2019高中物理課下能力提升十九第十三章第78節(jié)光顏色色散激光(含解析)新人教版選修34

2019高中物理課下能力提高十九第十三章第7、8節(jié)光的顏色色散激光(含分析)新人教版選修342019高中物理課下能力提高十九第十三章第7、8節(jié)光的顏色色散激光(含分析)新人教版選修3420/20芃PAGE20聿膁莄蒀肅膄肁莈腿葿螅莃薃肄袀蒞艿羈膆羂芅羅蕿薆莈艿薇薁螃裊螞螇蒈袁螄膀蒅螅莁肈蒈聿膅羄袃螅膀羆薈莇薆薃薅蚅膃芇蚈羀羇膂肂薅羂蒈螈羋莇螁螄蒅螀蒞袈螀蒄莀節(jié)蒞葿蚆羈肈裊芃羄芆薂袇肇薀芆袂莂膆芁肈肇袈蚇蒁膄膆肀肅膇蒀肈肀薂肆膃芇芇蚈膅襖芄羆袂薈莇芁薆蒃羅袆蝕蝿蕆蕿羆肂蒃螆葿螆薇肁蕆蟻膅蒂蒂羇蚇荿薄芀蚃莂芁膈蚆袁羅膃蒞芃羀膅肀腿莆螂螃膃肅莆膀螁螇莁薅肅螂蚈芀聿膈羈羃羃薁衿芀羋芅螄蚄羃荿袆莀袀蚅莃膂袃莂肇蒀膈肆羂襖螃膁羋薀蝕蕆裊莂羈袀葿蠆節(jié)蚄蒄肄袈蠆螀蝿螄肅莇蒂螈螞羂衿肂蒆羇膄蚈蒁膃衿薅袇薆蟻薈芀膀罿袃羋膅莃蒈芃莁聿蒅莄螄肅蒈肁螞腿螃螅薇薃莈袀蕿艿芅膆2019高中物理課下能力提高十九第十三章第7、8節(jié)光的顏色色散激光(含分析)新人教版選修34光的顏色色散激光

[基礎(chǔ)練]

一、選擇題

1．激光擁有有關(guān)性好、平行度好、亮度高等特點(diǎn)，在科學(xué)技術(shù)和平常生活中應(yīng)用廣泛。

下面關(guān)于激光的表達(dá)正確的選項(xiàng)是( )

A．激光是縱波

B．頻率相同的激光在不相同介質(zhì)中的波長相同

C．兩束頻率不相同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象

D．利用激光平行度好的特點(diǎn)可以測量月球到地球的距離

2．以下列圖，一束紅光和一束藍(lán)光平行入射到三棱鏡上，經(jīng)折射后，匯聚在屏上同一

點(diǎn)，若n1和n2分別表示三棱鏡對(duì)紅光和藍(lán)光的折射率，以下判斷正確的有( )

A．n1＜n2，a為藍(lán)光，b為紅光

B．n1<n2，a為紅光，b為藍(lán)光

C．n1>n2，a為紅光，b為藍(lán)光

D．n1>n2，a為藍(lán)光，b為紅光

3．用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，獲取彩色的干涉條紋，以下說法正確的選項(xiàng)是( )

A．干涉圖樣的中央亮條紋是彩色的

B．在湊近中央亮條紋兩側(cè)最先出現(xiàn)的是紅色條紋

C．在湊近中央亮條紋兩側(cè)最先出現(xiàn)的是紫色條紋

D．在湊近中央亮條紋兩側(cè)最先出現(xiàn)的彩色條紋的顏色與雙縫間距離有關(guān)

4．劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻

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。干涉條紋有以下特點(diǎn)：一是任意一條明條紋或暗條紋所在地址下面的薄膜厚度相等；二是任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒

定。現(xiàn)若在圖中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( )1A．變疏B．變密

C．不變D．消失

二、非選擇題

5．為了減少光在透鏡表面由于反射帶來的損失，可在透鏡表面涂上一層增透膜，一般

用折射率為1.38的氟化鎂，為了使在真空中波長為5.52×10－7m的綠光在垂直表面入射時(shí)

使反射光干涉相消，求所涂的這種增透膜的厚度。

[提能練]

一、選擇題

1．[多項(xiàng)選擇](2016·杭州高二檢測)以下列圖，截面為ABC的玻璃直角三棱鏡放置在空氣

中，寬度均為d的紫、紅兩束光垂直照射三棱鏡的一個(gè)直角邊AB，在三棱鏡的另一側(cè)放置

一平行于AB邊的光屏(圖中未畫出)，屏的距離遠(yuǎn)近可調(diào)，在屏上出現(xiàn)紫、紅兩條光帶，可

能是( )

A．紫色光帶在上，紅色光帶在下，紫色光帶較寬

B．紫色光帶在下，紅色光帶在上，紫色光帶較寬

C．紅色光帶在上，紫色光帶在下，紅色光帶較寬

2

D．紅色光帶在下，紫色光帶在上，紅色光帶較寬

2．以下列圖，半圓柱形玻璃磚置于光屏PQ的左下方，一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入

玻璃磚，在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上表現(xiàn)七色光帶。若入射點(diǎn)由A向B緩慢移

動(dòng)，并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn)，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失。在光帶未完好消

失從前，反射光的強(qiáng)度變化以及光屏上最先消失的光分別是( )

A．減弱，紅光B．增強(qiáng)，紅光

C．減弱，紫光D．增強(qiáng)，紫光

3．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，入射光輝在過此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不相同顏色的出射光

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、藍(lán)光、黃光和紫光

D．紅光、黃光、藍(lán)光和紫光

4．以下列圖為半圓形的玻璃磚，C為AB的中點(diǎn)，′為過C點(diǎn)的AB面的垂線。a、bOO兩束不相同頻率的單色可見細(xì)光束垂直AB邊從空氣射入玻璃磚，且兩束光在AB面上的入射點(diǎn)3

到C點(diǎn)的距離相等，兩束光折射后訂交于圖中的P點(diǎn)，以下判斷不正確的選項(xiàng)是( )

A．a(chǎn)光在玻璃磚中的流傳速度大于b光的流傳速度

B．a(chǎn)光從玻璃磚中射入空氣時(shí)發(fā)生全反射的臨界角大于b光的臨界角

C．在同一雙縫干涉裝置形成的干涉條紋中，a光相鄰明條紋的間距大于b光相鄰明條

紋的間距

D．b光比a光更簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象

二、非選擇題

5．一種紅寶石激光器發(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連續(xù)時(shí)間為1.0×10－11s，波長為694.3mm，發(fā)射功率為1.0×1010W，真空中光速c＝3×108m/s。則

每個(gè)光脈沖的長度是多少？

(2)用紅寶石激光照射皮膚色斑，每1cm2吸取能量達(dá)到60J今后，色斑便逐漸消失，

2一顆色斑的面積是50mm，則它需要吸取多少個(gè)紅寶石激光脈沖才能逐漸消失？

答案[基礎(chǔ)練]1．分析：選D所有光都是橫波，A錯(cuò)誤；依照v＝，光在不相同介質(zhì)中的流傳速度λf不相同，頻率相同，波長不相同，B錯(cuò)誤；發(fā)生干涉現(xiàn)象的兩束光頻率必定相同，C錯(cuò)誤；由激光有關(guān)知識(shí)知，D正確。2．分析：選A由于紅光的頻率低于藍(lán)光的頻率，有n<n，由題圖可知，a為藍(lán)光，b12為紅光，A正確。3．分析：選C白光是各種不相同色光組成的復(fù)色光，光屏中央到兩狹縫距離相等，各色光經(jīng)雙縫到達(dá)光屏中央的行程差為零，在光屏中央均出現(xiàn)亮條紋，各色光復(fù)合成白光，所l以中央亮條紋為白色。由x＝dλ可知，不相同色光的干涉條紋間距x隨波長的增大而增大，紫光的波長最短，所以湊近中央亮紋兩側(cè)最先出現(xiàn)的是紫色條紋，故C正確。

4．分析：選A干涉條紋是由空氣薄膜的上下兩個(gè)表面反射的光輝疊加而成的，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)必定變疏才能吻合所在地址

下面對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差跟本來相同，A正確。

5．分析：由于人眼對(duì)綠光最敏感，所以平常所用的光學(xué)儀器其鏡頭表面所涂的增透膜

4

的厚度只使反射的綠光干涉相抵消，但薄膜的厚度不宜過大，使其厚度為綠光在膜中波長的

14，使綠光在增透膜的前后兩個(gè)表面上的反射光互相抵消，而光從真空進(jìn)入某種介質(zhì)后，其

波長會(huì)發(fā)生變化。若綠光在真空中波長為λ0，在增透膜中的波長為λ，

由折射率與光速的關(guān)系和光速與波長及頻率的關(guān)系得

cλ0fn＝v＝λf，

0得λ＝n

那么增透膜厚度h＝1λ05.52×10－7m＝1×10－7m4λ＝4n＝答案：1×10－7m

[提能練]

1．分析：選CD由于玻璃對(duì)紫光的折射率大于對(duì)紅光的折射率，故紫光和紅光經(jīng)過棱

鏡后光路以下列圖。

在光屏由近及遠(yuǎn)搬動(dòng)過程中，可能是紅色光帶在上，紫色光帶在下，也可能是紅色光帶

在下，紫色光帶在上，但紅色光帶向來較寬，應(yīng)選項(xiàng)C、D正確，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。2．分析：選D頻率越高的光，介質(zhì)對(duì)它的折射率就越大，在可見光中從紅光到紫光

頻率越來越大，故玻璃對(duì)它們的折射率越來越大，再由n＝1知，折射率越大，臨界角sinC越小，所以紫光的臨界角最小，從玻璃進(jìn)入空氣，在入射點(diǎn)從A向B搬動(dòng)的過程中，入射角逐漸增大，紫光先消失，隨著折射光輝的消失，反射光越來越強(qiáng)，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。3．分析：選B作出a、b、c、d四條光輝第一次折射時(shí)的法線，以下列圖，可知其折射率大小關(guān)系為na>nb>nc>nd，則它們可能依次是紫光、藍(lán)光、黃光和紅光，B正確。54．分析：選D由圖分析可知，玻璃磚對(duì)b光的偏折角大于對(duì)a光的偏折角，依照折射定律得知，玻璃磚對(duì)b光的折射率大于對(duì)a光的折射率，由v＝c/n得，a光在玻璃磚中的流傳速度大于b光的流傳速度，選項(xiàng)A正確；由公式sinC＝1/n分析得知，a光的折射率n小，則a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角，選項(xiàng)B正確；干涉條紋的間距與波長成正比，a光的頻率小，波長長，故相鄰明條紋的間距a光的較大，選項(xiàng)C正確；光的波長越長，越簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象，所以可知a