第5节 光的衍射

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,这是光沿直线传播造成的, $ \mathrm{A} $ 错误;把两支铅笔捏紧,透过中央的细缝去观察日光灯,会看到彩色条纹,这是光的衍射现象, $ \mathrm{B} $ 正确;白光中红光的波长最长,则白光通过单缝发生衍射时,红光衍射现象更加明显,则偏离中央亮条纹最远的是红光, $ \mathrm{C} $ 正确;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,这是由光发生折射产生的, $ \mathrm{D} $ 错误.

题图甲是薄膜干涉的图样,照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜,即增透膜,光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,使从膜的前表面和后表面反射的光相互减弱,故 $ \mathrm{A} $ 正确；题图乙是圆盘衍射图样,被称为“泊松亮斑”,故 $ \mathrm{B} $ 错误；题图丙是在平静无风的海面上出现的“蜃景”,海面附近下层空气温度比上层低,密度比上层大,故海面附近的空气折射率从下到上逐渐减小,远处的景物发出的光线射向空气时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入上层空气的入射角不断增大,以致发生全反射,光线反射回下层空气,人们逆着光线看去,就会看到远方的景物悬在空中,从而产生了“蜃景”现象,可知上方是蜃景,下方是景物,故 $ \mathrm{C} $ 正确；题图丁是衍射图样,衍射条纹中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小且越暗,故 $ \mathrm{D} $ 正确.

单色光通过双缝时形成的干涉图样为等间距明暗相间的条纹，而通过单缝时的图样是中间宽、两边窄的不等距条纹，可知甲、乙为干涉图样，丙、丁为衍射图样， $ \mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{B} $ 错误；根据干涉条纹间距公式 $ \mathrm{\Delta }x=\dfrac{L}{d}\lambda $ ，由于红光的波长大于紫光的波长，可知甲为红光的干涉图样，乙为紫光的干涉图样， $ \mathrm{C} $ 正确；波长越长，单缝衍射中央亮条纹宽度越大，可知丙为红光的衍射图样，丁为紫光的衍射图样， $ \mathrm{D} $ 错误.

衍射与干涉图样的区别：前者中间是亮条纹,越向两侧条纹宽度越小,后者明暗条纹宽度相等,可知题图甲是双缝干涉条纹,题图乙是单缝衍射条纹；根据小圆孔衍射图样与泊松亮斑的区别可知,小圆孔衍射的图样中央较大的区域内是亮的,周围是明暗相间的圆环,可知题图丙是小圆孔衍射图样,题图丁是泊松亮斑,即小圆盘衍射图样,所以 $ \mathrm{C} $ 正确.

紫外线进入液体后频率不变,传播速度变慢,则波长变短,故 $ \mathrm{A} $ 正确；设传播距离为 $ L $ ,在真空中的传播时间 $ t=\dfrac{L}{c} $ ,在液体中的传播时间 $ t^\prime =\dfrac{L}{\dfrac{c}{n}}=\dfrac{1.6L}{c}=\dfrac{8}{5}t $ ,故 $ \mathrm{B} $ 错误；因紫外线进入液体后波长变短,由产生明显衍射现象的条件可知,更不容易观察到明显的衍射现象,故 $ \mathrm{C} $ 错误；紫外线在液体中的曝光波长 $ \lambda \prime =\dfrac{\lambda }{n}=\dfrac{180}{1.6}\mathrm{n}\mathrm{m}=112.5\mathrm{n}\mathrm{m} $ ,故 $ \mathrm{D} $ 正确.