高中物理人教版4第十三章光3實(shí)驗(yàn)用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng) 課時(shí)訓(xùn)練14光的干涉

課時(shí)訓(xùn)練14光的干涉題組一光的干涉1.在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中,雙縫的作用是()A.遮住過于強(qiáng)烈的燈光B.形成兩個(gè)振動(dòng)情況相同的光源C.使白光變成單色光D.使光發(fā)生折射解析:本題考查光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置,雙縫的作用是獲得相干光源,故正確選項(xiàng)為B。答案:B2.(多選)對(duì)于光波和聲波,下列說法正確的是()A.它們都能在真空中傳播B.它們都能產(chǎn)生反射和折射C.它們都能產(chǎn)生干涉D.聲波能產(chǎn)生干涉而光波不能解析:光波和聲波都具備波所具有的特征,即能產(chǎn)生反射、折射、干涉等現(xiàn)象,光波能在真空中傳播,而聲波不能在真空中傳播。故選項(xiàng)B、C正確。答案:BC題組二光的干涉條紋的條件3.以下兩個(gè)光源可作為相干光源的是()A.兩個(gè)相同亮度的燭焰B.兩個(gè)相同規(guī)格的燈泡C.雙絲燈泡D.出自一個(gè)光源的兩束激光解析:相干光源必須滿足頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定,只有D選項(xiàng)符合條件。答案:D4.(多選)在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,如果()A.用白光作為光源,屏上將呈現(xiàn)黑白相同的條紋B.用紅光作為光源,屏上將呈現(xiàn)紅黑相同的條紋C.用紅光照射一條狹縫,用紫光照射另一條狹縫,屏上將呈現(xiàn)彩色條紋D.用紫光作為光源,遮住其中一條狹縫,屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋解析:用白光做楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn),屏上將呈現(xiàn)彩色條紋,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;用紅光作光源,屏上將呈現(xiàn)紅色亮條紋與暗條紋(即黑條紋)相間的條紋,選項(xiàng)B正確;紅光和紫光頻率不同,不能產(chǎn)生干涉條紋,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;用紫光作光源,遮住其中一條狹縫,屏上將出現(xiàn)單縫衍射條紋,即間距不等的條紋,選項(xiàng)D正確。答案:BD題組三光的干涉圖樣5.下圖為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖,圖甲為用綠光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)屏上觀察到的現(xiàn)象,圖乙為換用另一顏色的單色光實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的條紋情況,則下列說法中正確的是()A.乙圖可能是用紫光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋,表明紫光波長(zhǎng)較長(zhǎng)B.乙圖可能是用紫光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋,表明紫光波長(zhǎng)較短C.乙圖可能是用紅光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋,表明紅光波長(zhǎng)較長(zhǎng)D.乙圖可能是用紅光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋,表明紅光波長(zhǎng)較短解析:由λ=Δx可知,紅光波長(zhǎng)較長(zhǎng),條紋間距大。答案:C6.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. B. C. D.解析: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,說明r2-r1=λ,由c=λf得λ=,則r2-r1=。答案:D7.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的位置略向上移D.仍可產(chǎn)生干涉條紋,中央亮紋P的位置略向下移解析: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,沒有改變傳到雙縫的光的頻率,由S1、S2射出的仍是相干光,若單縫S稍微向上移動(dòng),由單縫S發(fā)出的光經(jīng)雙縫到達(dá)屏上P點(diǎn)下方某點(diǎn)的路程差為零,故中央亮紋下移。答案:D(建議用時(shí):30分鐘)1.根據(jù)你學(xué)過的干涉原理,判斷下列說法中正確的是()A.在真空中傳播速度相同的兩束光可以發(fā)生干涉現(xiàn)象B.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,用紅光照射一條狹縫,用紫光照射另一條狹縫,屏上將呈現(xiàn)等間距的彩色條紋C.其他條件不變的情況下,雙縫的間距越大,光屏上產(chǎn)生的干涉條紋間距越小D.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,把其中一縫擋住,則干涉條紋與原來一樣,只是亮度減半解析:由條紋間距公式可知,在其他條件不變的情況下,雙縫的間距越大,光屏上產(chǎn)生的干涉條紋間距越小,選項(xiàng)C正確。答案:C2.某同學(xué)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)觀察光的干涉現(xiàn)象,其中A為單縫屏,B為雙縫屏,C為光屏。當(dāng)讓一束陽(yáng)光照射A屏?xí)r,C屏上并沒有出現(xiàn)干涉條紋,移走B后,C上出現(xiàn)一窄亮斑。分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因可能是()A.單縫S太窄B.單縫S太寬到S1和S2距離不相等D.陽(yáng)光不能作為光源解析:雙縫干涉中單縫的作用是獲得線光源,而線光源可以看做是由許多個(gè)點(diǎn)光源沿一條線排列組成的,這里觀察不到光的干涉現(xiàn)象是由于單縫太寬,得不到線光源。故選項(xiàng)B正確。答案:B3.(多選)右圖是光的雙縫干涉的示意圖,下列說法中正確的是()A.單縫S的作用是為了增加光的強(qiáng)度B.雙縫S1、S2的作用是為了產(chǎn)生兩個(gè)頻率相同的線狀光源C.當(dāng)S1、S2發(fā)出兩列光波到P點(diǎn)的路程差為光的波長(zhǎng)λ的倍時(shí),產(chǎn)生第二條暗條紋D.當(dāng)S1、S2發(fā)出的兩列光波到P點(diǎn)的路程差為波長(zhǎng)λ時(shí),產(chǎn)生中央亮條紋解析:單縫是為了獲得線光源,A項(xiàng)錯(cuò),雙縫是為了獲得相干光源,B項(xiàng)對(duì)。當(dāng)路程差為0時(shí)是中央亮紋,路程差為時(shí)產(chǎn)生第一條暗紋,則路程差為λ時(shí)產(chǎn)生第二條暗紋,故C項(xiàng)對(duì),D項(xiàng)錯(cuò)。答案:BC4.(多選)在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,如果只改變一個(gè)條件,以下說法中正確的是()A.使雙縫間距變小,則條紋間距變寬B.使屏與雙縫距離變小,則條紋間距變寬C.將入射光由綠光改為紅光,則條紋間距變寬D.將入射光由綠光改為紫光,則條紋間距變寬解析:由Δx=·λ知d減小時(shí),條紋間距變寬,所以A項(xiàng)對(duì),l變小時(shí),Δx變小,B項(xiàng)錯(cuò),λ變大,Δx變大,故C項(xiàng)對(duì),λ變小,Δx變小,D項(xiàng)錯(cuò)。答案:AC5.右圖是單色光雙縫干涉實(shí)驗(yàn)?zāi)骋粫r(shí)刻的波形圖,實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷。在此時(shí)刻,介質(zhì)中A點(diǎn)為波峰相疊加點(diǎn),B點(diǎn)為波谷相疊加點(diǎn),A、B連線上的C點(diǎn)為某中間狀態(tài)相疊加點(diǎn)。如果把屏分別放在A、B、C三個(gè)位置,那么()、B、C三個(gè)位置都出現(xiàn)亮條紋位置出現(xiàn)暗條紋位置出現(xiàn)亮條紋或暗條紋要由其他條件決定D.以上結(jié)論都不對(duì)解析:本題中,A、B、C三點(diǎn)總是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn),屏上對(duì)應(yīng)出現(xiàn)的都是亮條紋。另外,要特別注意波谷與波谷相遇的點(diǎn)(圖中B點(diǎn))振動(dòng)也是加強(qiáng)的,不要以為B點(diǎn)是暗的。答案:A6.右圖是雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置,其光屏上P處發(fā)現(xiàn)明條紋,則雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差為()A.光波的半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍B.光波的波長(zhǎng)的奇數(shù)倍C.光波的半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍D.光波的波長(zhǎng)的偶數(shù)倍解析:在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,光屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí),該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn),出現(xiàn)亮條紋;光屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),該點(diǎn)為減弱點(diǎn),出現(xiàn)暗條紋。答案:C7.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,綠光通過單縫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,光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點(diǎn)距雙縫S1和S2的距離相等,P點(diǎn)是距O點(diǎn)最近的第一條亮條紋。如果將入射的單色光換成紅光或藍(lán)光,討論屏上O點(diǎn)及其上方的干涉條紋的情況是:①O點(diǎn)是紅光的亮條紋;②紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方;③O點(diǎn)不是藍(lán)光的亮條紋;④藍(lán)光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方。已知紅光波長(zhǎng)大于綠光波長(zhǎng),綠光波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng),據(jù)此判斷()A.只有①②正確 B.只有①④正確C.只有②③正確 D.只有③④正確解析:由于O點(diǎn)到雙縫的路程差為零,所以為各種色光的亮條紋,P點(diǎn)由于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,②也正確。答案:A8.關(guān)于光的干涉,下列說法中正確的是()A.在雙縫干涉現(xiàn)象中,相鄰兩亮條紋和相鄰兩暗條紋的間距是不等的B.在雙縫干涉現(xiàn)象中,把入射光由波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光換成波長(zhǎng)較短的紫光,相鄰兩個(gè)亮條紋間距將變寬C.在雙縫干涉現(xiàn)象中,將綠光換為紅光,相鄰兩個(gè)亮條紋間距將變寬D.在雙縫干涉現(xiàn)象中,入射光為白光時(shí)得到的彩色條紋為內(nèi)紅外紫解析:在雙縫干涉現(xiàn)象中,相鄰兩亮條紋和相鄰兩暗條紋的間距是相等的,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),相鄰兩個(gè)亮條紋的間距越大,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;由于各色條紋間距不同,且紅光條紋最寬,紫光條紋最窄,故彩色條紋應(yīng)為內(nèi)紫外紅,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:C9.如圖所示,在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,激光的波長(zhǎng)為×10-7m,屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差為×10-7m,則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是(選填“明條紋”或“暗條紋”),現(xiàn)改用波長(zhǎng)為×10-7m的激光進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),保持其他條件不變,則屏上的條紋間距將(選填“變寬”“變窄”或“不變”)。

解析:由于光程差δ=×10-7m=λ,所以將出現(xiàn)暗條紋。由Δx=λ可知,由于波長(zhǎng)變大,所以條紋間距變寬。答案:暗條紋變寬10.光纖通信是20世紀(jì)70年代以后發(fā)展起來的新興技術(shù),世界上許多國(guó)家都在積極研究和發(fā)展這種技術(shù)。發(fā)射導(dǎo)彈時(shí),可在導(dǎo)彈后面連一根細(xì)如蛛絲的光纖,就像放風(fēng)箏一樣,這種纖細(xì)的光纖在導(dǎo)彈和發(fā)射裝置之間,起著雙向傳輸信號(hào)的作用。光纖制導(dǎo)的下行光信號(hào)是鎵鋁砷激光器發(fā)出的在纖芯中波長(zhǎng)為μm的單色光。上行光信號(hào)是銦鎵砷磷發(fā)光二極管發(fā)射的在纖芯中波長(zhǎng)為μm的單色光。這種操縱系統(tǒng)通過這根光纖向?qū)棸l(fā)出控制指令,導(dǎo)彈就如同長(zhǎng)“眼睛”一樣盯住目標(biāo)。根據(jù)以上信息,回答下列問題:(1)在光纖