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1、 课时训练 14 光的干涉 第 2 页 课时训练 14 光的干涉 题组一 光的干涉 1.在杨氏双缝干涉实验装置中,双缝的作用是()A.遮住过于强烈的灯光 B.形成两个振动情况相同的光源 C.使白光变成单色光 D.使光发生折射 解析:本题考查光的双缝干涉实验装置,双缝的作用是获得相干光源,故正确选项为 B。答案:B 2.(多选)对于光波和声波,下列说法正确的是()A.它们都能在真空中传播 B.它们都能产生反射和折射 C.它们都能产生干涉 D.声波能产生干涉而光波不能 解析:光波和声波都具备波所具有的特征,即能产生反射、折射、干涉等现象,光波能在真空中传播,而声波不能在真空中传播。故选项 B、C
2、正确。答案:BC 题组二 光的干涉条纹的条件 3.以下两个光源可作为相干光源的是()A.两个相同亮度的烛焰 B.两个相同规格的灯泡 C.双丝灯泡 D.出自一个光源的两束激光 解析:相干光源必须满足频率相同、振动方向相同、相位差恒定,只有 D 选项符合条件。第 3 页 答案:D 4.(多选)在杨氏双缝干涉实验中,如果()A.用白光作为光源,屏上将呈现黑白相同的条纹 B.用红光作为光源,屏上将呈现红黑相同的条纹 C.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 D.用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距不等的条纹 解析:用白光做杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,选项
3、A 错误;用红光作光源,屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间的条纹,选项 B 正确;红光和紫光频率不同,不能产生干涉条纹,选项 C 错误;用紫光作光源,遮住其中一条狭缝,屏上将出现单缝衍射条纹,即间距不等的条纹,选项 D 正确。答案:BD 题组三 光的干涉图样 5.下图为双缝干涉实验的装置示意图,图甲为用绿光进行实验时屏上观察到的现象,图乙为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况,则下列说法中正确的是()A.乙图可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长 B.乙图可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短 C.乙图可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长 第 4 页 D.乙
4、图可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短 解析:由=x 可知,红光波长较长,条纹间距大。答案:C 6.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.B.C.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=,由 c=f 得=,则 r2-r1=。答案:D 7.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
5、 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 解析: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,若单缝 S 稍微向上移动,由单缝 S 发出的光经 第 5 页 双缝到达屏上 P 点下方某点的路程差为零,故中央亮纹下移。答案:D(建议用时:30 分钟)1.根据你学过的干涉原理,判断下列说法中正确的是()A.在真空中传播速度相同的两束光可以发生干涉现象 B.在双缝干涉实验中,用红光照射一条狭缝,用紫光照射另
6、一条狭缝,屏上将呈现等间距的彩色条纹 C.其他条件不变的情况下,双缝的间距越大,光屏上产生的干涉条纹间距越小 D.在双缝干涉实验中,把其中一缝挡住,则干涉条纹与原来一样,只是亮度减半 解析:由条纹间距公式可知,在其他条件不变的情况下,双缝的间距越大,光屏上产生的干涉条纹间距越小,选项 C 正确。答案:C 2.某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象,其中 A为单缝屏,B 为双缝屏,C 为光屏。当让一束阳光照射A 屏时,C 屏上并没有出现干涉条纹,移走 B 后,C 上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是()A.单缝 S 太窄 B.单缝 S 太宽 C.S 到 S1和 S2距离不相等 D.阳光不能作
7、为光源 第 6 页 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单缝太宽,得不到线光源。故选项 B 正确。答案:B 3.(多选)右图是光的双缝干涉的示意图,下列说法中正确的是()A.单缝 S 的作用是为了增加光的强度 B.双缝 S1、S2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源 C.当 S1、S2发出两列光波到 P 点的路程差为光的波长 的 1.5 倍时,产生第二条暗条纹 D.当 S1、S2发出的两列光波到 P 点的路程差为波长 时,产生中央亮条纹 解析:单缝是为了获得线光源,A 项错,双缝是为了获得相干光源,B 项对
8、。当路程差为 0 时是中央亮纹,路程差为 时产生第一条暗纹,则路程差为 时产生第二条暗纹,故 C 项对,D 项错。答案:BC 4.(多选)在光的双缝干涉实验中,如果只改变一个条件,以下说法中正确的是()A.使双缝间距变小,则条纹间距变宽 B.使屏与双缝距离变小,则条纹间距变宽 C.将入射光由绿光改为红光,则条纹间距变宽 D.将入射光由绿光改为紫光,则条纹间距变宽 第 7 页 解析:由 x=知 d 减小时,条纹间距变宽,所以 A 项对,l变小时,x变小,B项错,变大,x变大,故C项对,变小,x 变小,D 项错。答案:AC 5.右图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。
9、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 解析: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。答案:A 6.右图是双缝干涉的实验装置,其光屏上 P 处发现明条纹,则双缝到光屏上 P 点的距离之差为()A.光波的半波长的奇数倍 B.光波的波长的奇数倍
10、 C.光波的半波长的偶数倍 D.光波的波长的偶数倍 解析:在双缝干涉实验中,光屏上某点到双缝的路程差为半波长的偶数倍时,该点为加强点,出现亮条纹;第 8 页 光屏上某点到双缝的路程差为半波长的奇数倍时,该点为减弱点,出现暗条纹。答案:C 7.双缝干涉实验装置如图所示,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 点距双缝 S1和 S2的距离相等,P 点是距 O点最近的第一条亮条纹。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是:O 点是红光的亮条纹;红光的第一条亮条纹在P点的上
11、方;O点不是蓝光的亮条纹;蓝光的第一条亮条纹在 P 点的上方。已知红光波长大于绿光波长,绿光波长大于蓝光波长,据此判断()A.只有正确 B.只有正确 C.只有正确 D.只有正确 解析:由于 O 点到双缝的路程差为零,所以为各种色光的亮条纹,P 点由于是绿光的第一条亮条纹,红光的波长大于绿光,条纹间距大于绿光的条纹间距,也正确。答案:A 8.关于光的干涉,下列说法中正确的是()A.在双缝干涉现象中,相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的 B.在双缝干涉现象中,把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光,相邻两个亮条纹间距将变宽 第 9 页 C.在双缝干涉现象中,将绿光换为红光,相邻两个亮条纹间
12、距将变宽 D.在双缝干涉现象中,入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫 解析:在双缝干涉现象中,相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的,故选项 A 错误;入射光的波长越长,相邻两个亮条纹的间距越大,故选项 B 错误,C 正确;由于各色条纹间距不同,且红光条纹最宽,紫光条纹最窄,故彩色条纹应为内紫外红,选项 D错误。答案:C 9.如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.3010-7 m,屏上 P 点距双缝 S1和 S2的路程差为7.9510-7 m,则在这里出现的应是 (选填“明条纹”或“暗条纹”),现改用波长为 6.3010-7 m 的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹
13、间距将 (选填“变宽”“变窄”或“不变”)。解析:由于光程差=7.9510-7 m=1.5,所以将出现暗条纹。由 x=可知,由于波长变大,所以条纹间距变宽。答案:暗条纹 变宽 10.光纤通信是 20 世纪 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 第 10 页 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?(2)为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光?(已知光纤纤芯的折射率为 1.47)解析:(1)设信号频率为 f,在真空中的波长为 0,c=0f,光在纤芯中的频率仍为 f,波长为,则光在纤芯中的速度 v=f,又 n=,可以得出 0=n=1.471.06 m=1.56 m。(2)若上行光信号和下行光信号的频率相同,将发生干涉现象而互相干扰。答案:(1)1.56 m(2)见解析
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