高中物理人教版4第十三章光3實驗用雙縫干涉測量光的波長 課時訓練14光的干涉

課時訓練14光的干涉題組一光的干涉1.在楊氏雙縫干涉實驗裝置中,雙縫的作用是()A.遮住過于強烈的燈光B.形成兩個振動情況相同的光源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驗裝置,雙縫的作用是獲得相干光源,故正確選項為B。答案:B2.(多選)對于光波和聲波,下列說法正確的是()A.它們都能在真空中傳播B.它們都能產生反射和折射C.它們都能產生干涉D.聲波能產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B、C正確。答案:BC題組二光的干涉條紋的條件3.以下兩個光源可作為相干光源的是()A.兩個相同亮度的燭焰B.兩個相同規(guī)格的燈泡C.雙絲燈泡D.出自一個光源的兩束激光解析:相干光源必須滿足頻率相同、振動方向相同、相位差恒定,只有D選項符合條件。答案:D4.(多選)在楊氏雙縫干涉實驗中,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驗,屏上將呈現(xiàn)彩色條紋,選項A錯誤;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B正確;紅光和紫光頻率不同,不能產生干涉條紋,選項C錯誤;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D正確。答案:BD題組三光的干涉圖樣5.下圖為雙縫干涉實驗的裝置示意圖,圖甲為用綠光進行實驗時屏上觀察到的現(xiàn)象,圖乙為換用另一顏色的單色光實驗時觀察到的條紋情況,則下列說法中正確的是()A.乙圖可能是用紫光實驗產生的條紋,表明紫光波長較長B.乙圖可能是用紫光實驗產生的條紋,表明紫光波長較短C.乙圖可能是用紅光實驗產生的條紋,表明紅光波長較長D.乙圖可能是用紅光實驗產生的條紋,表明紅光波長較短解析:由λ=Δx可知,紅光波長較長,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應為()A. B. C. D.解析:在某點產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=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()A.不再產生干涉條紋B.仍可產生干涉條紋,且中央亮紋P的位置不變C.仍可產生干涉條紋,中央亮紋P的位置略向上移D.仍可產生干涉條紋,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,若單縫S稍微向上移動,由單縫S發(fā)出的光經雙縫到達屏上P點下方某點的路程差為零,故中央亮紋下移。答案:D(建議用時:30分鐘)1.根據你學過的干涉原理,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.在雙縫干涉實驗中,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,光屏上產生的干涉條紋間距越小D.在雙縫干涉實驗中,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,光屏上產生的干涉條紋間距越小,選項C正確。答案:C2.某同學利用如圖所示實驗觀察光的干涉現(xiàn)象,其中A為單縫屏,B為雙縫屏,C為光屏。當讓一束陽光照射A屏時,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。分析實驗失敗的原因可能是()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點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度B.雙縫S1、S2的作用是為了產生兩個頻率相同的線狀光源C.當S1、S2發(fā)出兩列光波到P點的路程差為光的波長λ的倍時,產生第二條暗條紋D.當S1、S2發(fā)出的兩列光波到P點的路程差為波長λ時,產生中央亮條紋解析:單縫是為了獲得線光源,A項錯,雙縫是為了獲得相干光源,B項對。當路程差為0時是中央亮紋,路程差為時產生第一條暗紋,則路程差為λ時產生第二條暗紋,故C項對,D項錯。答案:BC4.(多選)在光的雙縫干涉實驗中,如果只改變一個條件,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,條紋間距變寬,所以A項對,l變小時,Δx變小,B項錯,λ變大,Δx變大,故C項對,λ變小,Δx變小,D項錯。答案:AC5.右圖是單色光雙縫干涉實驗某一時刻的波形圖,實線表示波峰,虛線表示波谷。在此時刻,介質中A點為波峰相疊加點,B點為波谷相疊加點,A、B連線上的C點為某中間狀態(tài)相疊加點。如果把屏分別放在A、B、C三個位置,那么()、B、C三個位置都出現(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.以上結論都不對解析:本題中,A、B、C三點總是振動加強的點,屏上對應出現(xiàn)的都是亮條紋。另外,要特別注意波谷與波谷相遇的點(圖中B點)振動也是加強的,不要以為B點是暗的。答案:A6.右圖是雙縫干涉的實驗裝置,其光屏上P處發(fā)現(xiàn)明條紋,則雙縫到光屏上P點的距離之差為()A.光波的半波長的奇數(shù)倍B.光波的波長的奇數(shù)倍C.光波的半波長的偶數(shù)倍D.光波的波長的偶數(shù)倍解析:在雙縫干涉實驗中,光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的偶數(shù)倍時,該點為加強點,出現(xiàn)亮條紋;光屏上某點到雙縫的路程差為半波長的奇數(shù)倍時,該點為減弱點,出現(xiàn)暗條紋。答案:C7.雙縫干涉實驗裝置如圖所示,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點距雙縫S1和S2的距離相等,P點是距O點最近的第一條亮條紋。如果將入射的單色光換成紅光或藍光,討論屏上O點及其上方的干涉條紋的情況是:①O點是紅光的亮條紋;②紅光的第一條亮條紋在P點的上方;③O點不是藍光的亮條紋;④藍光的第一條亮條紋在P點的上方。已知紅光波長大于綠光波長,綠光波長大于藍光波長,據此判斷()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點到雙縫的路程差為零,所以為各種色光的亮條紋,P點由于是綠光的第一條亮條紋,紅光的波長大于綠光,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,把入射光由波長較長的紅光換成波長較短的紫光,相鄰兩個亮條紋間距將變寬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,入射光為白光時得到的彩色條紋為內紅外紫解析: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A錯誤;入射光的波長越長,相鄰兩個亮條紋的間距越大,故選項B錯誤,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,故彩色條紋應為內紫外紅,選項D錯誤。答案:C9.如圖所示,在楊氏雙縫干涉實驗中,激光的波長為×10-7m,屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為×10-7m,則在這里出現(xiàn)的應是(選填“明條紋”或“暗條紋”),現(xiàn)改用波長為×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(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70年代以后發(fā)展起來的新興技術,世界上許多國家都在積極研究和發(fā)展這種技術。發(fā)射導彈時,可在導彈后面連一根細如蛛絲的光纖,就像放風箏一樣,這種纖細的光纖在導彈和發(fā)射裝置之間,起著雙向傳輸信號的作用。光纖制導的下行光信號是鎵鋁砷激光器發(fā)出的在纖芯中波長為μm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μm的單色光。這種操縱系統(tǒng)通過這根光纖向導彈發(fā)出控制指令,導彈就如同長“眼睛”一樣盯住目標。根據以上信息,回答下列問題:(1)在光纖