2019高中物理课下能力提升十七第十三章第4节实验二：用双缝干涉测量光的波长（含解析）.docx

光的干涉 基础练一、选择题1关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是()A用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D照射单缝的单色光的波长越短，光屏上出现的条纹宽度越宽2多选(2016石家庄高二检测)杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，为光波波长)()A在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B在距双缝的路程差为n的点形成亮条纹C在距双缝的路程差为n的点形成亮条纹D在距双缝的路程差为的点形成暗条纹3多选关于光的干涉，下列说法正确的是()A两列光波产生干涉频率必须相同B频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定C两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹D两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，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4曾有报道四川成都隧道发生瓦斯爆炸事故。瓦斯在隧道施工、煤矿采掘等作业中危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪。其原理如图所示，在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。如果屏的正中央O点(未画出)变为暗纹，说明B中气体()A一定含瓦斯 B一定不含瓦斯C不一定含瓦斯 D无法判断二、非选择题5在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1和S2的路程差为7.5107 m，如果用频率为6.01014 Hz的黄光照射双缝，试问：(1)该黄光的波长是多少；(2)试通过计算分析P点是亮条纹还是暗条纹。提能练一、选择题1如图所示，为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样。现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是选项图中的()2多选如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，S1、S2为两个完全相同的单色光源。实线表示波峰，虚线表示波谷。在此时刻，介质中A点为波峰叠加点，B点为波谷叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态叠加点。D、E为波峰与波谷的叠加点，如果把屏分别放在A、B、C、D、E五个位置，那么()AA、B、C三个位置都出现亮条纹BC位置出现暗条纹CC位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定DD、E位置出现暗条纹3.如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第三条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差(r2r1)应为()A.B.C.D.4在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 m，若分别用频率为f15.01014 Hz和f27.51014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是()A单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹B单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹C单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹D单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹二、非选择题5用单色光做双缝干涉实验时，已知屏上一点P到双缝的路程差 1.5106 m，当单色光波长10.5 m时，P点将形成亮纹还是暗纹？若单色光波长20.6 m呢？20.6 m时在中央亮纹和P点之间有几条暗纹？6光纤通信是20世纪70年代以后发展起来的新兴技术，世界上许多国家都在积极研究和发展这种技术。发射导弹时，可在导弹后面连一根细如蛛丝的光纤，就像放风筝一样，这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间，起着双向传输信号的作用。光纤制导的下行光信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为0.85 m的单色光。上行光信号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为 1.06 m 的单色光。这种操纵系统通过这根光纤向导弹发出控制指令，导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标。已知光纤纤芯的折射率为1.47，光在真空中的传播速度c3108 m/s。根据以上信息，回答下列问题：(1)在光纤制导中，上行光信号在真空中波长是多少？(2)为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光？答 案基础练1解析：选B用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错误；用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B正确；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错误；单色光的波长越短，光屏上出现的条纹宽度越窄，D错误。2解析：选BD杨氏双缝干涉实验中，在距双缝路程差为n的点形成亮条纹，在距双缝路程差为的点形成暗条纹，B、D正确。3解析：选AC两列光波产生干涉时，频率必须相同，否则不可能产生干涉现象，而不是干涉不稳定，故A正确，B错误；两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹；若该路程差是光半波长的奇数倍时出现暗条纹(注意是半波长而不是波长)，故C正确，D错误。4解析：选A如果屏的正中央O点变为暗纹，而从两个子光源到屏的路程差恒为零，说明光经B中气体时波长发生变化，所以B中气体一定含瓦斯，A正确。5解析：(1) m5107 m；(2)x7.5107 m，所以是暗条纹。答案：(1)5107 m(2)暗条纹提能练1解析：选D从干涉图样可知a光的波长大于b光的波长，因此a光的频率小于b光的频率，所以b光的折射率更大；选项A应是左侧b光，右侧a光；选项B中射出的两光线应都与复色光平行，A、B错误；由于b光的折射率更大，所以b光的临界角更小，更容易发生全反射，C错误，D正确。2解析：选ADA、B、C连线上所有的点到缝S1、S2的距离相等，所以A、B、C三点都是振动加强的点，屏上对应出现的都是亮条纹，D、E是波峰与波谷相叠加的点，到S1、S2的距离为半波长的奇数倍，所以屏上对应出现暗条纹，A、D正确。3解析：选DP点出现第三条暗条纹，则r2r1(2k1)，又，所以r2r1，D正确。4解析：选C10.6106 m，20.4106 m。单色光f1照射时，s0.6 m1，是明条纹；单色光f2照射时，s0.6 m2，是暗条纹。5解析：由题意知，当单色光波长10.5 m时，P到双缝的路程差131，满足波长的整数倍，在P点形成亮条纹；当单色光波长20.6 m，22，满足半波长的奇数倍，在P点形成暗条纹；在0 范围内和满足半波长的奇数倍，出现暗条纹，此时在中央亮纹和P点之间有两条暗纹。答案：