文档内容
第十四章 光 电磁波
第 02 练 光的干涉、衍射和偏振 电磁波
知识目标 知识点
目标一 光的干涉现象
目标二 光的衍射和偏振现象
目标三 电磁振荡 电磁波
1． 在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示。下列说法正确的是
( )
A. 当体温超过37.3°C时人体才辐射红外线
B. 当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线
C. 红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的
D. 红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的
2．随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内
能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力，
“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波( )
A. 光子能量更大 B. 衍射更明显 C. 传播速度更大 D. 波长更长
3．以下说法中正确的是
A. 雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象
B. 根据相对论可知空间和时间与运动无关
C. 在受迫振动中，驱动力的频率一定等于物体的固有频率
D. 多普勒效应实质上是由于波源和观察者之间有相对运动而使波的频率发生了变化
4．用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域
薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是( )A. B.
C. D.
5．以下说法正确的是( )
A. 光的偏振现象说明光是纵波
B. 只要电荷运动就能产生电磁波
C. 地面上静止的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小
D. 当波遇到障碍物时，不一定会发生衍射
6．利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量。其原理是：偏振光通过糖
的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度θ，这一角度称
为“旋光角”，θ的值与糖溶液的浓度有关。将θ的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的
含糖量了。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测
样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是( )
①到达O处光的强度会明显减弱
②到达O处光的强度不会明显减弱
③将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片B转过的角度等于θ
④将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片A转过的角度等于θ
A. ①③ B. ①④ C. ①③④ D. ②③④1．以下说法中正确的是( )
A. 加热食物时可通过微波炉的玻璃窗仔细观察食物的生熟
B. 使用微波炉时不能使用金属容器盛放食物放入炉内加热
C. 电子设备不论是否使用，都向外辐射电磁波
D. 由于电磁辐射会影响人的健康，因此人们不应使用微波炉、电磁炉等家用电器
2．以下说法中正确的是( )
A. 同一束光，在光疏介质中的传播速度较小
B. 通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的色散现象
C. 当红光和蓝光以相同入射角从玻璃射入空气时，若蓝光刚好能发生全反射，则红光也一定能发
生全反射
D. 光的偏振现象说明光是横波
3．在“利用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验装置按如图所示安装在光具座上，
单缝a保持竖直方向，并选用缝间距为d的双缝b，并使单缝与双缝保持平行，调节实验装置使光屏
上出现清晰干涉条纹。下列说法正确的是( )
A. 若取下滤光片，光屏上将只见到白光，看不到干涉条纹
B. 若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小
C. 若将双缝间的距离d増大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大
a
D. 若测得5个亮条纹中心间的距离为a，则相邻两条亮条纹间距△x=
4
4．如图所示，在双缝干涉实验中，S 和S 为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S 和S 距离之差
1 2 1 2
为2.1×10-6m，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？(1)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7m；
(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为
37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8)；
(3)若用A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象．
5．用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0．25mm，在距离双缝为1．2m处的光
屏上，测得5条亮纹间的距离为7．5mm．
(1)求这种单色光的波长．
(2)若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为1．3，则增透膜的厚度应取
多少⋅1．北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围
宽(从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV)、
光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。
速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加
速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射
的总能量约为104eV。下列说法正确的是( )
A. 同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B. 用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C. 蛋白质分子的线度约为10-8m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D. 尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
2．激光陀螺仪是很多现代导航仪器中的关键部件，广泛应用于民航飞机等交通工具。激光陀螺仪
的基本元件是环形激光器，其原理结构比较复杂，我们简化为如图所示模型：由激光器发出的A、
B两束激光，经完全对称的两个通道(图中未画出)在光电探测器处相遇，产生干涉条纹。如果整个
装置本身具有绕垂直纸面的对称轴转动的角速度，那么沿两个通道的光的路程差就会发生变化，同
时光电探测器能检测出干涉条纹的变化，根据此变化就可以测出整个装置的旋转角速度。某次测试，
整个装置从静止开始，绕垂直纸面的对称轴，顺时针方向逐渐加速旋转，最后转速稳定，这个过程
中光电探测器的中央位置C处检测出光强经过了强-弱-强-弱-强的变化过程。根据上述材料，结
合所学知识，判断下列说法正确的是( )
A. A束激光的频率大于B束激光的频率
B. 整个装置加速转动过程中，A束激光到达光电探测器的路程逐渐变大
C. 整个装置加速转动过程中，C处始终没有出现干涉明条纹
D. 整个装置加速转动过程中，两束激光的路程差变化了2个波长
3．关于下列光学现象，正确的说法是( )
A. 水中蓝光的传播速度比红光快
B. 光从空气射入玻璃时可能发生全反射
C. 在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D. 分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距较窄误。
4．1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年，洛埃德利用单面镜同样得到了
杨氏干涉的结果(称洛埃德镜实验)．
(1)洛埃德镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜．试用平面镜成像作图法画
出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域．
(2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为λ，在光屏上形成干
涉条纹．写出相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距离Δx的表达式．
5．如图所示为某型号光的双缝干涉演示仪结构简图，玻璃砖的横截面为等腰直角三角形ABC，
∠A=90°，光源发出频率f =4.8×1014Hz的激光束。使激光束垂直AB面射入玻璃砖，在BC面发
生全反射，从AC面射出后，经过单缝和双缝，最后在光屏上呈现出干涉图样。已知玻璃砖的直角
边长x=0.03m，双缝间距d=0.1mm，双缝离光屏的距离L=1.2m，光在真空中的传播速度为
c=3.0×108m/s。求：
(1)玻璃砖折射率的最小值和此折射率下光线在玻璃砖中传播的时间；
(2)光屏上相邻亮条纹间的距离；
(3)若仅将单缝的位置稍微下移，中央亮条纹在光屏上的位置将上移、下移还是不变？(不必回答理
由)6．如图，一束截面为圆形(半径为R)的平行白光垂直射向一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上
形成一个圆形彩色亮区。已知玻璃半球的半径为R，屏幕S至球心的距离为D(D足够远)，不考虑
光的干涉和衍射，求：
①在屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？简述原因；
②若玻璃半球对最外侧色光的折射率为n，求圆形亮区的最大半径。
