高中物理 第十三章 光 第三節(jié) 光的干涉課后跟蹤練習(xí) 新人教版選修3-4

第13章第3節(jié)基礎(chǔ)夯實(shí)1．由兩個(gè)不同光源所發(fā)出的兩束白光落在同一點(diǎn)上，不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象．這是因?yàn)?)A．兩個(gè)光源發(fā)出光的頻率相同B．兩個(gè)光源發(fā)出光的強(qiáng)度不同C．兩個(gè)光源的光速不同D．這兩個(gè)光源是彼此獨(dú)立的，不是相干光源答案：D解析：緊扣相干光源的條件須為同頻率的單色光源，而不同光源發(fā)出的光頻率一般不同，所以不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象．2．從兩只相同的手電筒射出的光，當(dāng)它們?cè)谀骋粎^(qū)域疊加后，看不到干涉圖樣，這是因?yàn)?)A．手電筒射出的光不是單色光B．干涉圖樣太細(xì)小看不清楚C．周?chē)h(huán)境的光太強(qiáng)D．這兩束光為非相干光源答案：D解析：兩束光的頻率不同，不滿足干涉產(chǎn)生的條件．3．(·石家莊市一中高二檢測(cè))在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過(guò)紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過(guò)綠光)，這時(shí)()A．只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B．紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在C．任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上無(wú)任何光亮答案：C4．如圖所示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()A．A、B、C三個(gè)位置都出現(xiàn)亮條紋B．B位置處出現(xiàn)暗條紋C．C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)答案：A解析：在干涉現(xiàn)象中，所謂“振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)”是指兩列波在該點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是相同，該點(diǎn)的振幅是兩列波的振幅之和，而不要理解為該點(diǎn)始終處于波峰或波谷，在某些時(shí)刻它也可以位于平衡位置(如圖中C點(diǎn))．所謂“振動(dòng)減弱的點(diǎn)”是指兩列波在該點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是相反的，該點(diǎn)的振幅是兩列波的振幅之差，如果兩列波的振幅相同，則該點(diǎn)始終在平衡位置，對(duì)光波而言，該點(diǎn)是完全暗的．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．5．(·海南模擬)兩盞普通白熾燈發(fā)出的光相遇時(shí)，我們觀察不到干涉條紋，這是因?yàn)?)A．兩盞燈亮度不同B．燈光的波長(zhǎng)太短C．兩燈光的振動(dòng)情況不同D．電燈發(fā)出的光不穩(wěn)定答案：C解析：一般情況下，兩個(gè)不同的光源發(fā)出的光或同一個(gè)光源的不同部分發(fā)出的光振動(dòng)情況往往是不同的，由點(diǎn)光源發(fā)出的光或同一列光分出的兩列光其振動(dòng)情況是相同的．6．取兩塊平玻璃板，合在一起用手捏緊，會(huì)從玻璃板上看到彩色條紋，這是光的干涉現(xiàn)象，有關(guān)這一現(xiàn)象的敘述正確的是()A．這是上下兩塊玻璃板的上表面反射光干涉的結(jié)果B．這是兩玻璃板間的空氣薄層上下兩表面的反射光干涉的結(jié)果C．這是上面一塊玻璃的上、下兩表面的反射光干涉的結(jié)果D．這是下面一塊玻璃的上、下兩表面的反射光干涉的結(jié)果答案：B解析：形成干涉條紋是有一定條件的，即兩列相干光的路程差需要連續(xù)變化，當(dāng)Δr＝±kλ(k＝0,1,2…)時(shí)，形成明條紋，當(dāng)Δr＝±(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2…)時(shí)，形成暗條紋．當(dāng)入射光是白光時(shí)，就會(huì)形成彩色條紋，對(duì)平板玻璃來(lái)說(shuō)，每一塊平板玻璃上下表面都是平行的，故不具備產(chǎn)生干涉條紋的條件，而中間的空氣膜，則可能具備這一條件．7．用紅光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到干涉條紋．在其他條件不變的情況下，改用紫光做實(shí)驗(yàn)，則干涉條紋間距將變__________，如果改用白光做實(shí)驗(yàn)，在屏上將出現(xiàn)__________色條紋．答案：小彩解析：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在其他條件不變的情況下，干涉條紋的間距與入射光的波長(zhǎng)成正比，紫光波長(zhǎng)小于紅光波長(zhǎng)，所以改用紫光做實(shí)驗(yàn)，干涉條紋間距將變?。挠冒坠庾鰧?shí)驗(yàn)時(shí)，由于七色光的波長(zhǎng)不同，各自干涉條紋的間距不同．在光屏幕上單色光加強(qiáng)的位置不同，于是出現(xiàn)彩色干涉條紋．可通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直接得出答案．8．(·連云港高二期末)S1、S2為兩個(gè)相干光源，發(fā)出的光的頻率為7.5×1014Hz，光屏上A點(diǎn)與S1、S2的光程差為1.8×10－6m.(1)若S1、S2的振動(dòng)步調(diào)完全一致，則A點(diǎn)出現(xiàn)什么條紋？(2)若S1、S2答案：(1)暗條紋(2)亮條紋能力提升1．某同學(xué)自己動(dòng)手利用如圖所示的器材，觀察光的干涉現(xiàn)象，其中，A為單縫屏，B為雙縫屏，C為像屏．當(dāng)他用一束陽(yáng)光照射到A上時(shí)，屏C上并沒(méi)有出現(xiàn)干涉條紋．他移走B后，C上出現(xiàn)一窄亮斑．分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因，最大的可能是()A．單縫S太窄B．單縫S太寬C．S到S1和S2距離不等D．太陽(yáng)光不能作光源答案：B2．(·黃岡高二期中)年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予對(duì)激光研究做出杰出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家．如圖所示是研究激光相干性的雙縫干涉示意圖，擋板上有兩條狹縫S1、S2，由S1和S2發(fā)出的兩列波到達(dá)屏上時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉條紋．已知入射激光波長(zhǎng)為λ，屏上的P點(diǎn)到兩縫S1和S2的距離相等，如果把P處的亮條紋記作第0號(hào)亮紋，由P向上數(shù)與0號(hào)亮紋相鄰的亮紋為1號(hào)亮紋，與1號(hào)亮紋相鄰的亮紋為2號(hào)亮紋，設(shè)P1處的亮紋恰好是10號(hào)亮紋，直線S1P1的長(zhǎng)度為r1，S2P1的長(zhǎng)度為r2，則r2－r1等于()A．5λ B．10λC．20λ D．40λ答案：B3．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)，λ為光波波長(zhǎng))()①在距雙縫的路程相等的點(diǎn)形成暗條紋；②在距雙縫的路程差為nλ的點(diǎn)形成亮條紋；③在距雙縫的路程差為neq\f(λ,2)的點(diǎn)形成亮條紋；④在距雙縫的路程差為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,2)))λ的點(diǎn)形成暗條紋．A．①② B．②③C．③④ D．②④答案：D解析：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)某處距雙縫距離之差Δx為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，即Δx＝kλ，k＝0,1,2,3，…這點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，該處出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)某處距雙縫距離之差Δx為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，即Δx＝(2k＋1)eq\f(λ,2)，k＝0,1,2,3，…這點(diǎn)為減弱點(diǎn)，該處出現(xiàn)暗條紋．4．用波長(zhǎng)為λ的平行單色光做“雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)，O點(diǎn)處為中央亮條紋，若要O點(diǎn)處為中央亮條紋上面的第一條亮條紋，則雙縫應(yīng)向________移動(dòng)________．(雙縫間距為d，擋板與屏間距離為l)．答案：下eq\f(l,d)λ解析：當(dāng)下移Δx＝eq\f(l,d)λ時(shí)，開(kāi)始的下邊第一條亮條紋后來(lái)剛好是中央亮條紋，那么開(kāi)始的中央亮條紋處剛好是上面第一條亮條紋．5．(思維拓展題)如圖所示，用激光束照射雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，后面屏上出現(xiàn)干涉條紋，其中單縫的作用是產(chǎn)生線光源，單縫、雙縫應(yīng)平行放置．若將單縫繞中心軸旋轉(zhuǎn)(不超過(guò)90°)條紋將發(fā)生什么變化？若將雙縫繞中心軸旋轉(zhuǎn)(不超過(guò)90°)條紋將發(fā)生什么變化？答案：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，單縫的作用是形成線光源，雙縫的作用是形成振動(dòng)情況相同的相干光源，當(dāng)單縫旋轉(zhuǎn)時(shí)，雙縫被照亮的面積減小，雙縫雖然仍能形成相干光源，但由于通過(guò)雙縫的光能量減少，所以屏上仍能產(chǎn)生干涉條紋，但條紋變暗．當(dāng)雙縫旋轉(zhuǎn)時(shí)，同樣會(huì)導(dǎo)致干涉條紋變暗．同時(shí)，干涉條紋保持與雙縫平行，也隨雙縫的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)．6．光纖通信是70年代以后發(fā)展起來(lái)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0.85μm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1.06μm的單色光．這種操縱系統(tǒng)通過(guò)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(wèn)題：(1)在光纖制導(dǎo)中，上行光信號(hào)在真空中波長(zhǎng)是多少？(2)為什么上行光信號(hào)和下