2019版物理人教版选修3-4训练：第十三章 3. 光的干涉 .docx

www.ks5u.com3.光的干涉基础巩固1能产生干涉现象的两束光是()A.频率相同、振幅相同的两束光B.频率相同、相位差恒定的两束光C.两只完全相同的灯泡发出的光D.同一光源的两个发光部分发出的光答案：B2白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,其原因是不同色光的()A.频率不同B.强度不同C.振动方向不同D.传播速度不同答案：A3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.c2fB.3c2fC.3cfD.5c2f答案：D4在单色光的双缝干涉实验中()A.两列光波谷和波谷重叠处出现暗条纹B.两列光波峰和波峰重叠处出现亮条纹C.从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时,出现亮条纹D.从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时,出现暗条纹解析：两列光的波峰与波峰相遇和波谷与波谷相遇都是亮条纹。从空间中一点到两光源的光程差等于波长的整数倍,该点出现亮条纹;若为半波长的奇数倍,则为暗条纹。答案：BC5从两个手电筒射出的光照射到同一点上时,看不到干涉条纹,因为()A.手电筒发出的光不是单色光B.干涉图样太小,看不清楚C.周围环境的漫反射光太强D.两个光源是非相干光源解析：从两个手电筒射出的光照射到同一点上时,看不到干涉条纹,是因为两个光源是非相干光源,和其他原因无关,故正确答案为D。答案：D6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.用红光照射狭缝S1,用紫光照射狭缝S2,屏上将出现干涉条纹D.在光屏上能看到光的干涉图样,但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生解析：在双缝干涉实验中,单缝的作用是获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动情况,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源,故选项A错误,选项B正确。红光和紫光的频率不同,不能产生干涉条纹,故选项C错误。两列光波只要相遇就会叠加,满足相干条件就能发生干涉,所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉,用光屏接收只是为了肉眼观察的方便,故选项D错误。答案：B7右图为单色光双缝干涉实验某一时刻的波形,S1、S2为双缝,实线和虚线分别表示各缝发出的光的波峰和波谷。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：A8S1、S2为两个相干光源,发出的光的频率为7.51014 Hz,光屏上A点与S1、S2的光程差为1.810-6 m。(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?解析：(1)光的波长为=cf=31087.51014 m=410-7 m,光程差为r=1.810-6 m,因为r=4.5,即为半波长的奇数倍,所以为暗条纹。(2)同理分析为亮条纹。答案：(1)暗条纹(2)亮条纹能力提升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不同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,不是相干光源解析：本题考查相干光的条件,题中两光源发出的光都是白光,频率不确定,没法比较,选项A错误。光的强度对光是否产生干涉没有影响,所以选项B错误。光速在真空中是确定的,但它对光的干涉也没影响,选项C错误。题中是两个独立光源,根据物体的发光机理(原子跃迁),二者产生的不是相干光源,选项D正确。答案：D2在杨氏干涉实验中,从两个狭缝到达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k=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透明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：本题考查对形成明暗条纹条件的理解。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,B项正确。答案：B3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)()在距双缝的光的路程相等的点处形成暗条纹;在距双缝的光的路程差为n的点处形成亮条纹;在距双缝的光的路程差为n2的点处形成亮条纹;在距双缝的光的路程差为n+12的点处形成暗条纹。A.B.C.D.解析：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=k,k=0,1,2,3,这点为加强点,该处出现亮条纹;当距离之差s为半波长的奇数倍时,即s=(2k+1)2,k=0,1,2,3,这点为减弱点,该处出现暗条纹。答案：D4在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 m,若分别用频率f1=5.01014 Hz和f2=7.51014 Hz的单色光垂直照射双缝,则P点出现明、暗条纹的情况是()A.单色光f1和f2分别照射时,均出现明条纹B.单色光f1和f2分别照射时,均出现暗条纹C.单色光f1照射时出现明条纹,单色光f2照射时出现暗条纹D.单色光f1照射时出现暗条纹,单色光f2照射时出现明条纹解析：本题考查双缝干涉实验中屏上出现明、暗条纹的条件。根据已有波的叠加知识,知与两个狭缝的光的路程差是波长的整数倍处出现亮条纹,与两个狭缝的光的路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹。据=cf可得1=cf1=31085.01014 m=0.610-6 m=0.60 m,2=cf2=31087.51014 m=0.410-6 m=0.40 m,即d=0.60 m=1,d=0.60 m=322=322。由以上分析可知,选项C正确。答案：C5如图所示,在双缝干涉实验中,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,其中央亮条纹P的位置不变C.仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P的位置略向上移D.仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹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,由双缝S1、S2射出的仍是相干光,由双缝S1、S2发出的光到达屏上P点下方某点的光程差为零,故中央亮纹下移。答案：D6煤矿中的甲烷危害极大,某同学查资料得知含有甲烷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,就能够监测甲烷浓度。如果屏的正中央O点变为暗纹,说明B中气体()A.一定含甲烷B.一定不含甲烷C.不一定含甲烷D.无法判断解析：如果屏的正中央O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中气体一定含甲烷。答案：A7如图所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1和S2的距离之差为2.1 m。今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验,问P点是亮条纹还是暗条纹。(1)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为410-7 m。(2)已知B光在某种介质中波长为3.1510-7 m,当B光从这种介质射向空气时临界角为37。解析：(1)设光在空气中的波长为1,由于在介质中传播时频率不变,所以由n=12得1=n2=1.5410-7 m=610-7 m。由光的路程差s=2.1 m=2.110-6 m 得N1=s1=2.110-6610-7=3.5。由此可知,从S1、S2到P点的光程差是半波长的奇数倍。故当A光作光源时,P点处为暗条纹。(2)根据临界角与折射率的关系,sin C=1n,所以n=1sin37=53,所以B光在空气中的波长为3=n2介=533.1510-7 m=5.2510-7 m。由光的路程差和波长的关系:N2=s3=2.110-65.2510-7=4。由此可知,当B光作光源时,P点处为亮条纹。答案：(1)暗条纹(2)亮条纹