2020高中物理 第1章 光 第節(jié) 光的干涉課后練習(xí)（含解析）-4

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE9-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精光的干涉基礎(chǔ)夯實一、選擇題(1～4題為單選題,5、6題為多選題）1．用一束單色光做楊氏雙縫干涉實驗，經(jīng)雙縫后光照射到光屏上，可觀察到的圖象是圖中的(D)解析：光的干涉圖象是等間距、明暗相間的條紋，故選項D正確。2．白光通過雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的，其原因是不同色光的(D）A．傳播速度不同 B．強度不同C．振動方向不同 D．頻率不同解析:兩側(cè)條紋間距與各色光的波長成正比,不同色光的頻率不同、波長不同。這樣除中央條紋以外的其他條紋不能完全重合，便形成了彩色條紋.3．瓦斯在隧道施工、煤礦采掘等危害極大，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?如果屏的正中央O點變?yōu)榘导y，說明B中氣體（A)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。4．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點出現(xiàn)第3條暗條紋.已知光速為c，則P點到雙縫的距離之差r2－r1應(yīng)為(D）A.eq\f（c,2f） B．eq\f(3c，2f)C。eq\f（3c，f） D．eq\f（5c,2f）解析:在某點產(chǎn)生暗條紋的條件是：光程差r2－r1為半波長的奇數(shù)倍。已知P點出現(xiàn)第3條暗條紋，說明r2－r1＝eq\f（5,2)λ,由c＝λf得:λ＝eq\f(c,f），則r2－r1＝eq\f(5c，2f）.5．楊氏雙縫干涉實驗中，下列說法正確的是（n為自然數(shù)，λ為光波波長）（BD）A．在距雙縫的路程相等的點形成暗條紋B．在距雙縫的路程差為nλ的點形成亮條紋C．在距雙縫的路程差為neq\f(λ，2)的點形成亮條紋D．在距雙縫的路程差為eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(n＋\f（1，2）））λ的點形成暗條紋解析：在雙縫干涉實驗中，當(dāng)某處距雙縫距離之差Δx為波長的整數(shù)倍時，即Δx＝kλ，k＝0，1,2,3,…這些點為加強點，該處出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)某處距雙縫距離之差Δx為半波長的奇數(shù)倍時,即Δx＝（2k＋1）eq\f(λ，2），k＝0，1,2，3,…這些點為減弱點,該處出現(xiàn)暗條紋。6．關(guān)于光的干涉，下列說法中正確的是(BC）A．在雙縫干涉現(xiàn)象里，相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是不等的B．在雙縫干涉現(xiàn)象里，入射光波長變大；相鄰兩個明條紋間距將變寬C．只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉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:在雙縫干涉現(xiàn)象里,相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是相等的，選項A錯誤;入射光的波長越長,相鄰兩個明條紋間距越大，故選項B正確；兩列波產(chǎn)生干涉時，頻率必須相同，故選項C正確,選項D錯誤。二、非選擇題7．在雙縫干涉實驗中，光屏上某點P到雙縫S1和S2的路程差為7.5×10－7m，如果用頻率為6.0×1014Hz的黃光照射雙縫，（光速c＝3×108m/s）試問：(1）該黃光的波長是多少?（2）試通過計算分析P點出現(xiàn)亮條紋還是暗條紋？答案：(1）5×10－7m（2)暗條紋解析：（1）λ＝eq\f（c,f)＝eq\f(3×108,6.0×1014)m＝5×10－7m；(2)Δx＝7。5×10－7m＝eq\f（3,2）λ，所以是暗條紋。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4題為多選題)1．（2019·遼寧省實驗中學(xué)分校高二下學(xué)期期末）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(C)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。2．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)出的兩列波到達屏上時會產(chǎn)生干涉條紋。已知入射激光波長為λ，屏上的P點到兩縫S1和S2的距離相等，如果把P處的亮條紋記作第0號亮紋，由P向上數(shù)與0號亮紋相鄰的亮紋為1號亮紋，與1號亮紋相鄰的亮紋為2號亮紋,設(shè)P1處的亮紋恰好是10號亮紋，直線S1P1的長度為r1,S2P1的長度為r2，則r2－r1等于(B）A．5λ B．10λC．20λ D．40λ解析：由題設(shè)可知，從中央亮條紋P算起，P1點處是第10號亮條紋的位置，表明縫S1、S2到P1處的距離差r2－r1為波長的整數(shù)倍，且剛好是10個波長,所以選項B正確。3．在楊氏雙縫干涉實驗中，如果不用激光光源而用一般的單色光源,為了完成實驗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驗時，若單縫S從雙縫S1、S2的中央對稱軸位置處稍微向上移動，則(D)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的位置略向下移解析:本實驗中單縫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，由單縫S發(fā)出的光到達屏幕上P點下方某點光程差為零，故中央亮紋下移。4。用波長為λ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，如圖所示，圖中a、b、c、d、e為相鄰亮紋的位置,c為中央亮條紋，則(BD）A．O到達a、b的路程差為零B．M、N到達b的路程差為λC．O到達a、c的路程差為4λD．M、N到達e的路程差為2λ解析：振動一致的兩光源在空間發(fā)生干涉,得到亮條紋的條件滿足Δx＝nλ(n＝0,1,2,3…).故B、D正確。二、非選擇題5.如圖所示，在楊氏雙縫干涉實驗中,激光的波長為5.30×10－7m，屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為7。95×10－7m，則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是暗條紋(選填“明條紋"或“暗條紋"），現(xiàn)改用波長為6.30×10－7m的激光進行上述實驗，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將變寬(選填“變寬”“變窄”或“不變")。解析：由于eq\f（7。95×10－7m，5。30×10－7m）＝1.5,路程差是半波長的奇數(shù)倍，是暗條紋。若改用更大波長的光做雙縫干涉,由于相鄰條紋間距與波長成正比，故條紋間距變寬。6．光纖通信是70年代以后發(fā)展起來的新興技術(shù)，世界上許多國家都在積極研究和發(fā)展這種技術(shù)。發(fā)射導(dǎo)彈時,可在導(dǎo)彈后面連一根細如蛛絲的光纖，就像放風(fēng)箏一樣,這種纖細的光纖在導(dǎo)彈和發(fā)射裝置之間，起著雙向傳輸信號的作用.光纖制導(dǎo)的下行光信號是鎵鋁砷激光器發(fā)出的在纖芯中波長為0.85μm的單色光。上行光信號是銦鎵砷磷發(fā)光二極管發(fā)射的在纖芯中波長為1.06μm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“眼睛”一樣盯住目標(biāo)。根據(jù)以上信息,回答下列問題：（1）在光纖制導(dǎo)中，上行光信號在真空中波長是多少？(2)為什么上行光信號和下行光信號要采用兩種不同頻率的光？（已知光纖纖芯的折射率