第四節(jié)　光的干涉 課時訓(xùn)練 高中物理粵教版選擇性必修第一冊

光及其應(yīng)用第四節(jié)光的干涉A組·基礎(chǔ)達標(biāo)1．(多選)光在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是()A．為使拍攝的水面下景物更清晰，可利用偏振現(xiàn)象，在照相機鏡頭前加一偏振片，減少反射光的影響B(tài)．蚌殼內(nèi)表面上有一薄層珍珠質(zhì)，在陽光照射下常會呈現(xiàn)美麗的色彩，這是光的衍射現(xiàn)象C．在光導(dǎo)纖維內(nèi)傳送圖像是利用光的直線傳播特點D．光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象【答案】AD【解析】為使拍攝的水面下景物更清晰，可利用偏振現(xiàn)象，在照相機鏡頭前加一偏振片，減少水面反射光的影響，A正確；蚌殼內(nèi)表面上有一薄層珍珠質(zhì)，在陽光照射下常會呈現(xiàn)美麗的色彩，這是光的干涉現(xiàn)象，B錯誤；在光導(dǎo)纖維內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象，故C錯誤；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，D正確．2．在雙縫干涉實驗中，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(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，已知紅光與綠光的頻率、波長均不相等，這時()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，其他顏色的雙縫干涉條紋仍然存在C．任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在D．至少有一種顏色的雙縫干涉條紋【答案】C【解析】兩列光波發(fā)生干涉的條件之一是頻率相同，利用雙縫將一束光分成能夠發(fā)生疊加的兩束光，在光屏上形成干涉條紋，但分別用紅色濾光片和綠色濾光片擋住兩條縫后，紅光和綠光頻率不同，不能發(fā)生干涉，因此屏上不會出現(xiàn)干涉條紋．3．(多選)如圖所示，一束復(fù)色光從空氣射入玻璃中，得到a、b兩條折射光線，以下說法正確的是()A．折射光a的波長小于折射光b的波長B．兩束光在相遇區(qū)域會發(fā)生干涉現(xiàn)象C．如果讓兩束光分別在同一點通過同一個雙縫發(fā)生干涉，則所得干涉條紋間的距離Δxa<ΔxbD．在玻璃中a光較b光速度快【答案】AC【解析】a光的偏折程度大于b光的偏折程度，折射率大的光頻率大，根據(jù)λ＝eq\f(c,f)知，頻率大，波長小，所以折射光a的波長小于折射光b的波長，A正確；a、b兩列光的頻率不同，不能發(fā)生干涉，B錯誤；因為λa<λb，知干涉條紋間的距離Δxb＞Δxa，C正確；根據(jù)v＝eq\f(c,n)得，a光的折射率大，則在玻璃磚中傳播的速度小，D錯誤．4．把一平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入，如圖所示，這時可以看到明暗相間的條紋．下面關(guān)于條紋的說法中正確的是()A．干涉條紋的產(chǎn)生是由于光在空氣劈尖膜的上下兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果B．干涉條紋中的暗紋是由于上述兩列反射光的波谷與波谷疊加的結(jié)果C．增大薄片的厚度，條紋間距變大D．觀察薄膜干涉條紋時，眼睛應(yīng)在入射光的另一側(cè)【答案】A【解析】根據(jù)薄膜干涉的產(chǎn)生原理，上述現(xiàn)象是由空氣膜上下表面反射的兩列光疊加而成的，當(dāng)波峰與波峰、波谷與波谷相遇疊加時，振動加強，形成亮條紋，A正確，B錯誤；當(dāng)增大薄片的厚度，即增大空氣薄層的厚度，導(dǎo)致同級的光程差的間距變小，則干涉條紋間距會變小，C錯誤；因相干光是反射光，故觀察薄膜干涉時，應(yīng)在入射光的同一側(cè)，D錯誤．5．(2024年高州期末)某同學(xué)用單色光做雙縫干涉實驗時，觀察到條紋如圖甲所示，改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖乙所示．他改變的實驗條件可能是()A．增大了單色光的波長B．減小了雙縫之間的距離C．減小了光源到單縫的距離D．減小了雙縫到光屏之間的距離【答案】D【解析】由Δx＝eq\f(L,d)λ，可得要想減小條紋間距，需要減小單色光的波長或增大雙縫之間的距離或減小雙縫到光屏之間的距離．故D正確．6．如圖所示為雙縫干涉實驗裝置的示意圖，S為單縫，S1、S2為雙縫，P為光屏．用單色光從左側(cè)照射單縫S時，可在光屏P上觀察到干涉條紋．下列說法正確的是()A．減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離減小B．增大雙縫到屏的距離，干涉條紋間的距離增大C．若換作波長更長的單色光照射，干涉條紋間的距離減小D．若換作白光照射，光屏上不出現(xiàn)條紋【答案】B【解析】根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，減小雙縫間的距離(d變小)，增大雙縫到屏的距離(l增大)，換作波長更長的單色光照射均可使干涉條紋間距增大，A、C錯誤，B正確；換作白光照射，光屏上將出現(xiàn)彩色條紋，D錯誤．7．在雙縫干涉實驗中，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(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，這時()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．屏上無任何光亮【答案】C【解析】紅光和綠光的頻率不同，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故不能產(chǎn)生干涉條紋．8．用單色光照射位于豎直平面內(nèi)的肥皂液薄膜，所觀察到的干涉條紋為()ABCD【答案】B【解析】由于在光的干涉中亮、暗條紋的位置取決于兩列光波相遇時通過的路程差，則在薄膜干涉中取決于入射點處薄膜的厚度．因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一個上薄下厚的楔形膜，厚度相等的位置在同一條水平線上，故同一條干涉條紋必然是水平的，由此可知只有B正確．9．(多選)利用薄膜干涉的原理可以檢查平面的平整度和制成鏡頭增透膜．圖甲中，讓單色光從上方射入，這時從上方看可以看到明暗相間的條紋，下列說法正確的是()A．圖甲中將薄片向著劈尖方向移動使劈角變大時，條紋變疏B．圖甲中將樣板微微平行上移，條紋疏密不變C．在圖甲中如果看到的條紋如圖乙所示，說明被檢平面在此處是凹陷D．圖丙中鍍了增透膜的鏡頭看起來是有顏色的，那是增透了這種顏色的光的緣故【答案】BC【解析】當(dāng)將薄片向著劈尖方向移動使劈角變大時，相鄰亮條紋間距變小，所以干涉條紋會變密；A錯誤；圖甲中將樣板微微平行上移，導(dǎo)致滿足原亮條紋光程差的間距向劈尖移動，因此出現(xiàn)條紋向著劈尖移動，但條紋疏密不變，B正確；從彎曲的條紋可知，此處檢查平面左邊處的空氣膜厚度與后面的空氣膜厚度相同，知此處凹陷，C正確；照相機、望遠鏡的鏡頭表面鍍了一層透光的膜，可以增大某種光的透射強度，這種膜稱為增透膜，這是利用了光的干涉現(xiàn)象，同時鍍膜鏡頭看起來是有顏色的是因為對該光增透效果稍差造成的，D錯誤．10．如圖所示，豎直放置的肥皂薄膜受到重力作用而形成上薄下厚的薄膜，從膜左側(cè)面水平射入紅光，在左側(cè)面觀察到干涉條紋，則下列說法正確的是()A．干涉條紋是由薄膜左右兩個面的反射光疊加形成的B．干涉條紋是紅黑相間的豎直條紋C．入射光如果換成紫光，相鄰亮條紋間距變大D．薄膜上不同顏色的光的條紋的明暗位置相同【答案】A【解析】干涉條紋是由薄膜左右兩個面的反射光疊加形成的，A正確；干涉條紋是紅黑相間的水平條紋，B錯誤；光波的干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ，入射光如果換成紫光則波長變短，相鄰亮條紋間距變小，而且由于不同光的干涉條紋的間距不同，故不同顏色的光的條紋的明暗位置不相同，C、D錯誤．B組·能力提升11．瓦斯在隧道施工、煤礦采掘等作業(yè)過程中危害極大，某同學(xué)查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率，于是他根據(jù)雙縫干涉現(xiàn)象設(shè)計了一個監(jiān)測儀，其原理如圖所示：在雙縫前面放置兩個完全相同的透明容器A、B，容器A與干凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測瓦斯?jié)舛龋绻恋恼醒隣點變?yōu)榘导y，說明B中氣體()A．一定含瓦斯 B．一定不含瓦斯C．不一定含瓦斯 D．無法判斷【答案】A【解析】如果屏的正中央O變?yōu)榘导y，說明從兩個相干光源到屏的光程差發(fā)生變化，所以B中氣體一定含瓦斯．12．在雙縫干涉實驗中，若雙縫處的兩束光的頻率均為6×1014Hz，兩光源S1、S2的振動情況恰好相反，光屏上的P點到S1與到S2的路程差為3×10-6m，如圖所示，光在真空中的傳播速度c＝3×108m/s.則：(1)P點是亮條紋還是暗條紋？(2)設(shè)O為到S1、S2路程相等的點，則P、O間還有幾條亮條紋，幾條暗條紋？(不包括O、P兩處的條紋)解：(1)由λ＝eq\f(c,f)得λ＝5×10-7m，n＝eq\f(Δs,λ)＝eq\f(3×10-6,5×10-7)＝6，由于兩光源的振動情況恰好相反，所以P點為暗條紋．(2)O點到S1、S2的路程差為0，也是暗條紋，P、O間還有5條暗條紋，6條亮條紋．13．一實驗小組用某一單色光做雙縫干涉實驗時，在距離雙縫為1.0m處的光屏上，測得1至5條亮條紋間的距離為7.6mm.已知所用的雙縫間距離為0.25mm.(1)求這種單色光的波長；(2)若用這種單色光照射到增透膜上，已知增透膜對這種光的折射率為1.3，則這種光在增透膜中的波長是多少？增透膜的厚度至少應(yīng)取多少？解：(1)條紋間距Δx＝eq\f(7.6×10-3,4)m＝1.9×10-3m，因Δx＝eq\f(lλ,d)，則λ＝eq\f(