1、新人教版选择性必修一课后作业第四章光 光的干涉 一、选择题 1.下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是() 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.光屏上与两缝的距离之差等于半波长的整数倍处出现暗条纹 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 2.某同学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 为光屏。当他让一束 阳光照射 A 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 C.S
2、到 S1和 S2距离不等D.阳光不能作为光源 3.我们平时从来没有观察到从两只小灯泡发出的光在屏上产生干涉条纹,其主要原因是() A.两只小灯泡灯丝的发光面积太大,不能看作点光源 B.平时环境里外界杂散的光太强,干扰了对干涉条纹的观察 C.两只小灯泡的灯丝离得较远,产生的干涉条纹太密,不能分辨 D.小灯泡灯丝发出的光是大量原子被激发后随机辐射的,很难满足相干条件 4.如图所示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。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
3、() 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 5.(多选)在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)() A.在与双缝的距离之差相等的点形成暗条纹 B.在与双缝的距离之差为 n的点形成亮条纹 C.在与双缝的距离之差为 n? 2的点形成亮条纹 D.在与双缝的距离之差为 ? + 1 2 的点形成暗条纹 6.在双缝干涉实验中,光屏上 P 点到双缝 S1、S2的距离之差为1=0.75 m,光屏上 Q 点到双缝 S1、S2 的距离之差为2=1.5 m。如果用频率为 f=6.010 14 Hz
4、 的黄光照射双缝,则() A.P 点出现亮条纹,Q 点出现暗条纹 B.Q 点出现亮条纹,P 点出现暗条纹 C.两点均出现暗条纹 D.两点均出现亮条纹 7.如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置。所用单色光是用普通光源加滤 光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的() A.a 的上表面和 b 的下表面 B.a 的上表面和 b 的上表面 C.a 的下表面和 b 的上表面 D.a 的下表面和 b 的下表面 8.在光的双缝干涉实验中,能增大条纹间距的做法是() A.改用频率更高的光波B.改用波长更长的光波 C.增大双缝间距D.减小双缝与光屏间距 9.
5、(多选)如图所示是双缝干涉的示意图,S 为单缝,S1、S2为双缝,P 为光屏,用绿光从左边照射单缝 S 时,可在光屏 P 上观察到干涉条纹。下列说法正确的是() A.将绿光换为红光,干涉条纹间的距离增大 B.将绿光换为紫光,干涉条纹间的距离增大 C.减小双缝间的距离,中央亮条纹会变成暗条纹 D.增大双缝到屏的距离,干涉条纹间的距离增大 10.用单色光完成“杨氏双缝干涉实验”,光屏上形成的图样是() 11.一束白光通过双缝后在屏上产生干涉条纹,除中央白色条纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是 () A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同 B.各色光的速度不同,造成干涉条纹的间距不
6、同 C.各色光的强度不同,造成干涉条纹的间距不同 D.各色光通过双缝到达一确定点的距离不同 12.在光的双缝干涉现象里,下列描述正确的是() A.用白光做光的干涉实验时,偏离中央亮条纹最远的是波长最长的红光 B.用白光做光的干涉实验时,偏离中央亮条纹最远的是波长最短的紫光 C.相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的 D.在双缝干涉现象里,把入射光由红光换成紫光,相邻两个亮条纹间距将变宽 13.如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P 是附有肥皂薄膜的铁丝圈,S 是一点燃的酒精灯, 往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的() 14.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图
7、(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐),图(b) 是竖立的附着一层肥皂液膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在竖直平面内缓慢旋转,观察到的现象 是() A.当金属丝圈旋转 30时,干涉条纹同方向旋转 30 B.当金属丝圈旋转 45时,干涉条纹同方向旋转 90 C.当金属丝圈旋转 60时,干涉条纹同方向旋转 30 D.干涉条纹保持原来状态不变 二、非选择题 15.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、S2的距离之差为 2.110 -6 m,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 光在空气中的波
8、长为 610 -7 m; (2)已知 B 光在某种介质中的波长为 3.1510 -7 m,当 B 光从这种介质射向空气时,临界角为 37(sin 37=0.6)。 16.用干涉法检查物体表面平整程度,产生的干涉条纹是一组平行的条纹,若劈尖的上表面向上平移, 如图甲所示,则干涉条纹的距离将;若使劈尖角度增大,如图乙所示,干涉条纹的距离 将;若用折射率为 n 的透明介质充满劈尖,干涉条纹的距离将。(均选填“变 窄”“变宽”或“不变”) 17.为了减少光在透镜表面由于反射而带来的光能损失,可在透镜表面涂上一层增透膜,利用薄膜的 干涉相消来减少反射光的能量,使尽可能多的光能通过透镜。增透膜一般用折射率
9、为 1.38 的氟化镁。 波长为 5.5210 -7 m 的绿光在垂直透镜表面入射时,为了使反射光干涉相消,求所涂的这种增透膜的 厚度。 答案答案 一、选择题 1.B在光的双缝干涉实验中,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,选项 A 错误,B 正确。光屏上与两缝的距离之差为 半波长的奇数倍处出现暗条纹,光屏上与两缝的距离之差为半波长的偶数倍处出现亮条纹,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方便肉眼观察,选项 D 错误。 2.B
10、光的双缝干涉实验中,单缝的作用是获得线光源,而线光源可以看成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最大的可能是单缝 S 太宽,得不到线光源,选 B。 3.D两只小灯泡发出的光在屏上不产生干涉条纹,是由于小灯泡灯丝发出的光是大量原子被激发后 随机辐射的,频率不稳定,不符合干涉产生的条件,故 D 正确,A、B、C 错误。 4.A本题中,A、B、C 三点是振动加强的点,在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(题图中 B 点)振动也是加强的,不要以为 B 点是振动减弱点,故 A 正确。 5.BD在杨氏双缝干涉实验中,当某处与双缝距离之差为波长的整数倍,
11、即 =n(n=0,1,2,)时,这点为振动加强点,该处出现亮条纹;当为半波长的奇数倍,即 =(2n+1)? 2(n=0,1,2,)时,这点为振动减弱点,该处出现暗条纹,选 B、D。 6.B根据波长与波速的关系式=? ?,可知黄光的波长=0.5 m,则 P 点到双缝 S1和 S2的距离之差 1是黄光波长的 1.5 倍,为半波长的奇数倍,P 点出现暗条纹;而 Q 点到双缝 S1、S2的距离之差2是 黄光波长的 3 倍,为波长的整数倍,Q 点出现亮条纹,所以选项 B 正确。 7.C干涉法检查某块厚玻璃板的表面是否平整的原理是单色光的薄膜干涉,这里的薄膜指的是样板 与待测厚玻璃板之间的空气层。空气层的
12、上表面和下表面分别反射的光会发生干涉,观察干涉后形 成的条纹是否为平行直线,可以判定厚玻璃板的上表面是否平整,因此选项 C 是正确的。 8.B根据双缝干涉中相邻两条明(暗)条纹间的距离x=? ?,频率越高的光波对应的波长越短,可知 对应的条纹间距越小,故 A 错误;改用波长更长的光波,对应两条明(暗)条纹间的距离会增大,故 B 正 确;减小双缝间距,对应两条明(暗)条纹间的距离会增大,故 C 错误;减小双缝与光屏间距,对应两条 明(暗)条纹间的距离会减小,故 D 错误。 9.AD根据双缝干涉的条纹间距公式x=? ?知,将绿光换为红光,波长变长,则干涉条纹间距变大,故 A 正确;根据双缝干涉的条
13、纹间距公式x=? ?知,将绿光换为紫光,波长变短,则干涉条纹间距减小, 故 B 错误;根据双缝干涉的条纹间距公式x=? ?知,减小双缝间的距离,即 d 变小,则干涉条纹间距增 大,且中央条纹仍然是亮条纹,故 C 错误;根据双缝干涉的条纹间距公式x=? ?知,增大双缝到屏的距 离,即 l 增大,则干涉条纹间距增大,故 D 正确。 10.A用单色光完成“杨氏双缝干涉实验”,光屏上形成的图样是平行等距、明暗相间的条纹,故选 A。 11.A各色光的频率不同,波长不同,在屏上得到的干涉条纹的间距不同,在中央处各种颜色的条纹 叠加后得到白色条纹,两侧出现彩色条纹,故 A 正确。 12.A在双缝干涉现象中,
14、在其他条件相同时,条纹间距与光的波长成正比,在可见光中,红光波长最 长,紫光波长最短,故用白光做光的干涉实验,偏离中央亮条纹最远的是红光,A 正确、B 错误。双缝 干涉现象中,相邻两亮条纹或两暗条纹是等间距的,故 C 错误。红光的波长比紫光的波长长,所以换 成紫光后,相邻两亮条纹间距将变窄,故 D 错误。 13.D铁丝圈上的肥皂薄膜在重力作用下上薄下厚,在同一水平线上薄膜厚度基本一致,如果某一厚 度处前后表面反射的光波叠加后得到加强,那么这一水平线上(同一厚度)的各处光波均会加强,所以 干涉条纹应是基本水平的,选 D。 14.D金属丝圈在所在竖直平面内缓慢旋转时,不影响薄膜上薄下厚的分布,因而
15、干涉条纹保持原来 状态不变,选 D。 二、非选择题 15.答案(1)暗条纹(2)亮条纹 解析(1)P 点与两缝的距离之差为r=2.110 -6 m 所以有 N1=? ?1= 2.110-6m 610-7m =3.5 由此可知,P 点与 S1、S2的距离差是半波长的奇数倍,所以用 A 光在空气中做双缝干涉实验,P 点 处是暗条纹。 (2)根据临界角与折射率的关系有 sin C=1 ? 得 n= 1 sin37= 5 3 由此可知,B 光在空气中的波长为 2=n介=5 33.1510 -7 m=5.2510 -7 m 距离差r 和波长2的关系为 N2=? ?2= 2.110-6m 5.2510-7
16、m=4 可见,用 B 光在空气中做双缝干涉实验,P 点处为亮条纹。 16.答案不变变窄变窄 解析劈尖的上表面向上平移时,上、下表面的反射光的光程差增大,但变化情况仍相同,只是条纹 平移了,条纹间距不变;若劈尖角度增大,则光程差变大得快了,因而条纹间距变窄;如果用折射率为 n 的透明介质充满劈尖,光波的波长变小,因而条纹间距变窄。 17.答案110 -7 m 解析透镜表面所涂的增透膜只使反射的绿光干涉相消,且薄膜的厚度不宜过大,其厚度应为绿光在 膜中波长的1 4,若绿光在真空中波长为0,在增透膜中的波长为,由折射率与光速的关系和光速与波 长及频率的关系得 n=? ?= ?0f ? 得=?0 ? 那么增透膜厚度 h=1 4= ?0 4?= 5.5210-7 41.38 m=110 -7 m。
