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课时测评24 光的干涉
(时间:30分钟 满分:60分)
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(选择题1-10题,每题5分,共50分)
1.(2024·天津河西高二统考期末)从两支手电筒射出的光照到同一点上时,看不到干涉条纹,因为( )
A.手电筒发出的光不是单色光
B.干涉图样太小,看不清楚
C.周围环境的漫反射光太强
D.两个光源是非相干光源
答案:D
解析:要产生稳定的干涉,两列波的频率必须相同且相位差恒定,而手电筒中的两只小灯泡发出的光,是大量原子被激发后随机辐射的,频率不稳定,不满足产生稳定干涉的条件,即两光源为非相干光源,因此看不到干涉条纹。故选D。
2.(2024·海南省高二校考)关于光的干涉,下列说法正确的是( )
A.进入双缝的光强度不同,光屏上仍可能出现干涉条纹
B.红光和紫光也能发生干涉,只是干涉图样不稳定
C.用白光作光源,在双缝中的一个缝前放红色滤光片,另一个缝前放紫色滤光片,光屏上将出现紫红色干涉条纹
D.用白光作光源,能观察到干涉图样,而白光是由频率不同的七色光复合而成的,因此不同频率的光,也能发生干涉
答案:A
解析:光的干涉条件与光的强度无关,进入双缝的光强度不同,光屏上仍可能出现干涉条纹,故A正确;红光和紫光频率不同,不能发生干涉,故B错误;某种颜色的滤光片只能让该色光通过,不同色光的频率不同,不同频率的光不能发生干涉,故C错误;白光的干涉图样中不同频率的光在不同的位置加强,不同频率的光不能发生干涉,故D错误。故选A。
3.(2024·深圳市高二期中)如图所示,在一个空长方体箱子的一边刻上双缝,当把一个钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外边时,在箱子的对面壁上产生干涉条纹。如果把透明的油缓慢地灌入这箱子时,条纹的间隔将会( )
A.保持不变 B.减小
C.有可能增加 D.增加
答案:B
解析:箱子灌满油时,折射率增大,根据v=可知光的传播速度减小,根据v=λf可知光的波长减小,根据干涉条纹间距公式Δx=λ可知条纹间隔减小,A、C、D错误,B正确。
4.(多选)分别以红光和紫光为光源先后用同一装置进行双缝干涉实验示意图,已知λ红>λ紫,在屏上得到相邻明条纹间距离分别为Δx1和Δx2,则( )
A.Δx1<Δx2
B.Δx1>Δx2
C.若双缝间距d减小,而其他条件保持不变,则Δx1增大
D.若双缝间距d减小,而其他条件保持不变,则Δx1不变
答案:BC
解析:由Δx=λ,λ红>λ紫,可得Δx1>Δx2,故A项错误,B项正确;当双缝间距d减小,其他条件不变时,条纹间距Δx1应增大,故C项正确,D项错误。
5.图甲是双缝干涉示意图,两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长长
B.形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率大
C.若只增大挡板与屏间的距离L,两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大
D.若只减小挡板上两个狭缝间的距离d,两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将减小
答案:C
解析:乙图样条纹间距比丙图样条纹间距窄,根据Δx=λ可知,形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长短,则形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率小,故A、B错误;若只增大挡板与屏间的距离L,根据Δx=λ可知,两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大,故C正确;若只减小挡板上两个狭缝间的距离d,根据Δx=λ可知,两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大,故D错误。
6.如图是双缝干涉实验的示意图,使用波长为600 nm的橙色光照射时,在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条纹。若用波长为400 nm的紫光重复上述实验,则P0点和P1点形成的明、暗条纹情况是( )
A.P0点和P1点都是亮条纹
B.P0点是亮条纹,P1点是暗条纹
C.P0点和P1点都是暗条纹
D.橙光的相邻亮条纹间距小于紫光的相邻亮条纹间距
答案:B
解析:根据出现明、暗条纹的条件可知,P0点到双缝的路程差为零,一定出现亮条纹。用波长为600 nm的橙色光照射时,在光屏上的P0点和P1点恰好形成两列相邻的亮条纹,则Δx=λ1=600 nm,换用波长为400 nm的紫光时有Δx=λ2,可知P点是暗条纹,B正确,A、C错误;因橙光的波长大于紫光,则根据Δx=λ可知,橙光的相邻亮条纹间距大于紫光的相邻亮条纹间距,D错误。故选B。
7.制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后,在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.上述现象与彩虹的形成原理相同
B.光在薄膜的下表面发生了全反射
C.薄膜上下表面的反射光发生了干涉
D.薄膜厚度发生变化,硅片总呈现深紫色
答案:C
解析:上述现象是由于光的干涉造成的,彩虹的形成原理主要为光的折射,上述现象与彩虹的形成原理不相同,故A错误;硅片呈现深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上下表面的反射光发生干涉,振动加强,故B错误,C正确;根据光的干涉中相互加强的条件,可知当薄膜的厚度发生变化时,满足加强条件的波长也会发生改变,导致硅片呈现不同的颜色,故D错误。故选C。
8.如图所示,把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是( )
A.干涉条纹的产生是由于光在上面玻璃板的前、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两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C.将上玻璃板平行上移,条纹间距变窄
D.观察薄膜干涉条纹时,应在入射光一侧
答案:D
解析:干涉条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面的反射光叠加后形成的,故A错误;干涉条纹中的暗条纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果,故B错误;将上玻璃板平行上移,条纹间距不变,故C错误;观察干涉条纹时,眼睛应在入射光的同一侧,故D正确。
9.光的干涉现象在现代技术中有许多应用。如图甲是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度,下列说法正确的是( )
A.图甲中上板是待检查的光学元件,下板是标准样板
B.若换用波长更长的单色光,其他条件不变,则图乙中的干涉条纹变密
C.若出现图丙中弯曲的干涉条纹,说明被检查的平面在此处出现了不平整
D.用单色光垂直照射图丁中的牛顿环,也可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环
答案:C
解析:上板是标准样板,下板是待检测板,故A错误;如果单色光波长变长,则条纹间距将变大,条纹变疏,故B错误;两列相干光来自上板下表面和下板上表面,同一条亮纹出现在空气等厚处,出现题图丙中弯曲的干涉条纹,说明被检查的平面在此处出现了不平整,故C正确;牛顿环中的空气厚度不是均匀变化的,得到的同心圆环间距不相等,故D错误。故选C。
10.(多选)对于薄膜干涉,下列认识中正确的是( )
A.是薄膜前、后两个表面反射回来的光叠加的结果
B.暗纹出现的地方,两个表面反射的光在这里是波谷和波谷相遇叠加
C.可以在入射光的同一侧观察薄膜干涉条纹
D.用单色光做光源时,出现平行的明暗条纹,说明整个膜的厚度相同
答案:AC
解析:薄膜干涉是由薄膜前、后两个表面反射的光线叠加而成,故A正确;条纹中的暗纹是两列反射光的波谷与波峰叠加的结果,故B错误;观察薄膜干涉条纹时,眼睛应在入射光的同一侧,故C正确;用单色光做光源时,出现平行的明暗条纹,如满足2d=nλ(n=1,2,3,…),为明条纹,如满足2d=λ(n=1,2,3,…),为暗条纹,这说明整个膜的厚度不同,故D错误。故选AC。
11.(10分)如图所示,双缝干涉测波长的实验中,双缝S1、S2的间距d=0.25 mm,双缝到光屏的距离l=60 cm,光屏上的P点到S1、S2的距离之差Δr=1.5×10-6 m。现用某单色光在空气中做双缝干涉实验,测得两条相邻亮条纹的中心间距Δx=1.44 mm,光在空气中的传播速度c=3×108 m/s。
(1)求单色光的波长和频率;
(2)判断P处是亮条纹还是暗条纹(写出判断依据)。
答案:(1)6×10-7 m 5×1014Hz (2)暗条纹,判断依据见解析
解析:(1)相邻亮条纹间距Δx=λ
又f=
代入数据得λ=6×10-7 m,f=5×1014 Hz。
(2)P到S1、S2的距离之差Δr=1.5×10-6 m
单色光的波长λ=6×10-7 m
由此可知Δr=λ,所以P处为暗条纹。
学生用书第115页
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