高中物理 第十三章 光 第3節(jié) 光的干涉課下作業(yè) -4

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第3節(jié) 光的干涉1下列關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的說法中正確的是()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有干涉發(fā)生解析:在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，單縫的作用是獲得一個(gè)線光源，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。光屏上距兩縫的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋，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

2、，故選項(xiàng)d錯(cuò)誤。答案:b2一束白光通過雙縫后在屏上觀察到干涉條紋，除中央白色條紋外，兩側(cè)還有彩色條紋，其原因是（）a各色光的波長(zhǎng)不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋間距不同b各色光的速度不同,造成條紋的間距不同c各色光的強(qiáng)度不同,造成條紋的間距不同d各色光通過雙縫到達(dá)一確定點(diǎn)的距離不同解析:各色光的頻率不同，波長(zhǎng)不同，在屏上得到的干涉條紋的寬度不同,各種顏色的條紋疊加后得到彩色條紋，故a正確。答案：a3.煤礦中的瓦斯危害極大，容易發(fā)生瓦斯爆炸事故，造成礦工傷亡.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(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)儀，其原理如圖1所示：在雙縫前面放置兩個(gè)

3、完全相同的透明容器a、b，容器a與干凈的空氣相通, 圖1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(cè)瓦斯?jié)舛?。如果屏的正中央o點(diǎn)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無法判斷解析：如果屏的正中央o變?yōu)榘导y,說明從兩個(gè)子光源到屏的光程差發(fā)生變化，所以b中氣體一定含瓦斯，a正確.答案:a4用波長(zhǎng)為的單色光照射單縫o，經(jīng)過雙縫m、n在屏上產(chǎn)生明暗相間的干涉條紋,如圖2所示，圖中a、b、c、d、e為相鄰亮條紋的位置，c為中央亮條紋，則()圖2ao到達(dá)a、b的路程差為零bm、n到達(dá)b的路程差為co到達(dá)a、c的路程差為4dm、n到達(dá)e的路程差為2解析：振動(dòng)一致

4、的兩光源在空間發(fā)生干涉,得到亮條紋的條件滿足某雙縫到某點(diǎn)的路程差xn(n0，1,2,3）,故b、d正確。答案:bd5。如圖3所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，使用波長(zhǎng)為600 nm的橙色光源照射單縫s，在光屏中央p處觀察到亮條紋，在位于p點(diǎn)上方的p1點(diǎn)出現(xiàn)第一條亮條紋中心（即p1到s1、s2的路程差為一個(gè)波長(zhǎng))，現(xiàn)換用波長(zhǎng)為400 nm的紫光光源照射單縫，則(） 圖3ap和p1處仍為亮條紋bp處為亮條紋，p1處為暗條紋cp處為暗條紋,p1處為亮條紋dp、p1處均為暗條紋解析：從單縫s射出的光波被s1、s2兩縫分成的兩束光為相干光，由題意知屏中央p點(diǎn)到s1、s2距離相等，即由s1、s2分別射出的光到p點(diǎn)的

5、路程差為零,因此是亮條紋.因而，無論入射光是什么顏色的光，波長(zhǎng)多長(zhǎng)，p點(diǎn)都是中央亮條紋。而p1點(diǎn)到s1、s2的路程差剛好是橙光的一個(gè)波長(zhǎng)，即|p1s1p1s2|600 nm橙，則兩列光波到達(dá)p1點(diǎn)振動(dòng)情況完全一致，振動(dòng)得到加強(qiáng)，因此出現(xiàn)亮條紋。當(dāng)換用波長(zhǎng)為400 nm的紫光時(shí),p1s1p1s2600 nm紫,則兩列光波到達(dá)p1點(diǎn)時(shí)振動(dòng)情況完全相反，即由s1、s2射出的光波到達(dá)p1點(diǎn)時(shí)相互削弱，因此出現(xiàn)暗條紋.答案：b6。如圖4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r2r1應(yīng)為_。解析:在某點(diǎn)產(chǎn)生暗條紋的條件是：光程差r2r1為

6、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r2r1,由cf得： 圖4，則r2r1。答案：7如圖5所示，在雙縫干涉中，若用15。0107 m的光照射，屏上o為中央亮條紋，屏上a為第二級(jí)亮條紋所在處.若換用24.0107 m的光照射時(shí)，屏上o處為_條紋(填“亮”或“暗”)，a處為第_級(jí)_(填“亮或 “暗”）條紋。圖5解析：雙縫到o點(diǎn)的路程差為零，換用24。0107 m的光照射時(shí)，屏上o處仍是亮條紋。x21n2,解得n2。5，即路程差等于兩個(gè)半波長(zhǎng)，所以a處是第三級(jí)暗條紋。答案:亮三暗8如圖6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

7、置。若將單縫繞中心軸旋轉(zhuǎn)（不超過90）則條紋將發(fā)生的變化是_，若將雙縫繞中心旋轉(zhuǎn)（不超過90)，則條紋將發(fā)生的變化是_.圖6解析：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)。答案:條紋不動(dòng),亮度變暗條紋旋轉(zhuǎn),亮度變暗9頻率為61014 hz的激光從s1和s2投射到屏上，若屏上的點(diǎn)p到s1與到s2的路程差為3106 m，那么點(diǎn)p處是亮條紋還是暗條紋？設(shè)o為到s1和s2的路程相等的點(diǎn)，則po間有幾條暗條紋、幾條亮條紋？(不含o、p兩點(diǎn)處)解析：?jiǎn)紊獾牟ㄩL(zhǎng) m5107 m，路程差為3106 m,12，即路程差是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍,p點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋,而o點(diǎn)處為中央亮條紋,所以，在po間