2018_2019高中物理第13章光13.3光的干涉課后提升作業(yè)新人教版.docx

13.3 光的干涉課后提升作業(yè) 【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練】1.白光通過(guò)雙縫后在屏上產(chǎn)生彩色條紋,若在兩個(gè)縫上分別安裝紅色和綠色濾光片,則屏上將出現(xiàn)()A.黃色干涉條紋B.紅、綠相間的條紋C.黑、白相間的條紋D.無(wú)干涉條紋【解析】選D。在兩縫上分別安裝紅色和綠色濾光片后,到達(dá)屏上的兩束光分別是紅光和綠光,由于紅光和綠光頻率不同,不是相干光,不會(huì)出現(xiàn)干涉條紋,故正確答案為D。2.(多選)楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是(n為自然數(shù),為光波波長(zhǎng))()A.在距雙縫的光程差相等的點(diǎn)形成暗條紋B.在距雙縫的光程差為n的點(diǎn)形成明條紋C.在距雙縫的光程差為n的點(diǎn)形成明條紋D.在距雙縫的光程差為n+12的點(diǎn)形成暗條紋【解析】選B、D。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)某處距雙縫距離之差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),即=n,n=0、1、2、3這點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn),該處出現(xiàn)明條紋;當(dāng)距離之差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),即=(2n+1),n=0、1、2、3這點(diǎn)為減弱點(diǎn),該處出現(xiàn)暗條紋。B、D正確。3.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是()A.相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是不等的B.把入射光由紅光換成紫光,相鄰兩明條紋間距變寬C.只有頻率相同的兩列光才能發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象D.頻率不同的兩列光波也能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,只是不穩(wěn)定【解析】選C。在干涉中,相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是相等的,A錯(cuò),入射光波長(zhǎng)越大,條紋間距越大,B錯(cuò)。C正確,D錯(cuò)誤。4.在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,如果不用激光光源而用一般的單色光源,為了完成實(shí)驗(yàn)可在雙縫前邊加一單縫獲得線光源,如圖所示,在用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),若單縫S從雙縫S1、S2的中央對(duì)稱軸位置處稍微向上移動(dòng),則()A.不再產(chǎn)生干涉條紋B.仍可產(chǎn)生干涉條紋,且中央亮紋P的位置不變C.仍可產(chǎn)生干涉條紋,中央亮紋P的位置向上移D.仍可產(chǎn)生干涉條紋,中央亮紋P的位置向下移【解析】選D。本實(shí)驗(yàn)中單縫S的作用是形成頻率一定的線光源,雙縫S1、S2的作用是形成相干光源,稍微移動(dòng)S后,沒(méi)有改變傳到雙縫的光的頻率,由S1、S2射出的仍是相干光,由單縫S發(fā)出的光到達(dá)屏幕上P點(diǎn)下方某點(diǎn)光程差為零,故中央亮紋下移,則A、B、C錯(cuò)誤,D正確。5.(多選)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,綠光通過(guò)單縫S后,投射到具有雙縫的擋板上,雙縫S1和S2與單縫S的距離相等,光通過(guò)雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點(diǎn)到兩縫的距離相等,P點(diǎn)是距O點(diǎn)最近的第一條亮條紋。已知紅光、綠光和藍(lán)光三種色光比較,紅光的波長(zhǎng)最長(zhǎng),藍(lán)光的波長(zhǎng)最短,那么如果將入射的綠光換成紅光或藍(lán)光,討論屏上O點(diǎn)及其上方的干涉條紋的情況,下列敘述正確的是()A.O點(diǎn)是紅光的亮條紋B.紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方C.O點(diǎn)不是藍(lán)光的亮條紋D.藍(lán)光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方【解析】選A、B。由于O點(diǎn)到雙縫的路程差為零,所以這里為各種色光的中央亮條紋,A正確,C錯(cuò);由于P點(diǎn)是綠光的第一條亮條紋,紅光的波長(zhǎng)大于綠光,條紋間距大于綠光的條紋間距,所以紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)上方,B正確;同理,藍(lán)光的波長(zhǎng)小于綠光,條紋間距小于綠光的條紋間距,藍(lán)光的第一條亮條紋在P點(diǎn)下方,D錯(cuò)?！究偨Y(jié)提升】觀察干涉圖樣時(shí)應(yīng)注意的四點(diǎn)(1)在兩束相干光波相遇的空間里,都能接收到干涉圖樣,實(shí)驗(yàn)時(shí)看到的是在光屏所在位置上的干涉圖樣。(2)單色光產(chǎn)生的干涉圖樣是明暗相間的條紋,不同色光產(chǎn)生的條紋間距與光波的波長(zhǎng)成正比,所以紅光產(chǎn)生的條紋間距最大,紫光產(chǎn)生的條紋間距最小。(3)白光的干涉條紋是彩色的,中間一條白色的亮條紋為零級(jí)亮條紋,其余各級(jí)彩色條紋是以零級(jí)亮條紋為中心的對(duì)稱圖樣,在各級(jí)彩色條紋中,紅色在最外側(cè)。(4)改變雙縫間距或雙縫與屏的距離,產(chǎn)生的干涉條紋的間距發(fā)生變化,說(shuō)明條紋間距與雙縫間距及雙縫到屏的距離有關(guān)。6.(2018連云港高二檢測(cè))用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),在光屏上某點(diǎn)P,從中央O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)數(shù),P點(diǎn)恰為第三條亮紋,現(xiàn)改用波長(zhǎng)較短的單色光照射,其他的條件不變,那么()A.P處仍為第三條亮紋B.P處可能是第四條亮紋C.P處可能是第二條亮紋D.若將光屏向雙縫移近一些,在P處可能看到第二條亮紋【解析】選B。波長(zhǎng)變短,雙縫到P點(diǎn)光程差不變,故A、C錯(cuò),B對(duì);若將光屏向雙縫移近一些,條紋間距變小,故D錯(cuò)。【補(bǔ)償訓(xùn)練】(2018孝感高二檢測(cè))如圖所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖,S為單縫,S1、S2為雙縫,P為光屏。用綠光從左邊照射單縫S時(shí),可在光屏P上觀察到干涉條紋,能使條紋間距變大的措施是()A.增大雙縫間的距離B.增大雙縫到屏的距離C.將綠光換為紫光D.將裝置從空氣改為放置水中【解析】選B。根據(jù)公式x=,要增大條紋間距,可以增大l,減小d,換波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光。如果將裝置從空氣改為放置水中,波長(zhǎng)變短,條紋間距變小,故只有B選項(xiàng)正確。7.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫,在雙縫后的屏幕上,紅光的干涉條紋間距x1與綠光的干涉條紋間距x2相比,x1(選填“”“0.3008.在楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中,若單色光的波長(zhǎng)=5.8910-7m,雙縫間的距離d=1mm,雙縫到屏的距離l=2m。求第1個(gè)亮條紋到第11個(gè)亮條紋的中心間距?！窘馕觥肯噜徚翖l紋的中心間距x=,由題意知,亮條紋的數(shù)目n=10,解得代入數(shù)據(jù)解得L=1.17810-2m。答案:1.17810-2m【能力提升練】1.(2018銀川高二檢測(cè))下列關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中正確的是()A.單縫的作用是獲得頻率保持不變的相干光源B.雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況相同的相干光源C.光屏上距兩縫的路程差等于半波長(zhǎng)的整數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋D.在光屏上能看到光的干涉圖樣,但在雙縫與光屏之間的空間卻沒(méi)有干涉發(fā)生【解析】選B。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,單縫的作用是獲得一個(gè)線光源,使光源有唯一的頻率和振動(dòng)情況,雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的相干光源,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確。在兩個(gè)相干光源完全相同的情況下,光屏上距兩縫的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍處出現(xiàn)暗紋,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。兩列光波只要相遇就會(huì)疊加,滿足相干條件就能發(fā)生干涉,所以在雙縫與光屏之間的空間也會(huì)發(fā)生光的干涉,用光屏接收只是為了肉眼觀察的方便,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)關(guān)于楊氏干涉條紋,以下說(shuō)法中正確的是()A.用同一單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),能觀察到明暗相間的單色條紋B.用同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的亮條紋距雙縫的距離之差一定為該單色光波長(zhǎng)的奇數(shù)倍C.用同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的暗條紋距雙縫的距離之差一定為該單色光半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍D.用不同色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),各色光產(chǎn)生的干涉條紋間距相同E.用不同色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),各色光的速度不同,但造成條紋間距相同【解析】選A、C、E。同一單色光的干涉條紋為明暗相間的單色條紋,A正確;距離差為k(=0,1,2,3)時(shí)為亮條紋,B錯(cuò)誤;距離差為(2k+1)(k=0,1,2,3)時(shí)為暗條紋,C正確;雙縫干涉條紋的寬度與波長(zhǎng)有關(guān),各色光的波長(zhǎng)不同,則條紋寬度不同,故D錯(cuò)誤,E正確。2.如圖所示,用頻率為f的單色光垂直照射雙縫,在光屏上的P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋。已知光速為c,則P點(diǎn)到雙縫的距離之差r2-r1應(yīng)為()A.c2fB.3c2fC.D.5c2f【解析】選D。在某點(diǎn)產(chǎn)生暗條紋的條件是:光程差r2-r1為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。已知P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋,說(shuō)明r2-r1=,由c=f得:=,則r2-r1=。【易錯(cuò)提醒】解答本題的兩個(gè)易錯(cuò)點(diǎn):(1)產(chǎn)生暗條紋的條件認(rèn)為是光程差為波長(zhǎng)的奇數(shù)倍而出錯(cuò)。(2)認(rèn)為第3條暗條紋對(duì)應(yīng)于r2-r1=,導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤。3.用綠光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),在光屏上呈現(xiàn)出明、暗相間的綠條紋,相鄰兩條綠條紋間的距離為x,下列說(shuō)法中正確的有()A.如果增大單縫到雙縫間的距離,x將增大B.如果增大雙縫之間的距離,x將增大C.如果增大雙縫到光屏之間的距離,x將增大D.如果減小雙縫的每條縫的寬度,而不改變雙縫間的距離,x將增大【解析】選C。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,兩條相鄰明條紋或暗條紋間的距離x=,增大單縫到雙縫間的距離,x不變,A錯(cuò)誤;增大雙縫之間距離,x將減小,B錯(cuò)誤;增大雙縫到光屏的距離,x將增大,C正確;減小每條縫的寬度,而不改變雙縫間距離,x不變,D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用黃光作為入射光。為了增大干涉條紋的間距,該同學(xué)可以采用的方法有()A.改用紅光作為入射光B.改用藍(lán)光作為入射光C.增大雙縫到屏的距離D.增大雙縫之間的距離【解析】選A、C。由干涉條紋間距公式x=可知,要增大干涉條紋的間距,可以增大雙縫到屏的距離l、減小雙縫之間的距離d,選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤;還可以換用波長(zhǎng)大的單色光,紅光的波長(zhǎng)比黃光大,藍(lán)光的波長(zhǎng)比黃光小,選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤。4.如圖所示,在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,S1和S2為雙縫,P是光屏上的一點(diǎn),已知P點(diǎn)與S1、S2距離之差為2.110-6m,分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),問(wèn)P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋?(1)已知A光在折射率為n=1.5的介質(zhì)中波長(zhǎng)為410-7m。(2)已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為3.1510-7m,當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí),臨界角為3