12.4 光的波动性 电磁波 相对论
1.如图12-4-1所示为双缝干涉的实验装置示意图,若要使干涉条纹的间距变大可改用波长更________(填“长”或“短”)的单色光,或是使双缝与光屏间的距离________(填“增大”或“减小”).
解析 依据双缝干涉条纹间距规律Δs=λ,可知要使干涉条纹的
间距变大,需要改用波长更长的单色光,或增大双缝与屏之间的距离l.
答案 长 增大
2.下列说法正确的是 ( ).
A.雨后路面的油膜出现彩色条纹,这是光的色散现象
B.太阳光斜射在铁栅栏上,地面出现明暗相同条纹,这是光的干涉现象
C.对着日光灯从两铅笔的狭缝中看到的彩色条纹,这是光的衍射现象
D.从月亮光谱可以分析月亮的化学成份
答案 C
3.如图12-4-2所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以
( ).
A.增大S1与S2的间距
B.减小双缝屏到光屏的距离
C.将绿光换为红光
D.将绿光换为紫光
解析 在双缝干涉实验中,相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离Δx=λ,要想增大条纹间距
可以减小两缝间距d,或者增大双缝屏到光屏的距离L,或者换用波长更长的光做实验.由
此可知,选项C正确,选项A、B、D错误.
答案 C
4.如图12-4-3为某一报告厅主席台的平面图,AB是讲台,S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭,它们之间的相互位置和尺寸如图12-4-3所示.报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫.为了避免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消.已知空气中声速为340 m/s,若报告人声音的频率为136 Hz,问讲台上这样的位置有多少个?
图12-4-3
解析 对应于声频f=136 Hz的声波的波长是
λ==2.5 m. ①
式中v=340 m/s是空气中的声速.在图中,O是AB的中点,P是OB上任一点.将
S1P-S2P表示为-=k. ②
式中k为实数,当k=0,2,4,…时,从两个喇叭来的声波因干涉而加强;当k=1,3,5,…
时,从两个喇叭来的声波因干涉而相消.由此可知,O是干涉加强点;对于B点,
-=20 m-15 m=4×. ③
所以,B点也是干涉加强点.因而O、B之间有两个干涉相消点,由对称性可知,AB上
有4个干涉相消点.
答案 4
5.下列关于电磁波的说法正确的是 ( ).
A.电磁波必须依赖介质传播
B.电磁波可以发生衍射现象
C.电磁波不会发生偏振现象
D.电磁波无法携带信息传播
解析 电磁波在真空中也能传播,A错;衍射是一切波所特有的现象, B对;电磁波是
横波,横波能发生偏振现象,C错;所有波都能传递信息,D错.
答案 B
6.关于电磁波,下列说法正确的是 ( ).
A.雷达是用X光来测定物体位置的设备
B.使用电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调
C.用红外线照射时,大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
D.变化的电场可以产生磁场
解析 雷达是用无线电波来测定物体位置的设备,A不正确;从经过调制的高频振荡中
“检”出调制信号的过程叫做解调,B不正确;使用紫外线照射时,钞票上用荧光物质
印刷的文字发出可见光,C项不正确.
答案 D
7.对于红、黄、绿、蓝四种单色光,下列表述正确的是 ( ).
A.在相同介质中,绿光的折射率最大
B.红光的频率最高
C.在相同介质中,蓝光的波长最短
D.黄光光子的能量最小
解析 在红、黄、绿、蓝四种单色光中,蓝光的折射率最大,频率最高,波长最短,光
子能量最大.
答案 C
8.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 电兹波是横波,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
9.下列说法正确的是 ( ).
A.光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一
B.由相对论知:m=,则物体的速度可以达到光速,此时其质量为无穷大
C.在地面附近有一高速飞过的火箭,地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进
程变慢了
D.根据广义相对论原理力学规律在不同参考系中是不同的
答案 AC
10.设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍,则粒子运动时的质量等于其静止质量的k倍,粒子运动速度是光速的________倍.
解析 依据爱因斯坦的质能方程E=mc2,宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍,则
其运动时的质量等于其静止质量的k倍;再由相对论质量公式m=得=
.
答案
11.如图12-4-5所示,两束单色光a、b从水面下射向A点,光线经折射后合成一束光c,则下列说法正确的是 ( ).
A.用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验,a光的干涉
条纹间距大于b光的干涉条纹间距
B.用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的
C.在水中a光的速度比b光的速度小
D.从水射向空气时a光的临界角大于b光的临界角
解析 根据光路可逆可知,a、b两束单色光在空气中的入射角相等,a光的折射角大于
b光的折射角,由折射率n=可知,b光在水中的折射率比a光的大.根据折射率是
反映介质光学性质的物理量,它的大小由介质本身及光的频率共同决定,同一介质中,
频率越大,折射率越大.由此可知b光的折射率大,频率大.根据光的频率越大,波长
越小.双缝干涉实验干涉条纹间距与波长成正比,故A选项正确.由衍射条纹特点,中
央条纹亮且宽,往两侧变窄变暗,故B选项错误.由n=,可知折射率大的光在介质中
的传播速度小,故C选项错误.由sin C=,可知D选项正确.
答案 AD
12.(1)如图12-4-6所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×10-7 m,屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10-7 m.则在这里出现的应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”).现改用波长为6.30×10-7 m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”、“变窄”或“不变”).
(2)如图12-4-7所示,一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质,经下表面反射后,
从上表面的A点射出.已知入射角为i,A与O相距l,介质的折射率为n,试求介质的
厚度d.
图12-4-7
解析 (1)由光的干涉规律,P处为振动减弱点.
(2)设折射角为r,折射定律=n,几何关系l=2dtan r解得d=l
答案 (1)暗条纹 变宽 (2)l.
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