Question

[物理--選修3-4]
（1）下列所示的圖片、示意圖或?qū)嶒?yàn)裝置圖都來(lái)源于課本，則下列判斷準(zhǔn)確無(wú)誤的是

 

A．甲圖是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑”
B．乙圖是薄膜干涉的應(yīng)用，用來(lái)檢測(cè)平面的平整程度
C．丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S₁、S₂的路程差是光的半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，則P是亮紋
D．丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)豎直干涉條紋
（2）如戊圖為一半球形玻璃磚的一個(gè)截面，其半徑為R．玻璃磚的折射率為n=

3

，光線Ⅰ從頂點(diǎn)A直射向球心，光線Ⅱ的入射點(diǎn)為B，∠AOB=60°，試畫(huà)出兩束光線的光路圖（只畫(huà)折射光線），并求這兩束光線經(jīng)CD面出射后的交點(diǎn)到球心O的距離．

Answer 1

分析：（1）甲圖是小孔衍射的圖樣，不是“泊松亮斑”．乙圖是薄膜干涉的應(yīng)用，用來(lái)檢測(cè)平面的平整程度．丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S₁、S₂的路程差是光的半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，則P是亮紋．丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)水平干涉條紋．
（2）畫(huà)出光路圖，由n=

sini

sinr

求出折射角，由幾何知識(shí)求出光線Ⅱ射到CD面上入射角，由折射定律求出折射角．光線Ⅰ經(jīng)過(guò)玻璃磚后方向不變，再由幾何知識(shí)求出這兩束光線經(jīng)CD面出射后的交點(diǎn)到球心O的距離．

解答：解：（1）A、甲圖是小孔衍射的圖樣，而“泊松亮斑”是圓板衍射．故不是“泊松亮斑”．故A錯(cuò)誤．
B、乙圖是薄膜干涉的應(yīng)用，用來(lái)檢測(cè)平面的平整程度．故B正確．
C丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S₁、S₂的路程差是光的半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，兩列光波的波峰與波峰或波谷與波谷在P點(diǎn)相遇，振動(dòng)加強(qiáng)，P處形成亮紋．故C正確．
D、丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)水平干涉條紋．故D錯(cuò)誤．
故選BC
（2）畫(huà)出光路圖如圖．光線由Ⅰ經(jīng)過(guò)玻璃磚后方向不變．
光線Ⅱ在圓弧面上入射角為i₁=60°，由n=

sini

sinr

得sinr₁=

sini1

n

得 r₁=30°
光線Ⅱ射到CD面上入射角，i₂=30°，根據(jù)光路可逆性可知，折射角r₂=60°
由幾何知識(shí)得：OE=

1 2 R

cos30°

=

3

3

R
求出這兩束光線經(jīng)CD面出射后的交點(diǎn)到球心O的距離OF=OEtan30°=

R

3

．
故答案為：（1）BC；
（2）這兩束光線經(jīng)CD面出射后的交點(diǎn)到球心O的距離為

R

3

．

點(diǎn)評(píng)：第1題是常見(jiàn)的光現(xiàn)象及其應(yīng)用，可結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加強(qiáng)記憶．第2題是幾何光學(xué)問(wèn)題，畫(huà)光路圖是基礎(chǔ)，幾何知識(shí)的運(yùn)用是關(guān)鍵．