2022年高中物理第章光的波动性_光的干涉学业分层测评沪科版选修- .pdf

1 第 4 章 4.1 光的干涉( 建议用时： 45 分钟 ) 学业达标 1. 以下光源不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光E.一束平行单色光经双缝后分为两束【解析】相干光的条件，必须是频率相同，相位差恒定. 【答案】ABC 2. 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 )( ) 【导学号： 38910046】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(n12) 的点形成暗条纹E.在距离双缝的路程差恰好是一个波长时，形成亮条纹【解析】在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差x为波长的整数倍时，即xk，k0,1,2,3，这些点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差x为半波长的奇数倍时，即x(2k1)2，k0,1,2,3 这些点为减弱点，该处出现暗条纹；故选项 B、D正确， A、C错误 .路程差恰好是一个波长时出现亮条纹，E正确 . 【答案】BDE 3. 下列现象中，属于光的干涉现象的是( ) A.雨后马路上油膜呈彩色B.肥皂泡在阳光下呈现出彩色C.阳光通过三棱镜形成彩色光带D.单色光通过双缝时形成明暗相间条纹E.室内同时打开两盏电灯，灯光变亮【解析】阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散现象，C错误 . 室内打开两盏电灯，不符合干涉条件，E错误，故A、B、D正确. 【答案】ABD 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 2 4. 下列说法正确的是( ) A.用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光B.用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红光C.涂有增透膜的照相机镜头，增强了对照射光的透射程度D.从竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的两表面反射的光相干涉的结果E.雨后天空出现彩虹是薄膜干涉现象【解析】由于干涉实验中，波长越大，条纹间距越大而红光波长最长，故偏离中央明条纹最远的是红光，B对；增透膜增加了透射光的能量，且应该增透的是对人的视觉最敏感的绿光，从而才能使所成的像既亮又清晰；肥皂膜上的条纹是由于光从膜前、后表面反射后，相干而形成的，C、D对. 雨后天空出现彩虹是光的折射形成的，E错. 【答案】BCD 5. 在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差s10.75 m ，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差s21.5 m.若用频率 6.0 1014Hz的黄光照射双缝，则P点出现 _条纹，Q点出现 _条纹 . 【解析】由光的频率6.0 1014 Hz ，知光的波长c/ 5107 m.P点到双缝S1、S2的距离之差s10.75 m 7.5 107m 1.5 .Q点到双缝S1、S2的距离之差s21.5 m 15107 m3，因此，P点出现暗条纹，Q点出现亮条纹 . 【答案】暗亮6. 在双缝干涉实验中，由双缝S1、S2发出的光在光屏上某点P叠加，若光的波长为600 nm ，光屏上P点到S1、S2的距离分别为3.2 102 mm 和 1.1 102 mm ，则P点将出现_( 选填“亮”或“暗” ) 条纹. 【解析】由S1PS2P3.2 102 mm 1.1 102 mm 2.1 102 mm S1PS2P2.1 102 mm600106 mm35 即S1PS2P35，故P点出现亮条纹 . 【答案】亮7. 为了减少在透镜表面由于光的反射带来的能量损失，可以在透镜表面上涂一层增透膜.当薄膜的厚度等于入射光在薄膜中传播的波长的14时，从薄膜的前后两个表面反射回来的光所经过的路程差恰好等于半个波长，干涉时相消， 减小了反射光的能量，增加了透射光的能量. 一透镜表面涂了一层对绿光折射率为1.38 的氟化镁薄膜，为使波长为5.52107m的绿光在薄膜上反射叠加相消，求所涂薄膜的最薄厚度是多少. 【解析】(1) 由ncv0ff0得，光在镀膜中的波长名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 3 0n5.5210 71.38 m4107m 所以，所涂薄膜的最薄厚度是41107m 【答案】110 7m 能力提升 8. 用波长为 的单色光照射单缝O，经双缝N、M在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图 4-1-9 所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则光从( ) 【导学号： 38910047】图 4-1-9A.O到达a、b的路程差为零B.N、M到达b的路程差为C.O到达a、c的路程差为4D.N、M到达e的路程差为2E.N、M到达c点的路程差为零【解析】路程差是指从双缝处开始算起的，产生亮条纹是|s1s2| n( 其中n0,1,2,3 ) ，c点为中央亮条纹，N、M到达c点的路程差是0；b、d两点是第一级亮条纹，N、M到达b点的路程差为；a、e两点是第二级亮条纹，N、M到达e点的路程差为2，故 B、D、E正确， A 、C错误 . 【答案】BDE 9. 某同学利用如图4-1-10 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 .当他让一束阳光照射A屏时，C屏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可能是_. 图 4-1-10【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. 【答案】单缝S太宽10. 如图 4-1-11所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30107 m，屏上P名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 4 点距双缝S1和S2的路程差为7.95107 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6.30107 m 的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将_( 选填“变宽”“变窄”或“不变”).图 4-1-11【解析】根据路程差x23，故路程差是半波长的奇数倍，是暗条纹. 改用波长为 6.3010 7 m 的激光，则波长变大，条纹间距变宽. 【答案】暗条纹变宽11. 如图 4-1-12 所示，在双缝干涉实验中，若用1510 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 24107 m 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？【导学号： 38910048】图 4-1-12【解析】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dS2AS1A，用 1光照射时为第二级亮条纹，即d21代入数据d1106 m，这个路程差1106 m对于波长为2的光波来说1106 m4107 m2.5 即为半波长的奇数倍，A处为暗条纹d(2k1)2(k0，1，2)1106 m(2k1)41072 m，即k2 当k0 时为第一级暗条纹，所以当k2 时应为第三级暗条纹. 【答案】见解析名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -