光武器等，B錯(cuò)誤；激光具有很高的相干性，可用于全息照相，由于它記

24、錄了光的相位信息，所以看起來跟真的一樣，立體感較強(qiáng)，D正確；由于激光亮度高，能量大，在切割皮膚等的同時(shí)，也能殺滅細(xì)菌，C正確。 5．(薄膜干涉時(shí)的色散)(多選)凸透鏡的彎曲表面是個(gè)球面，球面的半徑叫做這個(gè)曲面的曲率半徑。把一個(gè)凸透鏡的彎曲表面壓在另一個(gè)玻璃平面上，讓單色光從上方射入(如圖甲所示)，這時(shí)可以看到亮暗相間的同心圓(如圖乙所示)。這個(gè)現(xiàn)象是牛頓首先發(fā)現(xiàn)的，這些同心圓叫做牛頓環(huán)，為了使同一級(jí)圓環(huán)的半徑變大(例如從中心數(shù)起的第二道圓環(huán))，則應(yīng)(　　) A．將凸透鏡的曲率半徑變大 B．將凸透鏡的曲率半徑變小 C．改用波長更短的單色光照射 D．改用波長更長的單色光照射 答案　

25、AD 解析　當(dāng)光程差為波長的整數(shù)倍時(shí)是亮條紋，光程差為半波長奇數(shù)倍時(shí)是暗條紋。換一個(gè)表面曲率半徑更大的凸透鏡，出現(xiàn)亮條紋的這一厚度向遠(yuǎn)離圓心方向偏移，可知圓環(huán)半徑增大，A正確，B錯(cuò)誤；改用波長更長的單色光照射，出現(xiàn)同一級(jí)亮紋的光程差變大，到圓心距離增大，半徑變大，所以C錯(cuò)誤，D正確。 6．(光的顏色、折射時(shí)的色散、全反射) (多選)如圖所示，某玻璃棱鏡的頂角為θ，恰為黃光的臨界角，當(dāng)白光通過棱鏡發(fā)生色散，在光屏A上形成彩色光帶后，把白光的入射角i逐漸減小到零的過程中，在光屏上會(huì)觀察到(　　) A．最后在B屏上右邊是黃光 B．最后在B屏上左邊是紫光 C．最后在B屏上右邊是紫光 D

26、．最后在B屏上左邊是黃光 答案　AB 解析　玻璃對(duì)紫光的折射率最大，紫光的偏折角最大，而紫光的臨界角最小，所以首先在EG面上發(fā)生全反射后，再從GF面上折射到光屏B上。當(dāng)i＝0時(shí)，白光射到EG面上的入射角為θ，此時(shí)黃光恰好發(fā)生全反射，而頻率高于黃光的綠、藍(lán)、紫光均發(fā)生全反射到FG面上，它們的入射角相同，折射角最大的是紫光，所以B屏的左邊是紫光，由以上分析可知A、B正確。 7．(綜合)一種紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道道閃光，每道閃光稱為一個(gè)光脈沖，若這種激光器光脈沖的持續(xù)時(shí)間為1.0×10－11 s，波長為694.3 nm，發(fā)射功率為1.0×1010 W。 (1)每列光脈沖的長度是

27、多少？ (2)用紅寶石激光照射皮膚色斑，每1 cm2吸收能量達(dá)到60 J以后，色斑便逐漸消失，一顆色斑的面積為50 mm2，則它需要吸收多少個(gè)紅寶石激光脈沖才能逐漸消失？ 答案　(1)3.0×10－3 m　(2)300個(gè) 解析　(1)光脈沖持續(xù)時(shí)間為發(fā)射一個(gè)光脈沖所需的時(shí)間一個(gè)光脈沖長度 Δl＝cΔt＝3.0×108×1.0×10－11 m＝3.0×10－3 m。 (2)一個(gè)光脈沖所攜帶的能量 ΔE＝PΔt＝1.0×1010×1.0×10－11 J＝0.1 J 清除面積為50 mm2的色斑需要光脈沖數(shù)為 n＝＝個(gè)＝300個(gè)。 B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練 8．(光的色散)(多選)

28、表面附著油膜的透明玻璃片，當(dāng)有陽光照射時(shí)，可在表面和玻璃片的邊緣分別看到彩色圖樣，則(　　) A．兩者都是色散現(xiàn)象 B．兩者都是干涉現(xiàn)象 C．前者是干涉現(xiàn)象 D．后者是折射現(xiàn)象 E．前者不是色散現(xiàn)象，后者是色散現(xiàn)象 答案　ACD 解析　陽光照射到油膜上，油膜前后表面的反射光干涉形成彩色圖樣，是干涉現(xiàn)象。陽光照在邊緣棱角處，由于折射產(chǎn)生彩色圖樣，是折射現(xiàn)象，兩者都屬于色散現(xiàn)象，故A、C、D正確。 9．(激光的特點(diǎn)及應(yīng)用)(多選)以下說法中正確的是(　　) A．激光是一種人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性 B．由于激光的方向性好，所以激光不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 C．光纖通信是激光和

29、光導(dǎo)纖維相結(jié)合的產(chǎn)物 D．普通照相技術(shù)所記錄的只是光波的強(qiáng)弱信息，而全息照相技術(shù)還可以記錄光波的相位信息 答案　ACD 解析　激光是一種人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性，故A正確；激光相干性好，可以發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；光纖通信是激光和光導(dǎo)纖維相結(jié)合的產(chǎn)物，故C正確；普通照相技術(shù)所記錄的只是光波的強(qiáng)弱信息，而全息照相技術(shù)還可以記錄光波的相位信息，故D正確。 10．(薄膜干涉的應(yīng)用)(多選)如圖所示是用干涉法來檢查某塊厚玻璃板上表面是否平整的裝置，所用紅色光是用普通光源加紅色濾色光片產(chǎn)生的，從上往下觀察到的干涉條紋如下右圖所示，則下列判斷正確的是(　　) A．若觀察到的條

30、紋如圖甲所示，則說明厚玻璃板上表面是平整的 B．若觀察到的條紋如圖乙所示，則厚玻璃板上表面有下凹的位置 C．若觀察到的條紋如圖乙所示，則厚玻璃板上表面有上凸的位置 D．若是用黃色濾色光片產(chǎn)生的黃色光做該實(shí)驗(yàn)，則干涉條紋變密 答案　ABD 解析　薄膜干涉形成的條紋是膜的上下表面的發(fā)射光干涉產(chǎn)生的，若觀察到的條紋如圖甲所示，則說明厚玻璃板上表面是平整的，故A正確；薄膜干涉是等厚干涉，即明條紋處空氣膜的厚度相同。從彎曲的條紋可知，檢查平面左邊處的空氣膜厚度與后面的空氣膜厚度相同，知該處凹陷，故B正確，C錯(cuò)誤。若是用黃色濾色光片產(chǎn)生的黃色光做該實(shí)驗(yàn)，則波長變短，則干涉條紋變密，故D正確。

31、11．(薄膜干涉的應(yīng)用)為了減少玻璃表面光的反射損失，在玻璃表面上涂一層折射率為的增透膜，設(shè)入射光波長λ＝700 nm，為了使這種波長的反射光能最大限度地被減弱，所涂薄膜的最小厚度是________ nm。 答案　140 解析　題中求的是所涂薄膜的最小厚度，它應(yīng)為光在薄膜中波長的。由c＝λf，v＝λ0f得光在其中波長λ0＝λ，所以最小厚度d＝λ0＝λ＝ nm＝140 nm。 12．(綜合)波長為0.65 μm的紅光，從空氣射入水中，水對(duì)空氣的折射率為1.33。求該光在水中的波長，并判斷在水中該光的顏色。 答案　0.49 μm　紅光 解析　單色光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波長變化了，

32、波速也相應(yīng)變化了，但它的頻率不變，所以在水中該光仍是紅光。 根據(jù)n＝＝＝ 水中的波長λ＝＝≈0.49 μm。 13. (綜合)如圖所示，橫截面是直角三角形ABC的三棱鏡對(duì)紅光的折射率為n1，對(duì)紫光的折射率為n2，一束很細(xì)的白光由棱鏡的一個(gè)側(cè)面AB垂直射入，從另一個(gè)側(cè)面AC折射出來。已知棱鏡頂角∠A＝30°，AC邊平行于光屏MN，且與光屏的距離為L。 (1)畫出白光通過棱鏡折射的光路圖；(出射光線畫兩條邊緣光線，并指明其顏色) (2)求在光屏MN上得到的可見光光譜的寬度d。 答案　(1)圖見解析　(2)L 解析　(1)由于光線垂直AB面入射，故在AB面上光線不偏折。在AC面，設(shè)紅光折射角為β1，紫光折射角為β2，由于n2＞n1，所以紫光偏折角度將大于紅光，故β2＞β1，光譜上方為紫光，下方為紅光。光路如圖所示。 (2)由折射定律得：n1sin30°＝sinβ1，n2sin30°＝sinβ2， 則sinβ1＝，sinβ2＝。 MN上可見光譜的寬度： d＝L(tanβ2－tanβ1)＝L ＝L。 - 16 -