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圆学子梦想 铸金字品牌温馨提示: 此套题为Word版,请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴,调节合适的观看比例,答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时训练达标巩固【基础达标】一、选择题1.(多选)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)()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n2的点形成亮条纹D.在距双缝的路程差为n+12的点形成暗条纹【解析】选B、D。在双缝干涉实验中,当某处距双缝距离之差s为波长的整数倍时,即s=n,n=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s为半波长的奇数倍时,即s=(2n+1)2,n=0,1,2,3,这点为减弱点,该处出现暗条纹,故选B、D。2.如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯。往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是()【解析】选D。薄膜竖直放置,上端薄,下端厚,同一水平位置的薄膜的厚度相同,出现的干涉条纹应是水平的,故选项D正确。3. 如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样:图甲为用绿光进行实验的图样,a为中央亮条纹;图乙为换用另一种单色光进行实验的图样,a为中央亮条纹。则以下说法正确的是(绿红)()A.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长B.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长C.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短D.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短【解析】选A。由题图可知,图乙中的条纹间距较大,由x=可知乙甲,故A正确。4.(多选)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()A.O到达a、b的路程差为零B.M、N到达b的路程差为C.O到达a、c的路程差为4D.M、N到达e的路程差为2【解析】选B、D。振动一致的两光源在空间发生干涉,得到亮条纹的条件是s=n(n=0,1,2,3),故B、D正确。【总结提升】光的干涉条件的分析(1)生活中任何两个各自独立发光的光源产生的光在空间相叠加都不会产生干涉,这是由物体的发光机理决定的,即任何两个各自独立的光源都不是相干光源。(2)杨氏双缝干涉中单缝的作用就是从同一光源得到线光源,以便能有相同的频率和振动规律。双缝是由同一个狭缝照亮的,所以双缝也就成了一对相干光源。(3)光的相干条件中频率相同是光发生干涉的必要条件,要发生干涉,两光源还必须具有相同的振动方向和恒定的相位差。5.(多选)在双缝干涉实验中,某同学用黄光作为入射光。为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法有(已知红黄蓝)()A.改用红光作为入射光B.改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离 D.增大双缝之间的距离【解析】选A、C。根据x=,要增大条纹间距x,将l、增大或将d减小均可以。红光比黄光波长大,故A选项正确;而蓝光比黄光波长小,故B选项错误;增大双缝到屏的距离l,则x增大,故C选项正确;增大双缝间的距离d,则x变小,故D选项错误。【补偿训练】在杨氏干涉实验中,单缝位于双缝的中央对称轴上,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n=0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【解析】选B。双缝到屏上中央亮条纹O点的距离相等,当下方的狭缝后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,故选项B正确。6. 2015年2月24日四川成都隧道发生瓦斯爆炸事故。瓦斯对隧道施工、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.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】选A。如果屏的正中央O点变为暗纹,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。7.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B.B位置出现暗条纹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【解题指南】(1)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)。(2)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。【解析】选A。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。二、非选择题8.用单色光做双缝干涉实验时,已知屏上一点P到双缝的路程差=1.510-6m,当单色光波长1=0.5m时,在P点将形成亮条纹还是暗条纹?【解析】由题意知,当单色光波长1=0.5m时,P到双缝的路程差=1.510-60.510-61 =31,即路程差是波长的整数倍,在P点形成亮条纹。答案:亮条纹【互动探究】在上一题中,若单色光波长2=0.6m呢?此时在中央亮条纹与P之间有几个暗条纹?【解析】当单色光波长2=0.6m,=1.510-60.610-62=522,即路程差是半波长的奇数倍,在P点形成暗条纹,在0522范围内122和322是半波长的奇数倍,出现暗条纹,此时在中央亮条纹和P点之间有两个暗条纹。答案:暗条纹两个【能力提升】1.(1)(多选)某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到甲图所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如乙图所示。他改变的实验条件可能是()A.增大双缝之间的距离B.减小双缝之间的距离C.增大双缝到光屏之间的距离D.换用频率更低的单色光源E.换用频率更高的单色光源(2)如图所示,在双缝干涉实验中,若用1=510-7m的光照射,屏上O点是中央亮条纹,屏上A点为第二级亮条纹所在处。若换用2=410-7m的光照射时,屏上O点处是什么情况?屏上A点处又是什么情况?【解析】(1)选B、C、D。根据x=可知,增大双缝到光屏之间的距离l、减小双缝之间的距离d,条纹间距变宽,故选项A错误,B、C正确;根据c=f可知,光源频率越低,波长越长,条纹间距变宽,故选项D正确,选项E错误。(2)从双缝到屏上O点的距离之差,无论用何种频率的光照射,路程差总是零。所以O点仍然是亮条纹。从双缝到屏上A点的路程差d=S2A-S1A,用1光照射时为第二级亮条纹,即d=21代入数据d=110-6m,这个路程差110-6m对于波长为2的光波来说110-6m410-7m=2.5。即为半波长的奇数倍,A处为暗条纹d=(2k+1)2(k=0,1,2)110-6m=(2k+1)410-72m,即k=2当k=0时为第一级暗条纹,所以当k=2时应为第三级暗条纹。答案:(1)B、C、D(2)O点处是亮条纹A点处是暗条纹2.(1)(多选)以下说法中正确的是()A.光的薄膜干涉现象说明光是一种波B.对两列光波,光的强度不同,不可能产生干涉现象C.在杨氏双缝干涉实验中,如果用白光作为光源,屏上将呈现彩色条纹D.在杨氏双缝干涉实验中,用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹E.在杨氏双缝干涉实验中,用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹(2)如图所示是双缝干涉实验装置,使用波长为6.010-7m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4.010-7m的紫色光照射单缝时,问:屏上P处将出现什么条纹?屏上P1处将出现什么条纹?【解析】(1)选A、C、D。干涉是波所特有的性质,既然光能发生薄膜干涉现象,说明光是一种波,故选项A正确;光的强度不同则有可能满足相干,光当然能产生干涉现象,故选项B错误;用白光做杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,故选项C正确;用红光作光源,屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间,故选项D正确;红光和紫光频率不同,不能产生干涉条纹,故选项E错误。(2)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。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
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