2024-2025學(xué)年高中物理分層訓(xùn)練十二光的干涉含解析新人教版選修3-4

PAGE4-分層訓(xùn)練(十二)光的干涉A組：基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1．下列關(guān)于雙縫干涉試驗(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振動狀況相同的相干光源C．光屏上距兩縫的路程差等于半波長的整數(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2．真空中，由兩個不同光源所發(fā)出的兩束白光落在同一點(diǎn)上，不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象．這是因?yàn)?)A．兩個光源發(fā)出光的頻率相同B．兩個光源發(fā)出光的強(qiáng)度不同C．兩個光源的光速不同D．這兩個光源是彼此獨(dú)立的，不是相干光源3．某同學(xué)利用如圖所示試驗(yàn)視察光的干涉現(xiàn)象，其中A為單縫屏，B為雙縫屏，C為光屏．當(dāng)讓一束陽光照耀A屏?xí)r，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．分析試驗(yàn)失敗的緣由可能是()A．單縫S太窄B．單縫S太寬C．S到S1和S2距離不相等D．陽光不能作為光源4．關(guān)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，將綠光換成紅光，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(nèi)紅外紫5.如圖所示，用頻率為f的單色光垂直照耀雙縫，在光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)第三條暗條紋，已知光速為c，則P點(diǎn)到雙縫的距離之差r2－r1應(yīng)為()A.eq\f(c,2f)B.eq\f(3c,2f)C.eq\f(2c,3f)D.eq\f(5c,2f)6．(多選)分別以紅光和紫光先后用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉試驗(yàn)．已知λ紅＞λ紫，在屏上得到相鄰亮紋間的距離分別為Δx1和Δx2，則()A．Δx1＜Δx2B．Δx1＞Δx2C．若雙縫間距d減小，而其他條件保持不變，則Δx增大D．若雙縫間距d減小，而其他條件保持不變，則Δx不變B組：實(shí)力提升練7．(多選)如圖所示是楊氏雙縫干涉試驗(yàn)示意圖，其中S1、S2為雙縫，D為光屏，試驗(yàn)中視察到屏上O點(diǎn)為中心亮紋的中心，P1為第一級亮紋的中心．若將雙縫間的距離變小，其他條件不變，則下列說法正確的是()A．屏上的干涉條紋的間距將變大B．屏上的O點(diǎn)可能出現(xiàn)暗條紋C．屏上的P1位置仍舊可能為亮條紋的中心D．屏上的P1位置可能為暗條紋的中心8．如圖所示，在雙縫干涉試驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1和S2的距離之差為2.1μm.今分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉試驗(yàn)，問P點(diǎn)處是亮條紋還是暗條紋？(1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長為4×10－7m；(2)已知B光在某種介質(zhì)中波長為3.15×10－7m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時臨界角為37°.分層訓(xùn)練(十二)光的干涉1．解析：在雙縫干涉試驗(yàn)中，單縫的作用是獲得一個線光源，使光源有唯一的頻率和振動狀況，雙縫的作用是獲得兩個振動狀況完全相同的相干光源，故A項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)正確．在兩個相干光源完全相同的狀況下，光屏上距兩縫的路程差為半波長的奇數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋，C項(xiàng)錯誤．兩列光波要相遇就會疊加，滿意相干條件就能發(fā)生干涉，所以在雙縫與光屏之間的空間也會發(fā)生光的干涉，用光屏接收只是為了肉眼視察的便利．故D項(xiàng)錯誤．答案：B2．解析：題中兩光源發(fā)出的光都是白光，頻率不確定，沒法比較，選項(xiàng)A錯誤；光的強(qiáng)度對光的干涉沒有影響，選項(xiàng)B錯誤；光速在真空中是確定的，它對光的干涉也沒有影響，選項(xiàng)C錯誤；不同光源發(fā)出的光頻率一般不同，所以不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，這樣的光源不是相干光源，選項(xiàng)D正確．答案：D3．解析：雙縫干涉中單縫的作用是獲得線光源，而線光源可以看成是由很多個點(diǎn)光源沿一條線排列組成的，這里視察不到光的干涉現(xiàn)象是由于單縫太寬，得不到線光源．故選項(xiàng)B正確．答案：B4．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A錯誤；入射光的波長越長，相鄰兩個亮條紋的間距越大，故B錯誤，C正確；由于各色光條紋間距不同，且紅光條紋最寬，紫光條紋最窄，故彩色條紋應(yīng)為內(nèi)紫外紅，D錯誤．答案：C5．解析：由題中條件可知，r2－r1＝eq\f(5,2)λ，又因?yàn)棣耍絜q\f(c,f)，則可得D項(xiàng)正確．答案：D6．解析：由Δx＝eq\f(l,d)λ，λ紅＞λ紫，得Δx1＞Δx2.當(dāng)雙縫間距d減小，其他條件不變時，條件間距Δx應(yīng)增大．故選B、C.答案：BC7．解析：依據(jù)公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，若將雙縫間的距離變小，即d變小，其他條件不變，則條紋間距變大，所以P1到雙縫的路程差小于一個波長，不行能還是亮條紋的中心，但可能為暗條紋的中心，故A、D正確，C錯誤；雙縫干涉試驗(yàn)中，若將雙縫間的距離變小，通過雙縫S1、S2的光仍舊是相干光，到O點(diǎn)的路程差仍舊為零，即屏上的O點(diǎn)仍舊為中心亮條紋的中心，B錯誤．答案：AD8．解析：(1)設(shè)光在空氣中的波長為λ1，由于在介質(zhì)中傳播時頻率不變，所以由n＝eq\f(λ1,λ2)得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m.由光程差Δδ＝2.1μm＝2.1×10－6m得N1＝eq\f(Δδ,λ1)＝eq\f(2.1×10－6,6×10－7)＝3.5.由此可知，從S1、S2到P點(diǎn)的光程差是半波長的奇數(shù)倍，故P點(diǎn)處為暗條紋．(2)依據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系，sinC＝eq\f(1,n)，可得n＝eq\f(1,sin37°)＝eq\f(5,3)，所以B光在空氣中的波長為λ3＝nλ2介＝eq\f(