2021学年第四章 光3 光的干涉精练

这是一份2021学年第四章 光3 光的干涉精练，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
十六　光 的 干 涉(25分钟　60分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．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】选C。两灯泡不是相干光源，故现象为C。2．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是(　　)A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同【解析】选A。各色光的频率不同，波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，各种颜色的条纹相间得到彩色条纹，故选A。3．在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10－7 m，如果用频率为6.0×1014 Hz的单色光照射双缝，则(　　)A．单色光的波长是2×10－7 m；P点出现暗条纹B．单色光的波长是2×10－7 m；P点出现亮条纹C．单色光的波长是5×10－7 m；P点出现暗条纹D．单色光的波长是5×10－7 m；P点出现亮条纹【解析】选C。根据光波的速度公式：c＝λf，则有：λ＝＝ m＝5×10－7 m，光的路程差跟光波长之比为：n＝＝＝1.5；即路程差为光的半个波长的奇数倍。因此，两束光在该点振动减弱，出现光的暗条纹，故C正确，A、B、D错误。4．如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图，乙图为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹，则以下说法正确的是(　　)A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短【解析】选A。根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中条纹的间距就越大，由题意可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长，因此B、C、D错，A对。5. (多选)如图是杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为中央亮纹的中心，P1为第一级亮纹的中心，若将双缝间的距离变小，其他条件不变，则(　　)A．屏上干涉条纹的间距将变小B．屏上O点仍然为中央亮条纹的中心C．屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心D．屏上P1位置可能为暗条纹的中心【解析】选B、D。干涉条纹间距Δx＝λ，d为双缝间距，d减小，Δx变大，A不正确；O点到双缝的光程差为零，所以O点始终是亮纹，B正确；P1到双缝的光程差小于一个波长，P1点有可能是暗条纹中心，故C不正确，D正确。6．(多选)用单色光做双缝干涉实验时(　　)A．屏上到双缝的路程差等于波长整数倍处出现亮条纹B．屏上到双缝的路程差等于半波长整数倍处，可能是亮条纹，也可能是暗条纹C．屏上的亮条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方D．屏上的亮条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方【解析】选A、B。在双缝干涉实验中，屏上到双缝的路程差等于波长整数倍处出现亮条纹，是振动加强处，不一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方，A选项正确，C选项错误；屏上到双缝的路程差等于半波长整数倍处，可能是半波长的奇数倍(暗条纹)，也可能是半波长的偶数倍(亮条纹)，B选项正确；两列光波的波峰与波谷相遇的地方，应是暗条纹，D选项错误。二、非选择题(本题共2小题，共24分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)7. (10分)如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m。则在这里出现的应是__________(选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”“变窄”或“不变”)。【解析】根据路程差Δx＝·3，故路程差是半波长的奇数倍，是暗条纹。改用波长为6.30×10－7 m的激光，则波长变大，条纹间距变宽。答案：暗条纹　变宽8．(14分)在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为 0.5 mm，测得双缝到光屏的距离为1.0 m，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5 mm。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的水中，这时屏上相邻亮条纹的间距为多少？【解析】(1)相邻两条暗条纹间的距离Δx＝ m＝1.5 ×10－3 m。根据λ＝Δx得λ＝×1.5×10－3 m＝7.5×10－7 m，由f＝得红光的频率f＝＝ Hz＝4.0×1014 Hz。(2)在水中红光的波长λ′＝＝5.625×10－7 m，相邻两条亮条纹间的距离为Δx′＝λ′＝×5.625×10－7 m＝1.125×10－3 m。答案：(1)4.0×1014 Hz　7.5×10－7 m(2)1.125×10－3 m(15分钟　40分)9．(7分)(多选)用红光做光的双缝干涉实验，如果将其中一缝改用蓝光，下列说法正确的是(　　)A．在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹B．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，红光和蓝光不会发生干涉现象C．频率不同的两列光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹D．两束光只能相互叠加，不能产生明暗相间的干涉条纹【解析】选B、D。频率相同、相位差恒定是产生干涉现象的条件，红光和蓝光频率不同，不能产生干涉现象，不会产生干涉条纹，A、C错误。10. (7分)如图所示，在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则(　　)A．不再产生干涉条纹B．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向下移【解析】选D。本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动S后，没有改变传到双缝的光的频率，因此S1、S2射出的仍是相干光，则单缝S发出的光到达屏上P点下方某点的光程差为零，故中央亮条纹下移，故选D。11．(7分)把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上(如图)。现用某单色光垂直于平面照射，在装置的上方向下观察，可以看到干涉条纹。下列关于两束干涉光及干涉条纹的说法中正确的是(　　)A.两束干涉光是图中a、b面反射形成的B．干涉条纹是疏密均匀的同心圆C．若换一个表面曲率半径稍大的平凸透镜，条纹变密D．若改用波长更长的单色光照射，条纹变疏【解析】选D。由图可见，设透镜的曲率半径为R，与接触点O相距为r处空气层的厚度为d，其几何关系式为：R2＝(R－d)2＋r2＝R2－2Rd＋d2＋r2，由于R≫d，可以略去d2得：d＝；产生暗环的条件是：Δ＝，其中k＝0，1，2，3，…为干涉暗条纹的级数；可得第k级暗环的半径为：r＝kRλ；只要测出Dm与Dn(分别为第m与第n条暗环的直径)的值，就能算出R或λ。这样就可避免实验中条纹级数难于确定的困难，利用后一计算式还可克服确定条纹中心位置的困难。 通过以上分析，可以得到，两束干涉光是图中b、c面反射形成的，A错误；干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，越向外越稀疏，故B错误；表面曲率半径R变大，若换一个表面曲率半径稍大的平凸透镜，条纹变疏，故C错误； 若改用波长λ更长的单色光照射，条纹变疏，故D正确。12. (19分)如图所示，在双缝干涉实验中，若用λ1＝5×10－7 m的光照射，屏上O点是中央亮条纹，屏上A点为第二级亮条纹所在处。若换用λ2＝4×10－7 m 的光照射时，屏上O点处是什么情况？屏上A点处又是什么情况？【解题指南】本题主要考查双缝干涉原理、路程差与波长的数量关系。当路程差d满足光波波长的整数倍时，该点为亮条纹，当路程差d为半波长的奇数倍时，该点为暗条纹。【解析】从双缝到屏上O点的距离之差，无论用何种频率的光照射，路程差总是零，所以O点仍然是亮条纹。从双缝到屏上A点的路程差d＝S2A－S1A，用λ1光照射时为第二级亮条纹，即d＝2λ1代入数据d＝1×10－6 m，这个路程差1×10－6 m对于波长为λ2的光波来说，＝2.5。即为半波长的奇数倍，A处为暗条纹d＝(2k＋1)(k＝0，±1，±2…)1×10－6 m＝(2k＋1) m，即k＝2当k＝0时为第一级暗条纹，所以当k＝2时应为第三级暗条纹。答案：见解析关闭Word文档返回原板块