2012高中物理 13.2光的干涉5每课一练 新人教版选修3-4

用心 爱心 专心1 第第 1313 章章 第第 3 3 节节 基础夯实 1 由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上 不会产生干涉现象 这是因为 A 两个光源发出光的频率相同 B 两个光源发出光的强度不同 C 两个光源的光速不同 D 这两个光源是彼此独立的 不是相干光源 答案 D 解析 紧扣相干光源的条件须为同频率的单色光源 而不同光源发出的光频率一般不 同 所以不会产生干涉现象 2 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 两束光的频率不同 不满足干涉产生的条件 3 2010 石家庄市一中高二检测 在双缝干涉实验中 以白光为光源 在屏幕上观察 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 红色和绿色的双缝干涉条纹消失 其他颜色的干涉条纹依然存在 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 答案 C 4 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 A B C三个位置都出现亮条纹 用心 爱心 专心2 B B位置处出现暗条纹 C C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 5 2008 海南模拟 两盏普通白炽灯发出的光相遇时 我们观察不到干涉条纹 这是 因为 A 两盏灯亮度不同 B 灯光的波长太短 C 两灯光的振动情况不同 D 电灯发出的光不稳定 答案 C 解析 一般情况下 两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动 情况往往是不同的 由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的 6 取两块平玻璃板 合在一起用手捏紧 会从玻璃板上看到彩色条纹 这是光的干涉 现象 有关这一现象的叙述正确的是 A 这是上下两块玻璃板的上表面反射光干涉的结果 B 这是两玻璃板间的空气薄层上下两表面的反射光干涉的结果 C 这是上面一块玻璃的上 下两表面的反射光干涉的结果 D 这是下面一块玻璃的上 下两表面的反射光干涉的结果 答案 B 解析 形成干涉条纹是有一定条件的 即两列相干光的路程差需要连续变化 当 r k k 0 1 2 时 形成明条纹 当 r 2k 1 k 0 1 2 时 形成暗 2 条纹 当入射光是白光时 就会形成彩色条纹 对平板玻璃来说 每一块平板玻璃上下表 面都是平行的 故不具备产生干涉条纹的条件 而中间的空气膜 则可能具备这一条件 7 用红光做双缝干涉实验 在屏上观察到干涉条纹 在其他条件不变的情况下 改用 紫光做实验 则干涉条纹间距将变 如果改用白光做实验 在屏上将出现 用心 爱心 专心3 色条纹 答案 小 彩 解析 在双缝干涉实验中 在其他条件不变的情况下 干涉条纹的间距与入射光的波 长成正比 紫光波长小于红光波长 所以改用紫光做实验 干涉条纹间距将变小 改用白 光做实验时 由于七色光的波长不同 各自干涉条纹的间距不同 在光屏幕上单色光加强 的位置不同 于是出现彩色干涉条纹 可通过对实验现象直接得出答案 8 2008 连云港高二期末 S1 S2为两个相干光源 发出的光的频率为 7 5 1014Hz 光屏上 A 点与 S1 S2的光程差为 1 8 10 6m 1 若 S1 S2的振动步调完全 一致 则 A 点出现什么条纹 2 若 S1 S2的振动步调完全相反 则 A 点出现什么条纹 答案 1 暗条纹 2 亮条纹 能力提升 1 某同学自己动手利用如图所示的器材 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 C S到S1和S2距离不等 D 太阳光不能作光源 答案 B 2 2008 黄冈高二期中 2005 年诺贝尔物理学奖授予对激光研究做出杰出贡献的三 位科学家 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r2 r1等于 A 5 B 10 用心 爱心 专心4 C 20 D 40 答案 B 3 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 在距双缝的路程差为n 的点形成亮条纹 在距双缝的路程差为n的点形成亮条纹 在距双缝的路程差为 的点形成暗 2 n 1 2 条纹 A B C D 答案 D 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 x k k 0 1 2 3 这点为加强点 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 2k 1 k 0 1 2 3 这点为减弱点 该处出现暗条 2 纹 4 用波长为 的平行单色光做 双缝干涉 实验 O点处为中央亮条纹 若要O点 处为中央亮条纹上面的第一条亮条纹 则双缝应向 移动 双缝间距为 d 挡板与屏间距离为l 答案 下 l d 解析 当下移 x 时 开始的下边第一条亮条纹后来刚好是中央亮条纹 那么开 l d 始的中央亮条纹处刚好是上面第一条亮条纹 5 思维拓展题 如图所示 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 条纹将发生什么变化 若将双缝绕中心轴旋转 不超过 90 条纹将发生什么变化 答案 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 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 用心 爱心 专心5 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 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