高中新课程作业本物理选修3-4选修(精选5篇)
1.高中新课程作业本物理选修3-4选修 篇一
14.4 电磁波与信息化社会 14.5 电磁波谱
1.古代也采用过“无线”通信的方式,如利用火光传递信息的烽火台,利用声音传递信号的鼓等,关于声音与光,下列说法中正确的是()A.声音是机械波 B.声音是电磁波 C.光是电磁波 D.光是机械波 E.声音和光都能发生干涉和衍射现象 【答案】 ACE 2.关于雷达的特点,下列说法正确的是()A.雷达所用无线电波的波长比短波还短 B.雷达只有连续发射无线电波,才能发现目标 C.雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离 D.雷达在能见度低的黑夜将无法使用 E.雷达的使用与黑夜和白天无关 【答案】 ACE 3.关于红外线的作用与来源,下列说法正确的是()A.一切物体都在不停地辐射红外线 B.红外线具有很强的热作用 C.红外线具有很强的荧光作用 D.红外线的显著作用是化学作用 E.红外线容易穿透云雾 【答案】 ABE 4.如图1444所示为收音机接收电磁波的电路,由线圈L1与可变电容器C1组成,它相当于一个LC振荡电路,当各个无线电台发射的电磁波都通过磁棒后,会在L1中不同程度地产生感应电流(振荡电流),当可变电容调至某一值(选台)使其振荡频率恰好与武汉人民广播电台发射频率相同时,仅可接收该台广播节目.若要改为接收中央人民广播电台(高于武汉台频率)的节目,可采取的措施是()
图1444 A.增加电容器电容C B.减小电容器电容C C.减少磁棒上线圈匝数 D.将磁棒从线圈中抽出部分 E.增加磁棒上线圈匝数 【答案】 BCD 5.电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列顺序是无线电波、________、________、________.【解析】 在电磁波家族中,按波长由长到短分别为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等.
【答案】 见解析
6.一种电磁波入射到半径为1 m的孔上,可发生明显的衍射现象,这种波属于电磁波谱中的________.
【答案】 无线电波
7.间谍卫星上装有某种遥感照相机,可用来探测军用目标,这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车,甚至车已经离开,也瞒不过它,这种遥感照相机敏感的电磁波属于________波程.【答案】 红外
8.如图1445所示为某雷达的荧光屏,屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10-4 s,雷达天线朝东方时,屏上的波形如图甲;雷达天线朝西方时,屏上的波形如图乙,问:雷达在何方发现了目标?目标与雷达相距多远?
图1445
【答案】 西方 300 km 9.雷达是应用电磁波来工作的,它发射的电磁波频率多在300 MHz至1 000 MHz的范围内,已知真空中光速c=3×108 m/s,下列说法中正确的是()A.电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生 B.电磁波可由周期性变化的电场和磁场产生
C.雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3 m至1 m之间 D.雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定 E.雷达工作时在连续不断地发射电磁波 【答案】 BCD 10.等离子显示屏PDP是一种以等离子管作为发光元件,并由大量的等离子管排列在一起构成的屏幕.每个等离子管的透明玻璃管内都充有低压的氖氙气体,管的两端各有一个电极,在两个电极间加上高电压后,封在管内的气体便产生某种肉眼看不见的射线,它激发显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光.每个等离子管作为一个像素,由这些像素的明暗和颜色变化的组合,便形成了各种灰度和色彩的图象,则该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的________效应.【答案】 荧光
11.雷达测距防撞控制系统(Distronic,简称DTR)是利用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备,某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来,已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为1.0×10-4 s,某时刻雷达显示屏上显示的波形如图1446甲所示,A脉冲为发射波,B脉冲为目标反射波,经t=170 s后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示,则该飞机的飞行速度约为多少?
图1446
【答案】 306 m/s
12.如图1447所示为伦琴射线管示意图,K为阴极钨丝,发射的电子初速度为零,A为对阴极(阳极),当A、K之间加直流电压U=30 kV时,电子被加速打在对阴极A上,使之发出X射线,设电子的动能全部转化为伦琴射线(X射线)的能量.求:
图1447(1)电子到达对阴极的速度多大?
(2)如果对阴极每吸收一个电子放出一个X射线光子,则当A、K之间的电流为10 mA时,每秒钟从对阴极最多辐射出多少个X射线光子?(电子质量m=0.91×10-30 kg,电荷量e=1.6×10-19 C)【答案】(1)1.0×108 m/s(2)6.25×1016个
2.高中新课程作业本物理选修3-4选修 篇二
1. 高中化学选修课程的必要性
1.1 促进学生化学知识和技能发展的需要。
新课程化学科学素养主要包括以下几方面:化学科学知识、化学科学能力、化学科学方法、化学科学意识和化学科学品质。根据学生的未来发展需要高中化学课程在必修课程模块的基础上综合设置选修课程模块,以进一步突出对化学学习过程和方法的强调,以进一步强调对科学本质的认识、对科学现象和原理的理解、对科学的积极态度和情感,从而达到进一步提高学生科学素养的课程宗旨。这是对必修课程的拓展和补充。
1.2 促进学生非智力因素发展的需要。
学生的情感态度和审美价值观也是高中化学教学的目标。对此,构建灵活、开放、多样化的化学课程结构,能够调动学生学习的主动性和积极性,增强学生学习的内驱动力。例如,化学反应原理、物质结构与性质等模块,在必修的基础上,适当拓宽知识的广度、加深知识的难度,使得选修学生的技能与特长得到展现与发展,为未来从事化学或相关方向的学生奠定了基础。这对学生非智力因素的发展无疑起到了促进作用。
1.3 促进教师化学教学业务成熟的需要。
教师的教学业务源于课程的改革创新,高中化学选修课程则为教师的专业化发展,教学质量的提升,教学内容、教学方法、教学手段的改革以及教师队伍的合理化建设方面提供了更多的机遇。选修课程能够促使教师不断地创新教学思维模式,由推进实施到开拓创新的转变。教师也会在选修课程的教学中不断更新自身的知识贮备、促使教师不断提高化学专业技术与教学能力,为新课程化学的教学探寻更为合理、科学的教学方法。
2. 高中化学选修课程的运用策略
2.1 依据课程模块,创新教学模式。
高中化学选修课程教材的编写能够反映出课程标准的要求,教材内容选取又要符合选修课程模块的特点。因而,从对课程标准的真正内涵的完整理解与把握,再到编写者依照自己的理解选取教材编写的内容,最后教师用教材教,这三者之间不可避免地存在一定的距离。这就要求我们教师应从学生的学习基础和必修课程的要求出发,探寻各模块之间的关系,帮助学生选好学习内容。
化学选修课程的教学主要是依靠学生的学习主动性和积极性,以化学知识为基础,以科学探究为突破口,激发想象,启迪思维,力求使学生在亲身经历的情境过程中掌握方法,获取知识,形成能力,培养积极的情感态度与价值观。对此,教师在教学中应做到:(1)目标的层次性,即对不同倾向的学生可做“基本要求”、“发展要求”、“拓展要求”;(2)内容的选择性,即教学内容可以随社会生活的变化做适当调整;(3)教学方法的丰富性,即教学方法可采用专题讲座、实践调查、学生自学、讨论等方式加以实施;(4)学习方式的多元性,即倡导学习的自主性、合作性等多样性,激发学生的学习潜能。
2.2 创新管理模式,优化课程资源的配置。
新课程化学的选修从内容、实验、设备等方面作出了新的规定和要求。这就要求我们教师应从该课程资源的实际和学生学习发展的需要出发,加强管理,提高教学的有效性。
教师在选修课程的教学中,应该对选修资源予以适当的优化组合,以发挥其功能作用。教师应从以下几方面予以优化:(1)尊重和满足学生的发展需要,指导学生自主选择课程模块;(2)教师在指导选课上应该遵从以学生为主体和因材指导的原则;(3)完善课程资源的配套实施。例如,实验化学模块的开设,必然使得稀缺的实验资源得到充实,实验室的建设以及人员的配备等得到积极改善;(4)重视先进教学模式的推广,对于一些较为先进的教学方式,教师应予以学习推广,以提高教学质量。
2.3 建立合理的评价机制,促进学生的全面发展。
笔者以为,建立合理的选修化学评价机制能够发挥选修的“导学、学好”的激励性功能。例如,像《物质结构与性质》《化学反应原理》《有机化学基础》等模块,以纸笔测验为主,学习档案袋和活动表现等方式为辅对学生进行评价。《化学与生活》《化学与技术》模块以活动表现评价为主,提倡通过开展辩论、角色扮演、调查、社会实践等方式对学生进行评价,也可适当采取纸笔测验的形式,那么命题就要侧重“能力”立意,设计开放型的试题,综合考查学生对化学现象和问题的探究解决能力。《实验化学》模块评价可侧重过程性评价,从实验设计、实验操作、实验报告、实验合作意识等多方面予以考查,以充分地激活学生学习化学的潜能和激情,提高学生化学素养。
当然,新课程高考方案中是否给予选修课以应有的关注,也是不可回避的话题。选修课程纳入高考是否会增加学生的学业负担和考试成本。对此,笔者以为:(1)非化学方向文科考生:必修加两个选修模块,试卷种类共15种;(2)化学方向理科考生:必修加四个选修模块,试卷种类共15种。化学科目需要试卷30种。这样的模式可能会更好些。
3. 高中化学选修课程教学的注意点
3.1 注意学生学习积极性的保护。
教师对学生在学习选修课程中所表现的激情和积极性应予以重视和保护。
3.2 注意模块之间的联系。
教学过程中应从拓展延伸必修课程和学生化学知识技能出发,选好模块教学内容。
3.3 注意评价方式的灵活性。
教学中依据文理科的不同而确定合理的评价模式,应体现“重视基础,提高技能,促进发展”的原则。
3.高中新课程作业本物理选修3-4选修 篇三
教学要求:
1、知道光的衍射现象
2.知道产生光的衍射现象的条件:障碍物或孔、缝的大小比光的波长小或与波长相仿时,才能观察到明显的衍射现象.
3.知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似. 重点和难点:产生光的衍射现象的条件 课时:1课时 基本教学过程
光的干涉现象反映了光的波动性,而波动性的另一特征是波的衍射现象,光是否具有衍射现象呢?如果有衍射现象,为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢?
水波、声波都会发生衍射现象,它们发生衍射的现象特征是什么?
一切波都能发生衍射,通过衍射把能量传到阴影区域,能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多.(播放视频)
一、光的衍射
1、光的衍射:光离开直线路径绕过障碍物阴影里去的现象叫做光的衍射现象。
2、明显衍射的条件:障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。
3、物理意义:光的衍射现象证明光是一种波。
二、单缝衍射条纹的特征
1、中央亮纹宽而亮.
2、两侧条纹具有对称性,亮纹较窄、较暗. 单缝衍射规律:
1、波长一定时,单缝窄的中央条纹宽,各条纹间距大.
2、单缝不变时,光波波长大的(红光)中央亮纹越宽,条纹间隔越大.
3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白色,两侧为彩色条纹,且外侧呈红色,内侧为紫色.
泊松亮斑:
不只是狭缝和圆孔,各种不同形状的物体都能使光发生衍射,以至使影的轮廓模糊不清,其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果.历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑.
三、衍射光栅
衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形成的光学仪器。可分为透射光栅和反射光栅。
干涉条纹与衍射条纹的区别:
干涉:等距的明暗相间的条纹,亮条纹的亮度向两边减弱较慢。
衍射:中央有一条较宽亮条纹,两边是对称明暗相间的条纹,亮条纹的亮度向两边减弱得很快。
光的衍射现象说明光的直线传播是有条件的,只有在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下,光才可以看作是沿直线传播的。
4.高中新课程作业本物理选修3-4选修 篇四
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知识梳理
1.简谐运动的描述
(1)振幅是振动物体离开平衡位置的____________,它描述了物体振动的____________,是振动系统____________大小的象征,____________越大,系统的____________越大.(2)简谐运动的频率(或周期)由____________所决定,与振幅____________,因此又称为振动系统的____________________.(3)物理学中,不同的____________描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态.2.简谐运动的表达式为___________________.知识导学
学习本节前,先对上节内容的重难点复习巩固,通过简谐运动的定义来认识简谐运动的周期性.同学们可以设计一个简谐运动实验,通过观察实验,获得有关振幅的基本知识,再结合上节内容加深对振幅的理解.学习简谐运动的表达式时,先观察简谐运动的图象,结合有关数学知识来理解简谐运动的表达式.我们学习本节时,要有实事求是的科学态度,要知道不同性质的运动包含着各自不同的特殊矛盾.疑难突破
简谐运动的对称性
剖析:做简谐运动的物体,在通过对称于平衡位置的A、B两个位置时的一些物理量具有对称性:
(1)相对于平衡位置的位移大小相等,方向相反;(2)速度大小相等,方向可以相同可以不同;(3)加速度、回复力大小相等,方向相反;
(4)从位置A点直接到达平衡位置O点的时间与从平衡位置O点直接到达B点相等.典题精讲
【例1】如图11-2-1所示,是一个质点的振动图象,根据图象回答下列各问题:
图11-2-1(1)振动的振幅;(2)振动的频率;
(3)在t=0.1 s、0.3 s、0.5 s、0.7 s时质点的振动方向;(4)质点速度首次具有负方向最大值的时刻和位置;
(5)质点运动的加速度首次具有负方向最大值的时刻和位置;(6)在0.6 s和0.8 s这段时间内质点的运动情况.思路解析:(1)振幅为最大位移的绝对值,从图象可知振幅A=5 cm.(2)从图象可知周期T=0.8 s,则振动的频率: f=11=Hz=1.25 Hz.T0.81(3)由各时刻的位移变化过程可判断:t=0.1 s、0.7 s时,质点的振动方向向上;t=0.3 s,0.5 s时,质点的振动方向向下.(4)质点在0.4 s通过平衡位置时,首次具有负方向的速度最大值.(5)质点在0.2 s处于正向最大位移处时,首次具有加速度负方向的最大值.(6)在0.6 s至0.8 s这段时间内,从图象上可以看出,质点沿负方向的位移不断减小,说明质点正沿着正方向由负向最大位移处向着平衡位置运动,所以质点做加速运动.绿色通道:解决这类问题,首先从图象着手,从图象中读出振幅、周期,根据波形判断质点的振动方向.变式训练1:一质点做简谐运动,其位移x与时间t的关系曲线如图11-2-2所示,由图可知()
图11-2-2 A.质点振动频率是4 Hz B.t=2 s时,质点的加速度最大 C.质点的振幅为2 cm D.t=3 s时,质点所受合外力最大 答案:BC 变式训练2:如图11-2-3所示,一个弹簧振子在A、B间做简谐运动,O是平衡位置,以某时刻作为计时0点(t=0),经过1/4周期,振子具有正方向的最大加速度,那么如图11-2-3所示四个运动图象中正确反映运动情况的图象是()
图11-2-3 答案:A 【例2】图11-2-4(a)是演示简谐运动图象的装置,当盛沙漏斗下面的薄木板N被匀速地拉出时,摆动着的漏斗漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系,板上的直线OO1代表时间轴.图11-2-4(b)是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线,若板N1和板N2的速度v1和v2的关系为v2=2v1,则板N1、N2上曲线所代表的振动的周期T1和T2的关系为()
图11-2-4 A.T2=T1 B.T2=2T1 C.T2=4T1 D.T2=T1/4 思路解析:设ON1=ON2=s,则由图示知
ss=T1,=2T2,v1v22 又知v2=2v1,得:T1=4T2.答案:D 绿色通道:解决此类问题要明白周期的定义,能在图中找出一个完整的周期,根据T=s/v可求得结果.变式训练:如图11-2-5(a)所示简谐运动,它的振动图象如图11-2-5(b)所示,设向右为正方向,则
图11-2-5(1)OB= _________cm;
(2)第0.2 s末质点的速度方向是_________________,加速度大小为_____________;(3)第0.7 s时,质点位置在____________点与____________点之间;(4)质点从O运动到B再运动到A所需要的时间t=____________s;(5)4 s内完成____________次全振动.答案:(1)5(2)负方向运动 零(3)O B(4)0.6(5)5 问题探究
问题1:一弹簧振子做简谐振动,周期为T,根据Δt=(t2-t1)与T之间的关系,探究t1与t2时刻分别对应的振子运动的位移、速度、加速度以及弹簧长度之间的关系.导思:该问题是考查简谐运动的周期性及振子位移、加速度变化特点.关键是对周期性的正确、全面的理解,注意t1、t2两时刻的时间间隔为特殊值时,质点振动情况的比较,可总结如下:
(1)t2-t1=nT,则两时刻振动物体在同一位置,运动情况完全相同.(2)t2-t1=nT+T/2,则两时刻物体的各物理量(x、F、a、v等)均大小相等、方向相反.(3)t2-t1=nT+T/4或t2-t1=nT+3T/4,则若t1时刻物体在平衡位置,t2时刻物体到达最大位移处;若t1时刻物体在最大位移,t2时刻物体到达平衡位置处.探究:在同一个全振动过程中,选取质点先后经过平衡位置同侧的同一位置的两个时刻t1与t2加以分析,当该两时刻t1与t2间隔时间小于T/2时,对应于两时刻质点的运动速度大小相等,方向相反(其中,一时刻为向远离平衡位置的方向振动,另一时刻为向靠近平衡位置的方向振动),当该两时刻t1与t2间隔时间相差一个周期时,则对应于两时刻质点的振动情况完全相同,因此加速度也应相等;当该两时刻t1与t2间隔相差半个周期时,由于对应于两时刻质点位于平衡位置两侧,弹簧形变量相同(其中,一时刻是压缩弹簧,另一时刻是拉伸弹簧),但弹簧长度不相等.问题2:怎样确定相位和初相?
5.高中新课程作业本物理选修3-4选修 篇五
5.1
光的干涉
学案
1.通过双缝干涉现象的分析,认识光的干涉条纹特点及光的干涉条件.(重点+难点)2.理解薄膜干涉的原理及应用.(难点)
一、双缝干涉
1.史实
1801年,英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象,证明了光的确是一种波.2.实验
如图所示,让一束平行的红色激光投射到一个有两条狭缝的挡板上,两狭缝相距很近,两狭缝就成了两个波源,它们的振动情况总是相同的,两个波源发出的光在挡板后面的空间相互叠加.3.现象
在屏上得到了明暗相间的条纹.4.出现明暗条纹的条件
当两个光源与屏上某点的路程差等于半波长的偶数倍时(即恰好等于波长的整数倍时),两列光在该点相互加强,该点出现亮条纹;当两个光源与屏上某点的路程差等于半波长的奇数倍时,两列光在该点相互削弱,该点出现暗条纹.5.计算波长的公式
相邻两条明条纹(或暗条纹)的间距为Δx=λ.(其中d为两缝间距,l为两缝到屏的距离,λ为光的波长)
二、薄膜干涉
1.原因:单色平行光射到肥皂泡液薄膜上,液膜的前后两个表面反射回来的两列光是相干光.2.现象
(1)肥皂泡上出现明暗相间的条纹或区域,不同波长的单色光照射,条纹间距不同.(2)若用白光照射,液膜上出现彩色条纹.3.光的干涉的应用
(1)利用薄膜干涉法检查平面的平整程度.(2)利用双缝干涉实验可以测光的波长.在室内打开两盏电灯时,能看到干涉现象吗?
提示:不能看到,两盏电灯不是相干光源.对光的干涉的进一步理解
1.光的干涉现象及条件
(1)光的干涉:在两列光波的叠加区域,某些区域振动相互加强,出现亮纹,某些区域振动相互减弱,出现暗纹,且加强和减弱的区域相间,即亮纹和暗纹相间的现象.(2)光的干涉条件:两列光波的频率相同、振动方向相同和相位差恒定.能发生干涉的两列光波称为相干波,如果两个光源发出的光能够产生干涉,这样的两个光源称为相干光源,相干光源可通过把同一束光分成两列来获得.2.双缝屏的作用
平行光照射到双缝S1、S2上,这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光.3.屏上某处出现亮、暗条纹的条件
频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加,如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致的,即振动方向总是相同的,总是同时过最高点、最低点、平衡位置.暗条纹处振动步调总相反,具体产生亮、暗条纹的条件为:
(1)亮条纹的条件
屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍.即|PS1-PS2|=kλ=2k·(k=0,1,2,3…).k=0时,PS1=PS2,此时P点位于屏上的O处,为亮条纹,此处的条纹叫中央亮纹.(2)暗条纹的条件
屏上某点到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍:即:|PS1-PS2|=(2k+1)(k=0,1,2,3…).为了满足相干条件,在做双缝干涉实验时,一般在双缝前再加一单缝.命题视角1 对杨氏干涉实验的理解
(多选)双缝干涉部分实验装置如图所示,调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹,关于干涉条纹的情况,下列叙述正确的是()
A.若将像屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
B.若将像屏向左平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化
C.若将像屏向上平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
D.若将像屏向上平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化
[解析] 双缝干涉发生后,并不只在有像屏处有干涉图样,而是在双缝右侧的空间,只要通过双缝后,在两列光相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象,并且在新的位置仍很清晰,A、C、D正确.[答案] ACD
命题视角2 双缝干涉中明暗条纹的判断
如图所示为双缝干涉实验装置,当使用波长为6×10-7
m的橙色光做实验时,光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹.若使用波长为4×10-7
m的紫光重复上述实验,在P和P1点形成的亮、暗条纹的情况是()
A.P和P1都是亮条纹
B.P是亮条纹,P1是暗条纹
C.P是暗条纹,P1是亮条纹
D.P和P1都是暗条纹
[解析] ==1.5=.P1点对橙光:Δr=n·λ橙,对紫光:Δr=nλ橙=n·λ紫=3n·
因为P1与P相邻,所以n=1,P1点是暗条纹.对P点,因为Δr=0,所以仍是亮条纹,B正确.[答案] B
双缝干涉中明暗条纹的判断方法
(1)判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹,要看该点到两个光源(双缝)的路程差(光程差)与波长的比值;
(2)要记住光程差等于波长的整数倍处出现亮条纹,等于半波长奇数倍处为暗条纹;
(3)还要注意这一结论成立的条件是两个光源情况完全相同.1.关于杨氏双缝干涉实验,下列说法正确的是()
A.用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹
B.用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹
C.用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹
D.照射单缝的单色光的波长越短,光屏上出现的条纹宽度越宽
解析:选B.用白光做杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,A错;用红光作光源,屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间,B对;红光和紫光频率不同,不能产生干涉条纹,C错;单色光的波长越短,光屏上出现的条纹越窄,D错.薄膜干涉的原理及应用
1.薄膜干涉原理
光照在厚度不同的薄膜上时,在薄膜的不同位置.前后两个面的反射光的路程差不同,在某些位置两列波叠加后相互加强,于是出现亮条纹;在另一些位置,两列波相遇后被相互削弱,于是出现暗条纹.2.干涉法检查平面平整度
(1)如图所示,在被测平面上放一个透明的样板,在样板的一端垫一个薄片,使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层.用单色光照射时,从空气层的上、下两个表面反射的两列光波发生干涉.空气厚度相同的地方,两列光波的路程差相同,两列光波叠加时相互加强或减弱的情况相同,因此若被测表面是平的,干涉条纹就是一组平行的直线,如果干涉条纹是弯曲的,就表明被测表面不平.(2)被测平面凹下或凸起的形象判断法——矮人行走法,即把干涉条纹看成“矮人”的行走轨迹.让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走,始终保持脚踏被检板,头顶样板,在行走过程中:
①若遇一凹下,他必向薄膜的尖端去绕,方可按上述要求过去,即条纹某处弯向薄膜尖端,该处为一凹下.(如图中P点)
②若某处有一凸起,他要想过去,必向薄膜底部去绕,即条纹某处弯向薄膜底部方向时,该处必为一凸起.(如图中Q点)
3.增透膜的应用
在光学仪器中,为了减少光在光学元件表面的反射损失,可用薄膜干涉互相消抵来减少反射光.如照相机、测距仪、潜望镜上用的光学元件表面为了减少光的反射损失都镀上了介质薄膜,使薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的1/4,这样反射回来的两列光波经过的路程差恰好等于半个波长,它们干涉相互抵消.一般入射光是白光,增透膜不可能使所有的单色光干涉相互抵消,人眼对绿光最敏感,一般增透膜的厚度为绿光波长的1/4.为了减少在透镜表面由于光的反射带来的损失,可以在透镜表面上涂一层增透膜.当薄膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的时,从薄膜的前后两个表面反射回来的光所经过的路程差恰好等于半个波长,使它们干涉相消,减小了反射光的能量,增强了透射光的能量.(1)一透镜表面涂了一层对绿光折射率为1.38的氟化镁薄膜,为使波长为5.52×10-7
m的绿光在薄膜上反射叠加相消,求所涂薄膜的厚度是多少.(2)试解释涂有增透膜的镜头为什么呈紫红色.[思路点拨]
解答本题时应注意以下两点:
(1)绿光在空气中的波长与薄膜中波长的大小关系;
(2)薄膜的厚度与波长的大小关系.[解析](1)由n===得,光在镀膜中的波长λ==
m=4×10-7
m,所以所涂薄膜的厚度是=1×10-7
m.(2)入射光一般是白光,增透膜不可能使所有的单色光干涉相消,由于人眼对绿光最敏感,绿光又居可见单色光的中间,所以增透膜的厚度等于绿光在薄膜中波长的,以消除的绿光为中心,这样红光和紫光没有得到显著的消弱,从镜头反射回来的光以红光和紫光为主,所以涂有增透膜的镜头呈紫红色.[答案] 见解析
2.如图所示,是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置,所用单色光是用普通光源经滤光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的()
A.a的上表面和b的下表面
B.a的上表面和b的上表面
C.a的下表面和b的上表面
D.a的下表面和b的下表面
解析:选C.干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉,这里的薄膜指的是样板与待测玻璃之间的空气层.空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉,观察干涉后形成的条纹是否为平行直线,可以断定厚玻璃板的上表面是否平整.因此选项C是正确的.[随堂检测]
1.关于薄膜干涉,下列说法中正确的是()
A.只有厚度均匀的薄膜,才会发生干涉现象
B.只有厚度不均匀的楔形薄膜,才会发生干涉现象
C.厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹
D.观察肥皂液膜的干涉现象时,观察者应和光源在液膜的同一侧
解析:选D.当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时,只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件,就会出现明条纹,满足振动减弱的条件就会出现暗条纹.这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现;当薄膜厚度均匀时,不会出现干涉条纹,但也发生干涉现象.观察肥皂液膜的干涉现象时,观察者应和光源在液膜的同一侧.2.取两块平玻璃板,合在一起用手捏紧,会从玻璃板上看到彩色条纹,这是光的干涉现象,有关这一现象的叙述正确的是()
A.这是上下两块玻璃板的上表面反射光干涉的结果
B.这是两玻璃板间的空气薄层上下两表面的反射光相干涉的结果
C.这是上面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果
D.这是下面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果
解析:选B.合在一起的平玻璃板间有空气,这种干涉属于薄膜干涉,是空气薄层上、下表面反射光干涉的结果,选项B正确.3.如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂薄膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯,往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的()
解析:选D.铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚,在同一水平线上厚度基本一致,如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强,那么这一水平线上同一厚度处光波会加强,所以干涉条纹应是水平的.4.如图所示,在用单色光做双缝干涉实验时,若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动,则()
A.不再产生干涉条纹
B.仍可产生干涉条纹,且中央亮纹P的位置不变
C.仍可产生干涉条纹,中央亮纹P的位置略向上移
D.仍可产生干涉条纹,中央亮纹P的位置略向下移
解析:选D.本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源,双缝S1、S2的作用是形成相干光源,稍微移动S后,没有改变传到双缝的光的频率,由S1、S2射出的仍是相干光,由单缝S发出的光到达屏上P点下方某点的光程差为零,故中央亮纹下移.5.在双缝干涉实验中,光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差δ1=0.75
μm,光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差为δ2=1.5
μm.如果用频率为f=6.0×1014
Hz的黄光照射双缝,则()
A.P点出现亮条纹,Q点出现暗条纹
B.Q点出现亮条纹,P点出现暗条纹
C.两点均出现暗条纹
D.两点均出现亮条纹
解析:选B.根据波长与波速的关系式:λ=,得知黄光的波长λ=0.5
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