高中物理选择性必修一同步练习 第4章3.光的干涉

.光的干涉基础巩固1.下列关于双缝干涉实验的说法正确的是()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.光屏上相距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D.照射单缝的单色光的频率越高,光屏上出现的条纹宽度越宽答案:B解析:单缝的作用是产生一个线光源,两个频率相同的光源称为相干光源,选项A错误;双缝的作用是产生两个频率相同、振动情况相同的相干光源,选项B正确;路程差等于半波长奇数倍处出现暗条纹,选项C错误;频率越高,波长越短,条纹宽度越窄,选项D错误。2.汽车在行驶时常会滴下一些油滴,滴下的油滴在带水的路面上会形成一层薄油膜,并呈现出彩色,这是由于()A.光的色散 B.空气的折射C.光的干涉 D.光的反射答案:C解析:漂浮在水面上的油膜,在白光的照射下发生了干涉现象,因不同颜色的光波长不同,干涉条纹宽度不同,于是形成了彩色的干涉条纹。故选项C正确。3.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r2-r1应为()A.c2f BC.3cf D答案:D解析:在某点产生暗条纹的条件是光程差r2-r1为半波长的奇数倍。已知P点出现第3条暗条纹,说明r2-r1=52λ,由c=λf得λ=cf,则r2-r1=5c4.某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到如图甲所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示。他改变的实验条件可能是()A.减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离C.减小双缝到光屏之间的距离D.换用频率更高的单色光源答案:B解析:改变条件后亮条纹之间的间距变大,由公式Δx=ldλ可知,要使Δx增大,可增大双缝到光屏之间的距离l,C错误;减小双缝之间的距离d,B正确;换用波长更长,即频率更低的单色光,D错误;改变光源到单缝的距离不会改变Δx,A5.(多选)双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝S后,投射到有双缝的挡板上,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点距双缝S1和S2的距离相等,P点是O点上侧的第一条亮条纹,如果将入射的单色光换成红光或蓝光,已知红光波长大于绿光波长,绿光波长大于蓝光波长,则下列说法正确的是()A.O点是红光的亮条纹B.红光的同侧第一条亮条纹在P点的上方C.O点不是蓝光的亮条纹D.蓝光的同侧第一条亮条纹在P点的上方答案:AB解析:中央O点到S1、S2的路程差为零,所以换不同颜色的光时,O点始终为亮条纹,选项A正确,C错误;波长越长,条纹间距越宽,所以红光的同侧第一条亮条纹在P点上方,蓝光的同侧第一条亮条纹在P点下方,选项B正确,D错误。6.用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜,所观察到的干涉条纹为()答案:B解析:由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时通过的路程差,在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度。因肥皂液薄膜在重力的作用下形成了一个上薄下厚的楔形膜,厚度相等的位置在同一条水平线上,故同一条干涉条纹必然是水平的,由此可知只有选项B正确。7.在双缝干涉实验中,若双缝处的两束光的频率均为6×1014Hz,两光源S1、S2的振动情况恰好相反,光屏上的P点到S1与到S2的路程差为3×10-6m,如图所示。(1)P点是亮条纹还是暗条纹?(2)设O为到S1、S2路程相等的点,则P、O间还有几条亮条纹,几条暗条纹?(不包括O、P两处的条纹)答案:(1)暗条纹(2)5条暗条纹,6条亮条纹解析:(1)由λ=cf得λ=5×10-7n=Δsλ由于两光源的振动情况恰好相反,所以P点为暗条纹。(2)O点路程差为0,也是暗条纹,OP间还有5条暗条纹,6条亮条纹。能力提升1.如图甲所示,用单色光照射透明标准板,来检查b的上表面的平直情况,观察到的现象如图乙所示,则下列说法正确的是()A.图乙的图样是光从a的上表面和b的下表面反射后干涉的结果B.图乙的图样是光从a的上表面和b的上表面反射后干涉的结果C.图乙的图样说明b的上表面某处向上凸起D.图乙的图样说明b的上表面某处向下凹陷答案:D解析:根据薄膜干涉产生的原理可知,图乙的图样是光从a的下表面和b的上表面反射后干涉的结果,故A、B错误。薄膜干涉是等厚干涉,即明条纹处空气膜的厚度相同,从向左弯曲的明条纹可知,b的上表面某处向下凹陷,故D正确,C错误。2.(多选)用a、b两种单色光分别照射同一双缝干涉装置,在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样,其中图甲是a光照射形成的,图乙是b光照射形成的,则关于a、b两束单色光,下述说法正确的是()A.a光的频率比b光的大B.在水中a光传播的速度比b光的大C.水对a光的折射率比b光的大D.b光的波长比a光的短答案:AC解析:从题图可以看出,a光的条纹间距小,说明a光的波长小,频率大,选项A正确,D错误;水对频率低的单色光的折射率小,即水对b光的折射率小,选项C正确;折射率小的光在水中的传播速度大,即b光在水中的传播速度大,选项B错误。3.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差为0.6μm,若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝,则P点出现明、暗条纹的情况是()A.用频率为f1和f2的单色光分别照射时,均出现明条纹B.用频率为f1和f2的单色光分别照射时,均出现暗条纹C.用频率为f1的单色光照射时出现明条纹,频率为f2的单色光照射时出现暗条纹D.用频率为f1的单色光照射时出现暗条纹,频率为f2的单色光照射时出现明条纹答案:C解析:频率为f1的单色光的波长λ1=cf1=3.0×1085.0×1014m=0.6×10-6m=0.6μm。频率为f2的单色光的波长λ2=cf2=3.0×1087.5×1014m=0.4×10-6m=0.4μm。因P点到双缝的距离之差Δx=0.6μ4.在双缝干涉实验中,光源发射波长为6.0×10-7m的橙光时,在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹,光屏上A点恰好是距中心条纹的第二条亮条纹。其他条件不变,现改用其他颜色的可见光做实验,光屏上A点是暗条纹位置,可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014Hz,则入射光的波长可能是()A.8.0×10-7m B.4.8×10-7mC.4.0×10-7m D.3.4×10-7m答案:B解析:可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014Hz,依据公式c=λf,可知其波长范围是4.0×10-7~7.69×10-7m,A、D选项错误。根据公式Δr=nλ2(n为整数)可知,n为偶数的地方出现亮条纹,n为奇数的地方出现暗条纹。因此n=4时,出现距中心条纹的第二条亮条纹,所以A点到两条缝的路程差Δr=4×6×10-72m=1.2×10-6m,要想出现暗条纹,n需取奇数才行。当入射光波长为4.8×10-7m时,1.2×10-6m=n4.8×10-72m,n=5,为奇数,所以A点出现暗条纹,B选项正确。当入射光波长为4.0×10-7m时,1.2×10-65.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δ=1.5×10-6m,当单色光波长λ1=0.5μm时,P点将形成亮条纹还是暗条纹?若单色光波长λ2=0.6μm,此时在中央亮条纹和P点之间有几条暗条纹?答案:见解析解析:由题意知,P到双缝的路程差δ=1.5×10-60.5×10-6λ1=3λ1,满足波长的整数倍,在P点形成亮条纹。当单色光波长λ2=0.6μm时,δ=1.5×10-60.6×10-6λ2=526.用氦氖激光器进行双缝干涉实验,已知使用的双缝间距离d=0.1mm,双缝到屏的距离l=6.0m,测得屏上干涉条纹中相邻亮条纹的间距是3.8cm,则氦氖激光器发出红光的波长λ是多少?假如把整个装置放入折射率是43答案:6.3×10-7m2.8×10-2m解析:由Δx=ldλ,可以