高中物理 5.1 光的干涉同步训练 鲁科版选修3-4

【创新设计】-高中物理5.1光的干涉同步训练鲁科版选修3-41．用两个红灯泡照射白墙，在墙上看到的是 ()．A．明暗相间的条纹 B．彩色条纹C．一片红光 D．晃动的条纹解析两灯泡不是相干光源，故现象为C.答案C2．在单色光的双缝干涉实验中 ()．A．两列光波谷和波谷重叠处出现暗条纹B．两列光波峰和波峰重叠处出现亮条纹C．从两个狭缝到达屏上某处的路程差是光波长的整数倍时，出现亮条纹D．从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时，出现暗条纹解析两列光的峰—峰相遇和谷—谷相遇都是亮条纹．从空间中一点到两光源的路程差若等于波长的整数倍，则该点出现亮条纹；若为半波长的奇数倍，则为暗条纹．答案BC图5-1-143.如图5－1－14所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷，在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C图5-1-14相叠加点．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么 ()．A．A、B、C三个位置都出现亮条纹B．B位置出现暗条纹C．C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D．以上结论都不对解析在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同的，该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某时刻它可以位于平衡位置(如图中C点)．所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置．对光波而言，该点是完全暗的．答案A4.在双缝干涉实验装置中(如图5－1－15所示)，双缝距离为d，双缝到像屏的距离为l，调整实验装置，使得屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是 ()．图图5-1-15B．若将屏向右平移一小段距离，屏上干涉条纹仍是清晰的C．若将双缝间距离d减小，像屏上两相邻明条纹间距离变小D．若将双缝间距离d增大，像屏上两相邻明条纹间距离变小解析不管屏向左、向右移少许，l≫d条件仍成立，屏上仍有满足明暗条纹的条件，A错、B对；由公式Δy＝eq\f(l,d)λ知C错、D对．图5-1-16图5-1-165.某同学利用如图5－1－16所示器材观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏，当他让一束阳光照射A时，屏C上并没有出现干涉条纹，他移走B后，C上出现一窄亮斑，分析实验失败的原因，最大的可能是 ()．A．单缝S太窄 B．单缝S太宽C．S到S1和S2距离不等 D．阳光不能作光源解析双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看做是由许多个点光源沿一条线排列组成的，这里观察不到光的干涉现象是单缝太宽，得不到线光源．答案B6．劈间干涉是一种薄膜干涉，其装置如图5－1－17甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图5－1－17乙所示，干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹 ()．图5－1－17A．变疏 B．变密C．不变 D．消失解析当光垂直入射到劈形空气薄膜后，是空气薄膜的上、下两个表面的反射光相遇叠加，干涉的条件是两束光的路程差要符合一定的条件才能产生干涉现象．从装置中抽出一张纸片，光干涉的条件不变，即形成明暗条纹时空气膜的厚度不变，相同水平距离上，劈间厚度变化减小，导致波程差变化减小，条纹变宽，条纹数量变小．即A正确．答案A知识点二用双缝干涉实验测光的波长7．在用双缝干涉测光的波长实验中，为使光屏上相邻的条纹间距增大些，可采取的措施是()．A．换用缝距大些的双缝片 B．换用缝距小些的双缝片C．适当调大双缝与屏的距离 D．适当调小双缝与屏的距离解析根据相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距表达式Δy＝eq\f(l,d)λ可知，减小d值或增大l值都能达到增大条纹间距的目的．答案BC8．用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A．白炽灯，B.单缝，C.光屏，D.双缝，E.滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)．(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A________(A已写好)．(2)正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，用测量头测出10条红亮条纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有________大于________．解析双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为光源、滤光片、单缝、双缝、光屏．由Δy＝eq\f(l,d)λ知，波长越长，条纹越宽，间距越大，或由干涉条纹的特征均可得出a一定大于b.答案(1)EBDC(2)ab图5-1-189．(·江苏高考)如图5－1－18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图5-1-18改用波长为6.30×10－7m解析P点距离两缝的距离之差是波长的1.5倍，是半波长的奇数倍，所以出现暗条纹．由于条纹间距公式Δy＝eq\f(λl,d)(d为两条狭缝间的距离，l为挡板与屏间距离)得波长变长，条纹间距变宽．答案暗条纹变宽10．(1)备有下列仪器：A．白炽灯B．双缝C．单缝D．滤光片E．白色光屏把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：________(填写字母代号)．(2)已知双缝到光屏之间的距离L＝500mm，双缝之间的距离d＝0.50mm，单缝到双缝之间的距离s＝100mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图5－1－19所示．则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．图5－1－19(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________．A．改用波长较长的光(如红光)作为入射光B．增大双缝到屏的距离C．增大双缝到单缝的距离D．增大双缝间距解析(1)课本知识，需熟练掌握基础知识．(2)游标卡尺读数精确度为0.1mm，A位置主尺读数为11mm，游标尺读数为1，读数为y1＝11mm＋1×0.1mm＝11.1mm，同理B位置读数为y2＝15.6mm，则条纹间距Δy＝eq\f(x2－x1,7)＝0.64mm.利用λ＝eq\f(d,L)Δy＝6.4×10－7m.(3)由Δy＝eq\f(L,d)λ可知，要增大条纹间距，可用波长更长的入射光或增大双缝到屏的距离，故选项A、B正确．答案(1)ADCBE(2)6.4×10－7(3)AB11．分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，已知λ红＞λ紫，在屏上得到相邻亮条纹间的距离分别为Δy1和Δy2，则 ()．A．Δy1＜Δy2B．Δy1＞Δy2C．若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δy增大D．若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δy不变解析由Δy＝eq\f(l,d)λ，λ红＞λ紫，得Δy红＞Δy紫，选项B正确．当双缝间距d减小，其他条件不变时，条纹间距Δy应增大，故选项C正确．答案BC12．在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5mm，测得双缝到光屏的距离为1.0m，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5mm.则：(1)此红光的频率为多少？它在真空中的波长为多少？(2)假如把整个装置放入折射率为eq\f(4,3)的水中，这时屏上相邻明条纹的间距为多少？解析(1)相邻两条暗条纹间的距离，Δy＝eq\f(7.5×10－3,5)m＝1.5×10－3m，根据λ＝eq\f(d,L)Δy得λ＝eq\f(0.5×10－3,1.0)×1.5×10－3m＝7.5×10－7m由f＝eq\f(c,λ)得此光的频率f＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3.0×108,0.75×10－6