人教版高中物理选择性必修第一册课后习题 第4章 3.光的干涉.docVIP

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3.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 B.

C.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=

4.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=ld

5.(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=5×10-7

n=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