《增透膜》增透膜

1单选题

为了增强透射光的强度，照相机的镜头一般都涂上增透膜，这种镀膜技术的物理学依据是（　　）

光的直线传播

光具有粒子性

光能发生干涉

光能发生衍射

题目答案

答案解析

分析：

当光照射时膜的两表面产生频率相同的反射光，从而出现光的抵消，最终实现增加透射性．

解答：

解：光照射在薄膜两表面上被反射回去，在叠加处由于光程差使得两束反射光出现振动减弱，导致相互抵消．从而增强光的透射能力．这是依据光的干涉现象．

故选：选项3-

点评：

光的透射能力是由薄膜的厚度决定，当厚度正好使得两反射光的光程差等于半个波长，出现振动减弱的现象．此时光的透射性最强．

2单选题

登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率n=1.5，所要消除的紫外线的频率ν=8.1×10_ Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是（　　）

9.25×10_ m

1.85×10_ m

1.23×10_ m

6.18×10_ m

题目答案

答案解析

分析：

为了减少进入眼睛的紫外线，要使入射光分别从该膜的前后两表面的反射光的叠加后加强以加强光的反射，结合波长、频率和波速的关系：v=λf求解．

解答：

解：为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d=Nλ′(N=1，2，…)．因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的$\frac {1}{2}$．紫外线在真空中的波长是λ=$\frac {c}{v}$=3.7×10_ m，

在膜中的波长是λ′=$\frac {λ}{n}$=2.47×10_ m，故膜的厚度至少是1.23×10_ m，故C正确，ABD错误．

故选：C．

点评：

本题题型新颖，考查了光的干涉，是典型的物理知识与生活实际相联系的题目，关键理解干涉的原理，明确反射光的光程差是光的波长的整数倍时振动加强．

3单选题

在光学仪器中，为了减少在光学元件(透镜、棱镜等)表面上的反射损失，可在光学元件表面涂上一层增透膜，利用薄膜的相消干涉来减少反射光，如果照相机镜头所镀薄膜对绿光的折射率为n，厚度为d，它能使绿光在垂直入射时反射光完全抵消，那么绿光在真空中波长λ为（　　）

$\frac {d}{4}$

$\frac {nd}{4}$

4nd

题目答案

答案解析

分析：

当光照射时膜的两表面产生频率相同的反射光，从而出现光的抵消，最终实现增加透射性．

解答：

解：本题考查薄膜干涉．设绿光在膜中的波长为λ，薄膜能使绿光在垂直入射时反射光完全抵消，则

由d=$\frac {1}{4}$λ，得λ=4d

则绿光在真空中的波长为：λ_0=nλ=4nd．

故选：D．

点评：

光的透射能力是由薄膜的厚度决定，当厚度正好使得两反射光的光程差等于半个波长，出现振动减弱的现象．此时光的透射性最强．

4单选题

在研究A物体材料的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法．A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个两面平行的玻璃板B，B与A的上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气薄膜．现用波长为λ的单色光垂直照射玻璃板B，同时给A缓慢加热，在B的上方观察到B板的亮度发生周期性变化．当温度为t$_1$时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t$_2$时，亮度再一次增到最亮，则(　　)

出现最亮时，B上表面反射光与B下表面反射光叠加后加强

出现最暗时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强

温度从t$_1$升至t$_2$过程中，A的高度增加$\frac {λ}{4}$

温度从t$_1$升至t$_2$过程中，A的高度增加$\frac {λ}{2}$

题目答案

答案解析

分析：

该问题属于薄膜干涉，当路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍，出现明条纹，当路程差等于半波长的奇数倍，出现暗条纹．

解答：

解：A、出现最亮时，是B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉，叠加后加强．故A、B错误．

C、温度从t$_1$升到t$_2$的过程中，亮度由最亮又变到最亮，当路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍，出现明条纹，知路程差减小λ，则A的高度增加$\frac {λ}{2}$．故C错误，D正确．

故选：D．

点评：

解决本题的关键掌握薄膜干涉的原理，知道当路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍，出现明条纹，当路程差等于半波长的奇数倍，出现暗条纹．

5多选题

(多选)对增透膜的叙述，正确的是（　　）

增透膜是为了增加光的透射，减小反射

增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的$\frac {1}{4}$

增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的$\frac {1}{4}$

摄象机的镜头上涂一层增透模后，可提高成像质量

题目答案

ABD

答案解析

分析：

增透膜增透了人视觉最为敏感的绿光，薄膜的厚度为绿光在增透膜中波长的$\frac {1}{4}$时，从薄膜前后表面的反射光相互抵消．

解答：

解：A、增透膜是通过光的干涉，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，使光学系统成像更清晰，故A正确；

B、在选择增透膜时，一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消，这时光谱中其它频率的光将大部分抵消，因此，进入镜头的光有很多，但以抵消绿光为主，这样照相的效果更好．对于增透膜，有约1.3%的光能量会被反射，再加之对于其它波长的光，给定膜层的厚度是这些光在薄膜中的波长的$\frac {1}{4}$倍，从薄膜前后表面的反射绿光相互抵消，镜头呈淡紫色，故B正确，C错误，

D、若镜头上涂一层增透模后，增强透射能力，则可提高成像质量，故D正确．

故选：ABD．

点评：

本题考查了照相机镜头涂增透膜的原理，是现代光学原理在生活中的应用，注意增透膜的厚度应该是光在膜中的波长的$\frac {1}{4}$，同时理解增透的原理．

6单选题

高级照相机的镜头上有一层增透膜，看上去呈淡紫色．这是因为（　　）

增透膜明显地增强了红光的透射能力

增透膜明显地增强了紫光的透射能力

增透膜明显地增强了绿光的透射能力

增透膜明显地增强了红光和紫光的反射能力

题目答案

答案解析

分析：

涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，是因为增透膜对淡紫色光的透射较少，有一部分反射光．

解答：

解：光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度．由于增透膜的厚度等于绿光在增透膜中波长的$\frac {1}{4}$，所以绿光的反射光明显减弱，从而明显地增强了绿光的透射能力，故ABD错误，C正确．

故选：C．

点评：

解决本题的关键知道光现象产生原因及实际应用的原理．

7单选题

登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n，光速为c．该紫外线的频率f，那么它设计的这种“增反膜”的厚度为（　　）

$\frac {c}{2f}$

$\frac {c}{4f}$

$\frac {c}{4nf}$

$\frac {c}{2nf}$

题目答案

答案解析

分析：

为了减少进入眼睛的紫外线，要使入射光分别从该膜的前后两表面的反射光的叠加后加强以加强光的反射，结合波长、频率和波速的关系：v=λf求解．

解答：

解：为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射光分别从该膜的前后两表面的反射光的叠加后加强以加强光的反射，因此光程差应该是光的波长的整数倍，

即：△x=mλ(m=1，2，3，…)

而△x=2d

由波长、频率和波速的关系：v=λf

在膜中光的波长为：λ′=$\frac {λ}{n}$

联立得：d=m$\frac {c}{2nf}$

所以当m=1时，膜的厚度最小，即d=$\frac {c}{2nf}$，故ABC错误，D正确；

故选：D．

点评：

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