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高效作业27 [3 光的干涉](见学生用书P135)
[A级 新教材落实与巩固]
1. 教室内两盏相同的普通白炽灯发出的光相遇时,我们观察不到干涉条纹,这是因为( C )
A.两盏灯亮度不同
B.灯光的波长太短
C.两灯光的振动频率不同
D.电灯发出的光不稳定
解析:一般情况下,两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况是不同的,由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况才是相同的,因此两个普通白炽灯发出的光相遇时,振动频率不同,不符合干涉产生的条件,故C正确。
2. 用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置如图所示,所用单色光是用普通光通过滤光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光叠加而成的( C )
A.a的上表面和b的下表面
B.a的上表面和b的上表面
C.a的下表面和b的上表面
D.a的下表面和b的下表面
解析:干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉,这里的薄膜指的是样板与待测玻璃板之间的空气层。在空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉,观察干涉后形成的条纹是否为平行直线,可以判断厚玻璃板的上表面是否平整。因此选项C是正确的。
3. 一显示薄膜干涉现象的实验装置如图所示,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,在肥皂液薄膜上观察到的干涉图样应是下图中的( D )
解析:铁丝圈上的肥皂液薄膜在重力作用下形成上薄下厚的形状,在同一水平线上厚度基本一致,如果某一厚度处前、后表面反射的同一列光波叠加得到加强,那么这一条水平线上同一厚度处光波会加强,所以干涉条纹应是水平的。故D正确。
4. 在双缝干涉实验中,一盏钠灯发出波长为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( C )
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:根据Δx=λ得d=λ=×589×10-9 m≈1.68×10-4 m,故C正确。
5. 用干涉法检查工件表面的质量,产生的干涉条纹是一组平行的直线。如图所示,若劈尖的上表面向上平移一小段距离,则干涉条纹宽度将( C )
A.变宽 B.变窄
C.不变 D.无法确定
解析:干涉条纹是下板的上表面和上板的下表面的反射光干涉产生的。当两反射光的路程差(即膜厚度的2倍)是半波长的偶数倍时,出现亮条纹;当两反射光的路程差是半波长的奇数倍时,出现暗条纹。当劈尖的上表面向上平移一小段距离时,亮条纹将向劈尖前一级亮条纹所在位置移动,但亮暗条纹间距不变,故C正确。
6. 如图所示,两束光甲和乙分别射到同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图1、2所示,将这两束光以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体,其透射光都是由圆心O点沿OC方向射出,如图3所示。下列说法正确的是( B )
A.甲光的频率较低,乙光的频率较高
B.A光与甲光对应,B光与乙光对应
C.玻璃对A光的折射率小,对B光的折射率大
D.A光在玻璃中的传播速度比B光在玻璃中的传播速度大
解析:双缝干涉实验中,相邻亮条纹间距Δx=λ,题图1条纹间距较小,对应甲光的波长较短、频率较高,选项A错误;由题图3可知,玻璃对A光的折射率较大,A光的频率较大,则A光对应甲光,同理,B光与乙光对应,选项B正确,C错误;根据v=,可知A光在玻璃中的传播速度比B光的小,选项D错误。
7. 研究光的双缝干涉的示意图如图所示,挡板上有两条狭缝S1、S2,由S1和S2发出的两列光波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光的波长为λ,屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等,如果把P处的亮条纹记作0号亮条纹,由P向上数,与0号亮条纹相邻的亮条纹为1号亮条纹,与1号亮条纹相邻的亮条纹为2号亮条纹,则P1处的亮条纹恰好是10号亮条纹。设线段S1P1的长度为r1,S2P1的长度为r2,则r2-r1等于( B )
A.9.5λ B.10λ
C.10.5λ D.20λ
解析:由题意可知,从中央亮条纹算起,P1点处是10号亮条纹的位置,表明缝S1、S2到P1处的距离差r2-r1为波长的整数倍,且刚好是10个波长,B正确。
8. 一束复色光射到三棱镜的O点,色散后在光屏上形成两条光束,分别记录为a光和b光, 如图所示。下列说法正确的是( D )
A.入射光以O点为轴顺时针转动,光屏上a光先消失
B.棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率
C.在真空中,a光的传播速度大于b光的传播速度
D.在同一双缝干涉装置中,a光产生的干涉条纹比b光产生的干涉条纹宽
解析:由题图可知,a光的偏折程度较小,根据折射率公式可得