12.4 光的波动性 电磁波 相对论图12－4－11．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图12－4－23．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 C4．如图12－4－3为某一报告厅主席台的平面图，AB是讲台，S1、S25\n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340m/s，若报告人声音的频率为136Hz，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＝136Hz的声波的波长是λ＝＝2.5m．①式中v＝340m/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，－＝20m－15m＝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 45．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5\n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 B6．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 D7．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 C8．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 D9．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一5\nB．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 AC10．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光的干涉条纹间距图12－4－5B．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sinC＝，可知D选项正确．5\n答案 AD图12－4－612．(1)如图12－4－6所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m．则在这里出现的应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”)．现改用波长为6.30×10－7m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＝2dtanr解得d＝l答案 (1)暗条纹 变宽 (2)l.5
