第4章 4 光的干涉（Word练习）-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（教科版2019）

[基础训练 1．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为(　　) A．手电筒射出的光是单色光 B．干涉图样太细小看不清楚 C．周围环境的光太强 D．这两束光为非相干光 解析　这两束光的相位差不恒定，且都不是单色光，故不是相干光，因此不能产生干涉图样。 答案　D 2．关于光的干涉，下列说法正确的是(　　) A．在双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的 B．在双缝干涉现象中，把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽 C．在双缝干涉现象中，将绿光换为红光，相邻两个亮条纹间距将变宽 D．在双缝干涉现象中，入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫 解析　在双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，故选项A错误；入射光的波长越长，相邻两个亮条纹的间距越大，故选项B错误，C正确；由于各单色光条纹间距不同，且红光条纹最宽，紫光条纹最窄，故彩色条纹应为内紫外红，选项D错误。 答案　C 3．(多选)英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象。下图为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏。现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是(　　) A．N应选用遮光屏1 B．N应选用遮光屏3 C．O应选用遮光屏2 D．O应选用遮光屏4 解析　先通过单缝发生单缝衍射，再通过双缝，才能形成相干光发生双缝干涉，再根据像屏P上条纹分布可知，N应选用遮光屏1，O应选用遮光屏2，选项A、C正确，B、D错误。 答案　AC 4．关于薄膜干涉，下列说法正确的是(　　) A．干涉条纹的产生是由于光在膜的前、后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果 B．干涉条纹中的暗条纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 C．干涉条纹是等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等 D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧 解析　薄膜前、后两个面反射的光波所走的路程差不同，一些地方，波峰(波谷)与波峰(波谷)相遇，相互加强，出现亮条纹；在另一些地方，波峰(波谷)与波谷(波峰)相遇，相互削弱，出现暗条纹。干涉条纹是等间距的平行线时，说明膜是理想的劈。人眼观察到的条纹是膜前、膜后反射光波叠加的结果，因此人应与入射光在同一侧。 答案　A 5.(多选)如图所示，一束白光从左侧射入肥皂液薄膜，下列说法正确的是(　　) A．人从右侧向左看，可以看到彩色条纹 B．人从左侧向右看，可以看到彩色条纹 C．彩色条纹是水平的 D．彩色条纹是竖直的 解析　一束白光射到薄膜上，经前、后两个界面反射回来的光相遇，产生干涉现象，我们由左侧向右看可以看到彩色条纹。又由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平的。 答案　BC 6.如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P处为第二条暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变)时，则同侧第二条暗条纹的位置(　　) A．仍在P处 B．在P点上方 C．在P点下方 D．要将屏向双缝方向移近一些才能看到 解析　由λ＝知f变小，λ变大。若出现第二条暗条纹，则P到双缝的路程差Δx＝λ，当λ变大时，Δx也要变大，故第二条暗条纹的位置向上移，在P点上方，B正确。 答案　B 7.如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以(　　) A．增大S1与S2的间距 B．减小双缝屏到光屏的距离 C．将绿光换为红光 D．将绿光换为紫光 解析　双缝干涉的条纹间距公式：Δx＝λ，增大S1与S2的间距就是增大d，所以条纹间距变小，A错误；减小双缝屏到光屏的距离就是减小l，条纹间距减小，B错误；红光波长比绿光波长长，紫光波长比绿光波长短，所以将绿光换为红光可使条纹间距增大，C正确，D错误。 答案　C 8.如图所示，在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则(　　) A．不再产生干涉条纹 B．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置不变 C．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向上移 D．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向下移 解析　本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动S后，S没有改变传到双缝的光的频率，因此S1、S2射出的仍是相干光，则单缝S发出的光到达屏上P点下方某点的路程差为零，故中央亮纹下移。 答案　D [能力提升] 9.(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　振动一致的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件满足Δr＝kλ(k＝0,1,2,3…)。 答案　BD 10．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示。干涉条纹有如下特点： (1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等。 (2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。 现将甲图装置中的纸片抽去一张，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，则条纹(　　) A．变疏　　　　　　 B．变密 C．不变 D．消失 解析　根据形成明条纹的条件可知，相邻明条纹对应的路程差等于入射光的波长。抽去一张纸片，样板的倾角变小，要使相邻明条纹对应的路程差仍等于入射光的波长，则样板上条纹间的距离将会增大，即干涉条纹将变疏。 答案　A 11．在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014Hz，两光源S1、S2的振动情况恰好相反，光屏上的P点到S1与到S2的路程差为3×10－6m，如图所示，则： (1)P点是亮条纹还是暗条纹？ (2)设O为到S1、S2路程相等的点，则P、O间还有几条亮条纹，几条暗条纹？(不包括O、P两处的条纹) 解析　(1)由λ＝得λ＝5×10－7m， n＝＝＝6， 由于两光源的振动情况恰好相反，所以P点为暗条纹。 (2)O点路程差为0，也是暗条纹，OP间还有5条暗条纹，6条亮条纹。 答案　(1)暗条纹　(2)5条暗条纹，6条亮条纹 12．(1)若屏上的P点到双缝的距离差为2.1×10－6 m，用A光(在折射率n＝1.5的介质中的波长为4×10－7 m)照射双缝，P处是亮条纹，还是暗条纹？ (2)若屏上P点到双缝的距离差为2.1×10－6 m，用B光(在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，入射角θ2＝37°时，折射角θ1＝90°)照射双缝，P处又怎样？ 解析　(1)设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ介，由n＝＝＝得： λ1＝nλ介＝1.5×4×10－7 m＝6×10－7 m 光程差Δr＝2.1×10－6 m 所以N1＝＝2.1×10－6/6×10－7＝3.5 从S1和S2到P点的光程差Δr是波长λ1的3.5倍，P点为暗条纹。 (2)同理可知，B光在空气中波长： λ2＝nλ介′＝5/3×3.15×10－7 m＝5.25×10－7 m 由光程差Δr和波长λ的关系： N2＝Δr/λ2＝2.1×10－6/5.25×10－7＝4 可见，用B光做光源，P点为亮条纹。 答案　(1)暗条纹　(2)亮条纹 学科网（北京）股份有限公司 $$