2017学年高二物理人教版选修3-4练习：13.7-13.8-光的颜色-色散-激光

7光的颜色色散8激光A组(15分钟)1.关于激光与自然光,下列说法正确的是()A.激光的频率单一,而自然光是含有各种色光频率的光,所以激光的相干性好B.自然光是由物质的原子发射出来的,而激光是人工产生的,所以激光不是由物质的原子发射出来的C.激光和自然光都具有相同的本质,它们都是由原子的跃迁产生的D.相干性好是激光与普通光的根本区别解析:光都是由物质的原子中发射出来的,激光的频率单一,相干性很好,自然光中含有各种频率的光,A、C、D正确,B错误。答案:ACD2.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.观察肥皂液薄膜的干涉现象时,观察者应和光源在薄膜的同一侧解析: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,但也能发生干涉现象,这时某些颜色的光因干涉而减弱,另一些颜色的光因干涉而加强,减弱的光透过薄膜,加强的光被反射回来,所以这时看到薄膜的颜色是振动加强的光的颜色,但不会形成干涉条纹。由上述分析可知,选项A、B、C错误,D正确。答案:D3.根据激光亮度高、能量集中的特点,在医学上可以利用激光()A.杀菌消毒B.切除肿瘤C.透视人体D.“焊接”剥落的视网膜解析:利用激光亮度高、能量集中的特点可以在医学上“焊接”剥落的视网膜,当作“光刀”切除肿瘤。答案:BD4.将激光束的宽度聚焦到纳米级(10-9 m)范围内,可修复人体已损坏的器官,可对DNA分子进行超微型基因修复,把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病彻底根除,以上功能是利用了激光的()A.单色性好B.平行度好C.粒子性D.高能量解析:激光的平行度好,故可聚焦到很小的范围;激光的亮度高、能量大,故可修复器官。答案:BD5.如图所示,一束白光从左侧射入肥皂液薄膜,下列说法正确的是()A.人从右侧向左看,可以看到彩色条纹B.人从左侧向右看,可以看到彩色条纹C.彩色条纹是水平的D.彩色条纹是竖直的解析:一束白光射到薄膜上,经前后两个界面反射回来的光相遇,产生干涉现象,我们由左侧向右看可看到彩色条纹。又由于薄膜同一水平线上的厚度相同,所以彩色条纹是水平的。答案:BC6.虹是由阳光射入雨滴(视为球形)时,经一次反射和两次折射而产生色散形成的。现有白光束L由图示方向射入雨滴,a、b是经反射和折射后的其中两条出射光线,如图。下列说法正确的是()A.光线b在雨滴中传播时的波长较长B.光线b在雨滴中的折射率较大C.若分别让a、b两色光通过同一双缝装置,则b光形成的干涉条纹的间距较大D.光线b在雨滴中的传播速度较大解析:由题图可知,发生第一次折射时,光线b的折射角rb大于光线a的折射角ra,由n=sinisinr知,nanb,由v=cn知,vbva,选项B错误,D正确;由于nanb,则频率fafb,ab,由x=ld知,xa2蓝,又因为红光的折射率为1.5,所以sin 2红23,即2红45,22红sin 22蓝,所以t1xb解析:根据色散形成的光谱,可知fafb,anb,根据n=cv,所以vavb,故选项A错误;sin C=1n,所以b光的临界角大,a光更容易发生全反射,故选项C错误;根据x=ld可知,xaxb,故选项D错误。答案:B3.实验表明,可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长的变化符合科西经验公式:n=A+B2+C4,其中A、B、C是正的常量。太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示,则()A.屏上d处是紫光B.屏上d处是红光C.屏上c处是紫光D.屏上a处是红光解析:由公式可知,光的波长越长,折射率越小。而在太阳光的可见光范围内,从红光到紫光的波长越来越短,即折射率越来越大,所以a处是红光,d处是紫光,故选项A、D正确,选项B、C错误。答案:AD4.导学号如图所示,截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中,宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边AB,在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边的光屏,屏的距离远近可调,在屏上出现紫、红两条光带,可能是()A.紫色光带在上,红色光带在下,紫色光带较宽B.紫色光带在下,红色光带在上,紫色光带较宽C.红色光带在上,紫色光带在下,红色光带较宽D.红色光带在下,紫色光带在上,红色光带较宽解析:由于玻璃对紫光的折射率大于对红光的折射率,故紫光和红光经过棱镜后光路如图所示。在光屏由近及远移动过程中,可能是红色光带在上,紫色光带在下,也可能是红色光带在下,紫色光带在上,但红色光带始终较宽,故选项C、D对,选项A、B错。答案:CD5.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减少紫外线对眼睛伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为=8.11014 Hz。(1)以下有关薄膜干涉的说法正确的是。A.薄膜干涉说明光具有波动性B.如果薄膜的厚度不同,产生的干涉条纹一定不平行C.干涉条纹一定是彩色的D.利用薄膜干涉也可以“增透”(2)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是。(3)这种“增反膜”的厚度至少是多少?解析:(1)干涉和衍射都证明光具有波动性,如果薄膜厚度均匀变化,则干涉条纹一定平行,白光的干涉条纹为彩色条纹,单色光的干涉条纹则为该色光颜色,当膜的厚度为14波长时,两反射光叠加后减弱则会“增透”,选项A、D正确,B、C错误。(2)为了减少进入眼睛的紫外线,应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强,从而使透射的紫外线减弱。(3)路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长的整数倍,即2d=N(N=1,2,),因此,膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12,紫外线在真空中的波长=c=3.710-7 m。在膜中的波长=n=2.4710-7m,故膜的厚度至少是1.2310-7m。答案:(1)AD(2)见解析(3)1.2310-7m6.导学号单色细光束射到折射率n=2的透明球表面,光束在过球心的平面内,入射角i=45,经折射进入球内后又经内表面反射一次,再经球表面折射后射出的光线,如图所示。(图上已画出入射光线和出射光线)。(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向;(2)求入射光线与出射光线之间的夹角为;(3)如果入射的是一束白光,透明球的色散情况与玻璃相仿,问哪种颜色光的角最大?哪种颜色光的角最小?解析:(1)如图