高中物理 第十三章 光 第3节 光的干涉课时作业 新人教版选修34.doc

第十三章第三节 光的干涉 基础夯实 一、选择题(14题为单选题，5、6题为多选题)1用一束单色光做杨氏双缝干涉实验，经双缝后光照射到光屏上，可观察到的图象是图中的(d)解析：光的干涉图象是等间距、明暗相间的条纹，故选项d正确。2白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的(d)a传播速度不同b强度不同c振动方向不同d频率不同解析：两侧条纹间距与各色光的波长成正比，不同色光的频率不同、波长不同。这样除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，便形成了彩色条纹。32015年2月24日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，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)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。4如图所示，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(d)abcd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：，则r2r1。5(青州市实验中学2016年高二下学期检测)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)(bd)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解析：在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差x为波长的整数倍时，即xk，k0,1,2,3，这些点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差x为半波长的奇数倍时，即x(2k1)，k0,1,2,3，这些点为减弱点，该处出现暗条纹。6关于光的干涉，下列说法中正确的是(bc)a在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的b在双缝干涉现象里，入射光波长变大；相邻两个明条纹间距将变宽c只有频率相同的两列光波才能产生干涉d频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定解析：在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，选项a错误；入射光的波长越长，相邻两个明条纹间距越大，故选项b正确；两列波产生干涉时，频率必须相同，故选项c正确，选项d错误。二、非选择题7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7.5107m，如果用频率为6.01014hz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点出现亮条纹还是暗条纹？答案：(1)5107m(2)暗条纹解析：(1)m5107m；(2)x7.5107m，所以是暗条纹。 能力提升 一、选择题(13题为单选题，4题为多选题)1如图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点为某中间状态相叠加点。如果把屏分别放在a、b、c三个位置，那么(a)aa、b、c三个位置都出现亮条纹bb位置处出现暗条纹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，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，在某些时刻它也可以位于平衡位置(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。本题中，a、b、c三点总是振动加强的点，屏上对应出现的都是亮条纹。另外，要特别注意波谷与波谷相遇的点(图中b点)振动也是加强的，不要以为b点是暗的。2如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝s1、s2，由s1和s2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光波长为，屏上的p点到两缝s1和s2的距离相等，如果把p处的亮条纹记作第0号亮纹，由p向上数与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，设p1处的亮纹恰好是10号亮纹，直线s1p1的长度为r1，s2p1的长度为r2，则r2r1等于(b)a5b10c20d40解析：由题设可知，从中央亮条纹p算起，p1点处是第10号亮条纹的位置，表明缝s1、s2到p1处的距离差r2r1为波长的整数倍，且刚好是10个波长，所以选项b正确。3在杨氏双缝干涉实验中，如果不用激光光源而用一般的单色光源，为了完成实验可在双缝前边加一单缝获得线光源，如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，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(d)a不再产生干涉条纹b仍可产生干涉条纹，且中央亮纹p的位置不变c仍可产生干涉条纹，中央亮纹p的位置向上移d仍可产生干涉条纹，中央亮纹p的位置略向下移解析：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，由s1、s2射出的仍是相干光，由单缝s发出的光到达屏幕上p点下方某点光程差为零，故中央亮纹下移。4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，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮纹的位置，c为中央亮条纹，则(bd)ao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xn(n0,1,2,3)。故b、d正确。二、非选择题5(苏北教育联合体2015年高二下学期联考)如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30107m，屏上p点距双缝s1和s2的路程差为7.95107m，则在这里出现的应是_暗条纹_(选填“明条纹”或“暗条纹”)，现改用波长为6.30107m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_变宽_(选填“变宽”“变窄”或“不变”)。解析：由于1.5，路程差是半波长的奇数倍，是暗条纹。若改用更大波长的光做双缝干涉，由于相邻条纹间距与波长成正比，故条纹间距变宽。6光纤通信是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0.85m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1.06m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。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