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“四翼”检测评价(十九) 光的干涉
组—重基础·体现综合
1.如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂液薄膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯,往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的( )
解析:选D 铁丝圈上的肥皂膜在重力作用下上薄下厚,在同一水平线上薄膜厚度基本一致,如果某一厚度处前后表面反射的光波叠加后得到加强,那么这一水平线上(同一厚度)的各处光波均会加强,所以干涉条纹应是基本水平的。
2.(多选)在杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(n为自然数,λ为光波波长)( )
A.在与双缝的距离相等的点形成暗条纹
B.在与双缝的距离之差为nλ的点形成亮条纹
C.在与双缝的距离之差为n的点形成亮条纹
D.在与双缝的距离之差为λ的点形成暗条纹
解析:选BD 在杨氏双缝干涉实验中,当某处与双缝距离之差Δs为波长的整数倍,即Δs=nλ(n=0,1,2,…)时,这点为振动加强点,该处出现亮条纹;当Δs为半波长的奇数倍,即Δs=(2n+1)(n=0,1,2,…)时,这点为振动减弱点,该处出现暗条纹,故B、D正确。
3.在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为589 nm的光,在距双缝1.00 m的屏上形成干涉图样。图样上相邻两亮条纹中心间距为0.350 cm,则双缝的间距为( )
A.2.06×10-7 m B.2.06×10-4 m
C.1.68×10-4 m D.1.68×10-3 m
解析:选C 在双缝干涉实验中,相邻亮条纹间距Δx、双缝间距d与双缝到屏的距离l间的关系为Δx=λ,则双缝间距d== m≈1.68×10-4 m。
4.如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图,乙图为用绿光进行实验时,在屏上观察到的条纹情况,a为中央亮条纹,丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况,a′为中央亮条纹,则以下说法正确的是( )
A.丙图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长
B.丙图可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长
C.丙图可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短
D.丙图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短
解析:选A 由公式Δx=λ知,波长越长,干涉条纹间距越大,红光波长比绿光长,绿光波长比紫光长,故选项A正确。
5.在光的双缝干涉实验中,能增大条纹间距的做法是( )
A.改用频率更高的光波
B.改用波长更长的光波
C.增大双缝间距
D.减小双缝与光屏间距
解析:选B 双缝干涉中相邻两条明(暗)条纹间的距离Δx=λ,频率越高的光波的波长越短,对应的条纹间距越小,故A错误;改用波长更长的光波,相邻两条明(暗)条纹间的距离会增大,故B正确;增大双缝间距,相邻两条明(暗)条纹间的距离会减小,故C错误;减小双缝与光屏间距,相邻两条明(暗)条纹间的距离会减小,故D错误。
6.(多选)用波长为λ的单色光照射单缝O,经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹,如图所示,图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置,c为中央亮条纹,则( )
A.O到达a、b的路程差为零
B.M、N到达b的路程差为λ
C.O到达a、c的路程差为4λ
D.M、N到达e的路程差为2λ
解析:选BD 振动一致的两光源在空间发生干涉,得到亮条纹的条件是满足双缝到某点的路程差Δs=nλ(n=0,1,2,3,…),故B、D正确。
7.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm,若分别用频率为f1=5.0×1014 Hz和f2=7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝,则P点出现亮、暗条纹的情况是( )
A.用单色光f1和f2分别照射时,均出现亮条纹
B.用单色光f1和f2分别照射时,均出现暗条纹
C.用单色光f1照射时出现亮条纹,用f2照射时出现暗条纹
D.用单色光f1照射时出现暗条纹,用f2照射时出现亮条纹
解析:选C 单色光f1的波长:λ1== m=0.6 μm,单色光f2的波长:λ2== m=0.4 μm。因为P点到双缝的距离之差Δs=0.6 μm=λ1,所以用单色光f1照射时P点出现亮条纹。因为Δs=0.6 μm=λ2,所以用单色光f2照射时P点出现暗条纹,故正确答案为C。
8.(多选)如图所示是一竖立的肥皂液薄膜的截面,关于在竖直放置的肥皂膜上产生的干涉现象,下列说法正确的是( )
A.干涉条纹的产生是由于光线在膜前后表面反射形成的两列光波的叠加
B.用蓝光照射产生的干涉条纹间距比用黄光照射时产生的干涉条纹间距窄
C.干涉条纹中的亮纹是由于两反射光叠加减弱产生的
D.薄膜上的干涉条纹基本上是水平的
解析:选ABD 由于重力的作用,肥皂膜上薄下厚,干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加,故A正确;条纹间距与光的波长成正比,由于蓝光波长比黄光的短,