高中物理第十三章光第3节光的干涉课下作业新人教选修.docx

第3节 光的干涉1下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是()A单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生解析：在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故选项A错误，B正确。光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗条纹，选项C错误。两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，故选项D错误。答案：B2一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：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，各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹，故A正确。答案：A3.煤矿中的瓦斯危害极大，容易发生瓦斯爆炸事故，造成矿工伤亡。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1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， 图1在容器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无法判断解析：如果屏的正中央O变为暗纹，说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯，A正确。答案：A4用波长为的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图2所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则()图2AO到达a、b的路程差为零BM、N到达b的路程差为CO到达a、c的路程差为4DM、N到达e的路程差为2解析：振动一致的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件满足某双缝到某点的路程差xn(n0,1,2,3)，故B、D正确。答案：BD5.如图3所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为400 nm的紫光光源照射单缝，则() 图3AP和P1处仍为亮条纹BP处为亮条纹，P1处为暗条纹CP处为暗条纹，P1处为亮条纹DP、P1处均为暗条纹解析：从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光，由题意知屏中央P点到S1、S2距离相等，即由S1、S2分别射出的光到P点的路程差为零，因此是亮条纹。因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多长，P点都是中央亮条纹。而P1点到S1、S2的路程差刚好是橙光的一个波长，即|P1S1P1S2|600 nm橙，则两列光波到达P1点振动情况完全一致，振动得到加强，因此出现亮条纹。当换用波长为400 nm的紫光时，|P1S1P1S2|600 nm紫，则两列光波到达P1点时振动情况完全相反，即由S1、S2射出的光波到达P1点时相互削弱，因此出现暗条纹。答案：B6.如图4所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P点出现第3条暗条纹。已知光速为c，则P点到双缝的距离之差r2r1应为_。解析：在某点产生暗条纹的条件是：光程差r2r1为半波长的奇数倍。已知P点出现第3条暗条纹，说明r2r1，由cf得： 图4，则r2r1。答案：7如图5所示，在双缝干涉中，若用15.0107 m的光照射，屏上O为中央亮条纹，屏上A为第二级亮条纹所在处。若换用24.0107 m的光照射时，屏上O处为_条纹(填“亮”或“暗”)，A处为第_级_(填“亮”或 “暗”)条纹。图5解析：双缝到O点的路程差为零，换用24.0107 m的光照射时，屏上O处仍是亮条纹。x21n2，解得n2.5，即路程差等于两个半波长，所以A处是第三级暗条纹。答案：亮三暗8如图6所示，用激光束照射双缝干涉实验装置，后面屏上出现干涉条纹，其中单缝的作用是产生线光源，单缝、双缝应平行放置。若将单缝绕中心轴旋转(不超过90)则条纹将发生的变化是_，若将双缝绕中心旋转(不超过90)，则条纹将发生的变化是_。图6解析：在双缝干涉实验中，单缝的作用是形成线光源，双缝的作用是形成振动情况相同的相干光源，当单缝旋转时，双缝被照亮的面积减小，双缝虽然仍能形成相干光源，但由于通过双缝的光能量减少，所以屏上仍能产生干涉条纹，但条纹变暗。当双缝旋转时，同样会导致干涉条纹变暗。同时，干涉条纹保持与双缝平行，也随双缝的旋转而旋转。答案：条纹不动，亮度变暗条纹旋转，亮度变暗9频率为61014 Hz的激光从S1和S2投射到屏上，若屏上的点P到S1与到S2的路程差为3106 m，那么点P处是亮条纹还是暗条纹？设O为到S1和S2的路程相等的点，则PO间有几条暗条纹、几条亮条纹？