高中物理 第四章 光的波动性 4.1 光的干涉每课一练 沪科版选修3-4.doc

4.1 光的干涉基础题1从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为()a手电筒射出的光不是单色光b干涉图样太细小看不清楚c周围环境的光太强d这两束光为非相干光源答案d解析两束光的相位差不恒定，且都不是单色光，故不是相干光源，因此不能产生干涉图样2关于光的干涉，下列说法正确的是()a只有频率相同的两列光波才能产生干涉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答案ac解析两列波产生干涉时，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3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答案b解析在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光源有惟一的频率和振动情况，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正确在两个相干光源完全相同的情况下，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4下列关于双缝干涉条纹的说法中正确的是()a用同一种单色光做双缝干涉实验，能观察到明暗相间的单色条纹b用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差为该色光波长的整数倍c用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差一定为该色光波长的奇数倍d用同一种单色光经双缝干涉的暗条纹到两缝的距离之差一定为该色光半波长的奇数倍答案abd解析同一单色光干涉条纹为明暗相间的单色条纹，选项a正确；光程差lk(k为整数)时，为明条纹，选项b正确，c错误；l(k1,2)时，为暗条纹，选项d正确5如图1所示，用单色光做双缝干涉实验，p处为第二暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变)时，则同侧第二暗条纹的位置()图1a仍在p处b在p点上方c在p点下方d要将屏向双缝方向移近一些才能看到答案b解析由知f变小，变大若出现第二条暗条纹，则p到双缝的光程差l，当变大时，l也要变大，故第二条暗条纹的位置向上移，即在p点上方，b正确6关于薄膜干涉，下列说法中正确的是()a只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象b只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象c厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹d观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧答案d解析当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现亮条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现；当薄膜厚度均匀时，不会出现干涉条纹，但也发生干涉现象如果是单色光照射，若满足振动加强的条件，整个薄膜前方都是亮的，否则整个薄膜的前方都是暗的如果是复色光照射，某些颜色的光因干涉而减弱，另一些颜色的光因干涉而加强减弱的光透过薄膜，加强的光被反射回来，这时会看到薄膜的颜色呈某种单色光的颜色，但不形成干涉条纹所以a、b、c错误，d正确能力题7光的双缝干涉实验装置如图2所示，绿光通过单缝s后，投射到具有双缝的挡板上，双缝s1和s2与单缝s的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹屏上o点到两缝的距离相等，p点是距o点最近的第一条亮条纹已知红光、绿光和蓝光三种色光比较，红光的波长最长，蓝光的波长最短，那么如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上o点及其上方的干涉条纹的情况，下列叙述正确的是()图2a红光在o点出现亮条纹b红光的第一条亮条纹在p点的上方co点不是蓝光的亮条纹d蓝光的第一条亮条纹在p点的上方答案ab解析o点无论对哪种颜色的光来说，到s1、s2的光程差都为0，故各色光都会在o点出现亮条纹，故a正确，c错误；红光的波长比绿光的长，故屏上某点到s1、s2的光程差等于红光波长的位置应在p点的上方，即红光的第一条亮条纹在p点的上方，b正确；同理，蓝光的第一条亮条纹在p点的下方，d错误8如图3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()图3a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的位置略向下移答案d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，稍微向上移动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发出的光到达屏上p点下方某点的光程差为零，故中央亮纹下移9如图4所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的()图4aa的上表面和b的下表面ba的上表面和b的上表面ca的下表面和b的上表面da的下表面和b的下表面答案c解析干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉，这里的薄膜指的是样板与待测玻璃板之间的空气层在空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉，观察干涉后形成的条纹是否为平行直线，可以断定厚玻璃板的上表面是否平整因此选项c是正确的10.如图5所示是单色光的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点为某中间状态的相叠加点如果把屏分别放在a、b、c三个位置，那么()图5aa、b、c三个位置都出现亮条纹bb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d以上结论都不对答案a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(如题图中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11在双缝干涉实验中，入射光的波长为，若双缝处两束光的振动情况恰好相同，在屏上距两缝路程差l_的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差l_的地方出现暗条纹若双缝处两束光的振动情况恰好相反，在屏上距两缝路程差l_的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差l_的地方出现暗条纹答案k(k0,1,2,3)(2k1)(k1,2,3)(2k1)(k1,2,3)k(k0,1,2,3)探究与拓展题12如图6所示是双缝干涉实验装置，使用波长为6.0107 m的橙色光源照射单缝s，在光屏中央p处(到双缝的距离相等)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4.0107 m的紫色光照射单缝时，问：图6(1)屏上p处将出现什么条纹？(2)屏上p1处将出现什么条纹？答案(1)亮条纹(2)暗条纹解析(1)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的距离相等，即分别由s1、s2射出的光到p点的路程差为零，因此p点是中央亮条纹的中心，因而无论入射光是什么颜色的光，波长多大，p点都是中央亮条纹(也叫零级亮条纹)的中心(2)分别由s1、s2