干涉是波特有的现象,实验室和自然界中光的干涉现象都证明了光具有波动性。
(1)如图1所示为杨氏双缝干涉实验的原理示意图(俯视),其中双缝S1和S2的间距为d,双缝到光屏的距离为L(L≫d),实验中所用单色光的波长为λ。O为屏幕中心,且正对S1和S2连线的中央,即S1O-S2O=0,在这点,两列波叠加后相互加强,因此屏幕中心为干涉图样的亮条纹,称为“零级”亮条纹。请根据相关知识推导“一级”亮条纹(来自S1和S2的光波的路程差正好等于波长)距离中心O的距离x=?

(2)蓝闪蝶是一种珍稀的蝴蝶,其翅膀在阳光照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒。这是因为它翅膀上的鳞片是多层立体的栅栏式结构,能使光发生干涉、衍射和散射,从而产生绚丽的色彩。
a.电子显微镜下蓝闪蝶鳞片结构的简化示意如图2所示,鳞片之间为空气层。假设一束光以入射角i入射到上层鳞片的上表面,光在上层鳞片上表面发生折射和反射的光路已在图2中画出,请在此基础上画出光入射到上层鳞片下表面发生反射和折射,之后继续传播的光路图(进入下层鳞片继续传播的光路不需画出)。
b.请在对蓝闪蝶鳞片结构的简化模型的基础上分析并解释蓝闪蝶在阳光照耀下呈现出蓝色光芒的现象。(已知鳞片的厚度在几十至几百纳米,可见光的波长范围是400~760nm)
【考点】用双缝干涉测量光的波长;光的双缝干涉图样.
【答案】(1)亮条纹(来自S1和S2的光波的路程差正好等于波长)距离中心O的距离x=,推导过程见解析;
(2)a.见解析;b.见解析。
L
d
λ
(2)a.见解析;b.见解析。
【解答】
【点评】
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发布:2024/7/4 8:0:9组卷:93引用:2难度:0.5
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1.某同学在实验室找到了一台陈旧的激光器,铭牌已模糊不清,为了测出该激光器发出光的波长,他在实验室中进行了以下操作:
a;将双缝放置在距墙面恰好是5块完整地面砖的位置;
b.用激光器照射双缝,在墙面上得到了如图所示的清晰的干涉条纹。
(1)图中第五条亮条纹中心位置的读数为 cm,相邻两干涉条纹间距Δx=cm;
(2)已知所用双缝的宽度d=0.10mm,实验室的地面由“80cmx80cm”地面砖铺成,则该激光器发出光的波长为 m(结果保留2位有效数字)。发布:2024/12/29 18:0:2组卷:69引用:3难度:0.4 -
2.某同学在用双缝干涉测量光的波长的实验中,已知两缝间的间距为0.4mm,以某种单色光照射双缝时,在离双缝0.5m远的屏上,用测量头测量条纹间的宽度:先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第0条亮纹,此时分划板上的游标卡尺读数如图甲所示;然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,此时分划板上的游标卡尺读数如图乙所示。
(1)分划板在图甲、乙位置时游标卡尺读数分别为x甲=mm,x乙=mm。
(2)该单色光的波长λ=m(结果保留2位有效数字)。
(3)若增大双缝的间距,其他条件保持不变,则得到的干涉条纹间距将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)若改用频率较高的单色光照射,其他条件保持不变,则得到的干涉条纹间距将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。发布:2024/12/29 19:30:1组卷:12引用:2难度:0.7 -
3.如图是研究光的双缝干涉实验示意图。挡板上有两条狭缝S1、S2,由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光的波长为λ,屏上的P0点到双缝S1和S2的距离相等,如果把P0处的亮条纹记作第0号亮纹,由P0向上数,与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹,与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹,则P1处的亮纹恰好是10号亮纹。设直线S1P1的长度为y1,S2P1的长度为y2,则y2-y1等于( )
发布:2024/12/29 19:0:2组卷:40引用:3难度:0.7