2019高中物理 第五章 光的波动性 光的干涉习题 教科版选修3-4.doc

1光的干涉光的干涉一、选择题一、选择题 1某同学自己动手利用如图所示器材，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阳光不能作光源2如图所示，用频率为 f 的单色光垂直照射双缝，在光屏上 P 点出现第三条暗条纹，已知光速 为 c，则 P 点到双缝的距离之差（r2r1）应为（ ） A2c fB3 2c fC2 3c fD5 2c f3如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，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，且中央亮纹 P 的位置不变C仍可产生干涉条纹，中央亮纹 P 的位置略向上移D仍可产生干涉条纹，中央亮纹 P 的位置略向下移4下列说法正确的是（ ） 2A用白光做光的干涉实验时，中央明条纹是彩色的B用白光做光的干涉实验时，中央明条纹是白色的C用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光D用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红光5两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6双缝干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为 d，双缝到像屏的距离为 L，调整实验装置使得 像屏上可以见到清晰的干涉条纹关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（ ） A若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰B若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹C若将双缝间的距离 d 减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D若将双缝间的距离 d 减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离不变7利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：A将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E去掉滤光片后，干涉现象消失，其中正确的是（ ） 8对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是（ ） A不同的色光有可能产生干涉现象 B不同的色光不可能产生干涉现象C光的强度不同有可能产生干涉现象 D光的强度不同不可能产生干涉现象9用单色光做双缝干涉实验时（ ） A屏上到双缝的路（光）程差等于波长整数倍处出现明条纹B屏上到双缝的路（光）程差等于半波长整数倍处，可能是明条纹，也可能是暗条纹C屏上的明条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方D屏上的明条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方310光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃板分别挡住双狭缝，则屏上将出现 （ ） A黄色的干涉条纹 B红绿相间的条纹 C黑白相间的条纹 D无干涉条纹11如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样，甲图为用光甲进行实验的图样，a 为中央亮条 纹乙为换用另一种单色光乙进行实验的图样，a为中央亮条纹，则以下说法正确的是（ ） A乙图条纹较宽，光乙的波长比光甲长B乙图条纹较窄，光乙的波长比光甲长C乙图条纹较宽，光乙的波长比光甲短D乙图条纹较窄，光乙的波长比光甲短二、填空题二、填空题 12 （1）如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光 源、_、_、_、遮光筒、光屏，对于某种单色光，为增加相邻亮纹 （暗纹）间的距离，可采取或_的方法13利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距 d=0.4 mm，双缝到光屏间的距离 L=0.5 m，用 某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中 A、B 位置时游标卡尺读数也如图中所给 出，则：（1）分划板在图中 A、B 位置时游标卡尺读数分别为 xA=_mm，xB=_mm，相邻两条 纹间距 x=_mm；（2）波长的表达式=_（用 x、L、d 表示） ，该单色光的波长=_m；（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将_（填“变大” “不变”或 “变小” ） 4三、解答题三、解答题 14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？15如图所示，在双缝干涉中，若用1=5.0×107 m 的光照射，屏上 O 为中央亮条纹，屏上 A 为第二级亮条纹所在处若换用2=4.0×107 m 的光照射时，屏上 D 处是什么情况？屏上 A 处又是 什么情况？【答案与解析】 一、选择题一、选择题 1 【答案】B 【解析】双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看做是由许多个点光源沿一条线排 列组成的，这里观察不到光的干涉现象是由于不满足相干条件，单缝太宽 2 【答案】D 【解析】由题中条件可知，215 2rr，又因为c f，则可得 D 项正确3 【答案】D 4 【答案】B、D 5 【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、频 率往往是不同的两盏普通白炽灯发出的光正是由于振动情况、频率不同，不是相干光源，所以观察 不到干涉条纹，C 项正确 6 【答案】B 【解析】根据双缝干涉相邻亮纹或暗纹的间距与双缝间的距离 d、双缝到像屏的距离 L 之间的关系Lxd 分析可知，像屏向右平移一小段距离时 L 变大，条纹间距增大7 【答案】A、B、D 【解析】由条纹间距公式lxd ，d 指双缝间距离，l是双缝到屏的距离，可知：A 项中l减小，x 变小；B 项中变大，x 变大；D 项中 d 变大，x 变小故 A、B、D 正确58 【答案】B、C 【解析】两列光波叠加是否发生干涉现象关键是看两列光是不是相干光，与光的频率、相位、振 动方向有关，不同的色光频率一定不相同，所以不可能产生干涉现象，B 项正确光的强度不同但有 可能满足相干光，若满足，当然能产生干涉现象，C 项正确 9 【答案】A、B 【解析】在双缝干涉实验中屏上到双缝的路（光）程差等于波长整数倍处出现明条纹，可能是两 列光波的波峰与波峰或波谷与波谷相遇的地方，A 项正确，C 项错误屏上到双缝的路（光）程差等 于半波长整数倍处，可能是半波长的奇数倍（暗条纹） ，也可能是半波长的偶数倍（明条纹） ，B 项正 确两列光波的波峰与波谷相遇的地方。应是暗条纹，D 项错误 10 【答案】D 【解析】红光和绿光的频率不同，根据干涉的条件，不能产生干涉现象，所以 D 项正确 11 【答案】A 【解析】由图可知，乙图的条纹宽度比甲图条纹宽，根据lxd 可知光乙的波长较大，故 A项正确二、填空题二、填空题 12 【答案】滤光片 单缝屏 双缝屏 减小双缝间距 加长遮光筒【解析】根据条纹间距lxd 可知欲加大条纹间距，需要减小双缝间距、加大双缝到光屏的距离13 【答案】 （1）11.1 15.6 0.75 （2）dxL 6.0×107 （3）变小【解析】游标卡尺读数时：一要注意精确度，二要注意读数时主尺读数应为游标尺零刻度线所对 主尺位置的读数：三要注意单位，无论是主尺读数还是游标尺读数要以 mm 为单位读取本题中还要注意主尺上的数字单位是 cm，不是 mm从dxL可知，波长越长的光，干涉条纹间距越大根据频率、光速与波长的关系可知，频率越大的光，波长越短，所以干涉条纹间距越小三、解答题三、解答题 14 【答案】见解析 【解析】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 15 【答案】O 处为亮条纹，A 处为第三级暗条纹