100光的衍射 光的电磁说

光的衍射光的电磁说高考试题（2005年•广东）关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是电磁波是横波电磁波的传播需要介质电磁波能产生干涉和衍射现象电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直提示：电磁场由近及远的传播形成电磁波，电磁波在传播过程中，电场、磁场以及传播方向三者相互垂直，电磁波是一种波，它具有波的一切特征，它能发生反射、折射、干涉、衍射等现象，电磁波在真空中的速度最大，它的传播不需要介质.（2004年•上海春招理综）太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星，而且会破坏臭氧层.臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中波长较短的可见光 B.波长较长的可见光C.波长较短的紫外线 D.波长较长的红外线TOC\o"1-5"\h\z（2000年•全国卷）图为X射线管的结构示意图，E为灯丝 /—、电源，要使射线管发出X射线，须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压 I高压电源正极应接在P点，X射线从K极发出七 V—/高压电源正极应接在P点，X射线从A极发出 -'高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出 *g 1高压电源正极应接在Q点，X射线从A极发出提示：X射线是从阴极射出的电子经加速电场加速后打在对阴极上，从对阴极上发出的.故应是从A极发出X射线，且K极为阴极，A极为对阴极，即P应接高压电源的负极，Q应接正极，电源E是对阴极加热的，其极性不限.故正确选项为D.（2000年•上海）如图所示为单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上.可观察到的图象是HIMSBfilHHIIIIIHIMSBfilHHIIIIIA. B. C. D.（1995年•全国）在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝，观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝），可以看到黑白相间的直条纹 B.黑白相间的弧形条纹C.彩色的直条纹 D.彩色的弧形条纹（2005年•上海）部分电磁波的大致波长范围如图所示，若要利用缝宽与手指宽度相当的缝获得明显的衍射现象，可选用 波段的电磁波，其原因波长30nm0.4〃m0. 0.3™n紫外线可见光红外线微波【答案】微波；要产生明显的衍射现象，波长应与缝的尺寸相近.提示：从电磁波谱可以看出，只有微波的波长和手指宽度相当.(2001年•上海)A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象，其中图A是光的(填干涉或衍射)图象.由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径(填大于或小于)图B所对应的圆孔的孔径.【答案】衍射，小于(2000年•上海)阅读下面资料并回答问题:自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射.热辐射具有如下特点：①辐射的能量中包含各种波长的电磁波；②物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同.处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变.若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能百分之百地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体.单位时间从黑体单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即P0=XT4，其中常量人=5.67x10-8W/m2K4.在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体.有关数据及数学公式：太阳半径RS=696000km，太阳表面温度T=5770K，火星半径r=3395km.球面积S=4nR2，其中R为球半径.太阳辐射能量的绝大多数集中在波长2X10-7〜1X10-5m范围内，求相应的频率范围.每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积n2(,是火星半径)的圆盘上.已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其他天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度.【答案】(1)3X10】3Hz〜1.5X1015Hz；(2)1.38X1030J；(3)204Kc 108 一解析：(1)由V=-得V1=3.00X项X10-7HZ=1.5X1015Hz108仁 “V2=3.00X〒X10-5Hz=3X1013Hz所以辐射频率范围是3x1013Hz〜1.5x1015Hz(2)每小时从太阳表面辐射的总能量为E=4说R2T4ts代入数据得E=1.38x1030J.(3)设火星表面温度为T，太阳到火星的距离为』，火星单位时间内吸收来的太阳的冗r2辐射能量为P=4兀R28T4 ,d=400R入s 4兀d2 s“n 兀8T4r2所以P= 入(400)2火星单位时间内向外辐射电磁波能量为P出=4说r2T'4,火星处于平衡状态P入=总，即疝T疝T4r2

(400)2=4kSr2T'4T解得T=^==204K.训练试题用红光进行双缝干涉实验时（缝极窄）如果用不透光的纸遮住一个缝，则屏上出现的是一片黑暗一片红光原干涉条纹形状不变，但亮度减弱不等间距的红、黑相间的条纹以下关于光现象的说法正确的是一个面光源发出的光经较大的障碍物后在屏上的影有本影和半影，这是光发生衍射的结果把两支铅笔捏紧，通过中央的细缝去观察日光灯，会看到彩色条纹，这是光发生衍射的结果白光通过单缝衍射时，偏离中央亮纹最远的是红光一束平行白光经凸透镜折射后，在其后的屏上也会看到彩色的亮环，这是光发生衍射的结果提示：A是直线传播；B是衍射；C因红光波长最长；D是色散的结果.下图所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（灰黑色部分表示亮纹）.则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是mmmummmu红黄蓝紫 B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫关于红外线的作用和来源，下列说法正确的是一切物体都在不停地辐射红外线红外线有极强的热作用和荧光效应红外线的显著作用是化学作用红外线容易穿过云雾烟尘下列各组电磁波，衍射能力由弱到强的排列顺序正确的是红外线、可见光、紫外线、Y射线Y射线、可见光、红外线、无线电波可见光、红外线、伦琴射线、Y射线伦琴射线、紫外线、可见光、红外线某研究性学习小组用激光束照射圆弧和不透明圆板后，分别得到如图所示甲、乙所示的衍射图样.据此可以判断出甲 乙甲是光线射到圆孔后的衍射图样，乙是光线射到圆板后的衍射图样乙是光线射到圆孔后的衍射图样，甲是光线射到圆板后的衍射图样甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样，甲孔的直径较大甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样，乙板的直径较大气象卫星向地面发送的云图，则由卫星上红外线感应器接收云层发出的红外线而形成的图像，云图上的黑白程度由云层的温度高低决定，这是利用了红外线的不可见性 B.穿透性热效应 D.化学效应用遥控器调换电视机频道的过程度，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.下列属于这类传感器的是红外报警装置走廊照明灯的声控开关仁自动洗衣机中的压力传感装置电饭煲中控制加热和保温的温控器在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥重要作用，蛇是鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的，假设老鼠的体温约37r，它发出的最强的热辐射的波长为4〃，根据热辐射理论:乃广2.90X10-3m・K（1）老鼠发出最强的热辐射的波长为 " "A.7.8X10-5m B.9.4X10-6m1.16X10-4m D.9.7X10-8m（2） 老鼠发出最强的热辐射属于A.可见波段 B.紫外波段红外波段 D.X射线波段有一种电磁波入射到带有直径为半米圆孔的金属板上，还能够发生明显的衍射现象，由此判断，它属于电磁波谱中的A. 射线 B.可见光 C.无线电波 D.紫外线地球的大气层中，基本不变的成分为氧、氮、氢等，占大气总量的99.96%，可变气体成分主要有二氧化碳（CO2）、水气和臭氧等，这些气体的含量很少，但对大气物理状况影响却很大.据研究：人类大量燃烧矿物燃料放出大量CO2,使大气中CO2浓度不断增大，是导致“温室效应”的主要原因.即：使大气平均温度上升，从而导致一系列生态环境问题.由此可判断：CO2比大气中氧、氮、氩等基本不变的气体成分对可见光的吸收作用强对无线电波的吸收作用强对紫外线的吸收作用强对红外线的吸收作用强

家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，主要有磁控管、波导管、微波加热器、炉门、变压器、镇流系统、冷却系统、控制系统、外壳等组成.接通电路后，220V交流电经变压器变压，一方面在次级产生3.4V低压交流电对磁控管加热，同时在另一次级产生2000V高压电，经镇流加在磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生2450MHz的微波.微波输送至金属制成的加热器(炉腔)，被来回反射，微波的电磁作用使食物内的极性分子高频的振动而使食物加快受热，并能最大限度地保存食物中的维生素.下列说法中正确的是微波是振荡电路中自由电子的振动而产生的微波是原子外层电子受到激发而产生的微波炉变压器的高压变压比是11:100微波输出功率为700W的磁控管每秒可产生的光子数约为4.3X1026个•(已知普朗克常量h=6.63X10-34J・s)太阳光中包含的某种紫外线的频率为v1，VCD影碟机中读取光盘数字信号的红色激光的频率为v2，人体透视使用的X光的频率为v3，则下列结论正确的是这三种频率的大小关系是V]<v2<v3紫外线是原子的内层电子受激发产生的红色激光是原子的外层电子受激发产生的X光是原子核受激发产生的德国科学家伦琴由于发现X射线而获得1901年的诺贝尔奖.下图是产生X射线的装置一X射线管，其灯丝K加热后发射出的电子，经高电压加速后，打到重金属阳极A上，发出X射线.一种X射线是由高速电子与靶原子碰撞时骤然减速产生的辐射，高速电子骤然减速时把它的动能的一部分或全部，以光子的形式辐射出去，即X射线.在图中的X射线管上标出，加速电压的正负极.如果要产生波长为6.0x10-2nm(1nm=1.0x10-9m)的X射线，加速电压至少应是多少？(结果要求2位有效数字.普朗克常量 h=6.63x10-34j.s，真空中的光速c=3.00x108m/s)【答案】(1)K接负极A接正极