高中物理 13.3 光的干涉每课一练 新人教版选修34.doc

13.3 光的干涉1当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的_倍(即恰好等于波长的_倍时)，两列光在这点相互加强，这里出现_；当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的_倍时，两列光在这点_，这里出现暗条纹2让一束单色光投射到一个有两条狭缝s1和s2的挡板上，狭缝s1和s2相距很近，狭缝就成了两个波源，它们的_总是相同的，这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象，挡板后面的屏上得到_的条纹3光产生干涉的条件：两列光的_相同、振动方向相同，相差恒定4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)()在距双缝的路程相等的点形成暗条纹在距双缝的光程差为n的点形成亮条纹在距双缝的光程差为n的点形成亮条纹在距双缝的光程差为的点形成暗条纹a bc d图15光的双缝干涉实验装置如图1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()ao点是红光的亮条纹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点的上方概念规律练知识点一杨氏干涉实验和光发生干涉的条件图21某同学自己动手利用如图2所示器材，观察光的干涉现象其中，a为单缝屏，b为双缝屏，c为像屏当他用一束阳光照射到a上时，屏c上并没有出现干涉条纹他移走b后，c上出现一窄亮斑分析实验失败的原因，最大的可能是()a单缝s太窄b单缝s太宽cs到s1和s2距离不等d太阳光不能做光源2在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到了彩色干涉条纹若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时()a只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失b有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹c任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮d屏上无任何光亮知识点二明暗条纹形成的条件3在杨氏干涉实验中，从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等，该点即为中央亮条纹的位置(即k0对应的那条亮条纹)双缝屏上有上下两狭缝，设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖下方的缝，则屏上中央亮条纹的位置将()a向上移动b向下移动c不动d可能向上移动，也可能向下移动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照射时出现明条纹方法技巧练对明暗条纹形成的理解技巧图35如图3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()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以上结论都不对图46如图4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2关于双缝干涉条纹，以下说法中正确的是()a用同一单色光做双缝干涉实验，能观察到明、暗相间的单色条纹b用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该单色光波长的整数倍c用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差一定为该单色光波长的奇数倍d用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定为该单色光半波长的奇数倍图53如图5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()a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4如图6所示是研究光的双缝干涉的示意图，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产生干涉条纹，已知入射激光的波长为，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，则p1处的亮纹恰好是10号亮纹设直线s1p1的长度为1，s2p1的长度为2，则21等于()图6a9 b10 c11 d18题号1234答案图75如图7所示，实线表示两个相干光源s1、s2发出光的波峰位置，则对于图中的a、b两点，_点为振动加强的位置，_点为振动减弱的位置6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r_的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差r_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r_的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差r_的地方出现暗条纹图87如图8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2条暗条纹，已知光速为c，则p点到双缝的距离之差(r2r1)应为多大？图98如图9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：(1)屏上p处将出现什么条纹？(2)屏上p1处将出现什么条纹？9如图10所示，图10在双缝干涉实验中，s1和s2为双缝，p是光屏上的一点，已知p点与s1、s2距离之差为2.1106 m，分别用a、b两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问p点是亮条纹还是暗条纹？(1)已知a光在折射率为n1.5的介质中波长为4107 m.(2)已知b光在某种介质中波长为3.15107 m，当b光从这种介质射向空气时，临界角为37.(3)若让a光照射s1，b光照射s2，试分析光屏上能观察到的现象第3节光的干涉课前预习练1偶数整数亮条纹奇数相互削弱2频率、相位和振动方向明暗相间3频率4d在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差r为波长的整数倍时，即rk，k0、1、2、3、这点为加强点，该处出现亮条纹；当距离之差r为半波长的奇数倍时，即r(2k1)，k0、1、2、3、这点为减弱点，该处出现暗条纹5abo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的光程差是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错误课堂探究练1b因为移走b屏后，在c上出现一窄亮斑，说明单缝s太宽本实验中，单缝s应非常窄，才可看做“理想线光源”，也才能成功地观察到干涉现象，故b正确，a错误；s到s1和s2距离不等时也能出现干涉条纹，但中央不一定是亮纹，c错误；阳光是复色光，可出现彩色干涉条纹，d错误点评单缝的作用是获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，若单缝太宽则达不到频率相同、振动情况完全一致的要求2c红色和绿色光的频率不同，所以两列光不会发生干涉现象，但有光透过双缝则屏上会有光亮，c正确点评光产生干涉的条件是：频率相同、振动情况相同、相差恒定3b该题考查对形成明暗条纹条件的理解双缝到屏上中央亮条纹o点的距离相等，当下方的狭缝用一块极薄的玻璃片遮盖住后，由于波在玻璃中传播的波长变小，因此下缝到o点的距离内的波长个数变多，所以屏上对应的到双缝波长个数相等的点下移，即屏上中央亮条纹的位置将向下移动，故本题选b项点评明暗条纹形成的条件为：(1)若两列波到该点的路程差是半波长的偶数倍时，两列波到达该点时引起该点的振动方向始终相同，形成加强点，即形成亮条纹(2)若两列波到该点的路程差是半波长的奇数倍时，两列波到达该点时引起该点的振动方向始终相反，形成减弱点，即形成暗条纹4c判定某处是明条纹还是暗条纹，关键是看该处到两光源的光程差是该光波长的倍数情况，若是整数倍，该处为明条纹；若为整数倍加半个波长，则为暗条纹单色光f1的波长1 m0.6 m.单色光f2的波长20.4106 m0.4 m可见r1，r2，故用f1照射时，p点出现明条纹，f2照射时，p点出现暗条纹点评频率不同的光波长不同，光程差与波长的倍数的情况只能判断该点出现亮纹还是暗纹，换用其他频率的光要重新判断光程差与换后的光的波长倍数的情况5a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6d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发出的光到达屏上p点下方某点的光程差为零，故中央亮纹下移方法总结光也是一种波，在理解这类问题时，要把明暗条纹的形成与机械波中的振动加强区与振动减弱区的形成类比一下课后巩固练1d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2abd同一单色光的干涉条纹为明、暗相间的单色条纹，选项a正确；光程差rk(k0,1,2,3，)时，为明纹，选项b正确，c项错误；r(k0,1,2,3，)时，为暗条纹，选项d正确3b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r，当变大时，r也要变大，故第二条暗条纹的位置向上移，在p点上方，b正确4b出现明条纹的条件是：光程差21n.n0时，出现0号亮纹；n1时，出现1号亮纹；n10时，出现10号亮纹5ba解析由图可知，b到s1、s2的距离相等，即路程差r0，故b点为加强点a到s1、s2的距离不等，且路程差r1.5，故a点为减弱点6n(2n1)(2n1)n7.解析由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知，当到双缝的距离之差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距离之差r2r1(2k1)，其中k1,2,3为条纹的级数所以当出现第2条暗条纹时，取k2，所以r2r1.又因为cf，所以r2r1.8(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，因此是亮条纹中心，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射出的光到p1点的路程差刚好是橙色光的一个波长，即|p1s1p1s2|6.0107 m橙，则两列光波到达p1点时振动情况完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹当换用波长为4.0107 m的紫色光时，|p1s1p1s2|6.0107 m紫，则两列光波到达p1点时振动情况完全相反，即分别由s1、s2射出的光到达p1点时相互减弱，因此，在p1点出现暗条纹9(1)暗