第5章 第1节 光的干涉-课后达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册教用课件(鲁科版)

第1节　课后 达标检测 题组1　双缝干涉现象 1．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是(　　) A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍时出现暗条纹 D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生 √ 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 解析：在双缝干涉实验中，单缝的作用是通过衍射获得同相位的线光源，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，A错误，B正确； 在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍时出现暗条纹，C错误； 两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 2．(多选)用红光做光的双缝干涉实验，如果将其中一缝改用蓝光，下列说法正确的是(　　) A．在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹 B．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，此时不产生干涉现象 C．频率不同的两列光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹 D．尽管亮暗条纹都是光波相互叠加的结果，但此时红光与蓝光只叠加不产生干涉现象 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 解析：频率相同、相位差恒定是产生干涉现象的条件，红光和蓝光频率不同，不能产生干涉现象，不会产生干涉条纹，A、C错误，B、D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 3．真空中，由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象。这是因为(　　) A．两个光源发出光的频率相同 B．两个光源发出光的强度不同 C．两个光源的光速不同 D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源 √ 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 解析：题中两光源发出的光都是白光，频率不确定，无法比较，A错误； 光的强度对光的干涉没有影响，B错误； 光速在真空中是确定的，它对光的干涉也没有影响，C错误； 不同光源发出的光没有固定的相位关系，且振动方向与频率也不尽相同，所以不会产生干涉现象，这样的光源不是相干光源，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 题组2　明条纹和暗条纹的判断 4．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，若两次实验分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz的单色光a和f2＝7.5×1014 Hz的单色光b进行实验，则P点出现明、暗条纹的情况是(　　) A．单色光a和b分别照射时，均出现明条纹 B．单色光a和b分别照射时，均出现暗条纹 C．单色光a照射时出现明条纹，单色光b照射时出现暗条纹 D．单色光a照射时出现暗条纹，单色光b照射时出现明条纹 √ 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 √ 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 若换用频率更大的单色光，波长变小，则条纹间距减小，O点上方第三条亮条纹中心在P点下方，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 题组3　薄膜干涉现象及应用 6．(2024·广东佛山统考期中)彩虹锹甲的甲壳颜色艳丽，在阳光下呈现出彩虹色，甲壳结构及光路示意图如图所示，产生此现象的主要原因是阳光在甲壳表面发生(　　) A．反射　　　　　　　　 B．折射 C．衍射 D．干涉 解析：彩虹锹甲的甲壳颜色艳丽，在阳光下呈现出彩虹色，产生此现象的主要原因是阳光在甲壳表面发生干涉。 √ 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 7．(2024·江苏徐州统考期中)光的干涉现象在技术中有许多应用。如图所示的是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度的装置，若在被检平面上有一处凸起，则观察者从上往下看到的干涉条纹可能为(　　)     解析：涉条纹为竖直方向，如果被检测的平面某处凹下，则对应明条纹(或暗条纹)提前出现，如果某处凸起，则对应的条纹延后出现，故D符合题意。 √ 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 8．(2024·江苏南通统考期中)如图所示，一束平行单色光向下入射到玻璃夹层中的劈形空气薄膜后，从上往下可以观察到明暗相间的条纹。如将玻璃夹层中的空气逐渐抽去而成为真空，干涉条纹将(　　) A．变宽 B．变窄 C．不变 D．消失 √ 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 解析：由薄膜干涉原理和特点可知，干涉条纹是由膜的上、下表面反射的光叠加而形成的，某一亮条纹或暗条纹的位置由上、下表面反射光的路程差决定，且相邻亮条纹或暗条纹对应的路程差是恒定的，而该路程差又决定于条纹下面对应膜的厚度，即相邻亮条纹或暗条纹下面对应膜的厚度也是恒定的，如将玻璃夹层中的空气逐渐抽去而成为真空，光在真空中传播速度大于在空气中传播速度，单色光的频率不变，由v＝λf，可知单色光在真空中传播的波长变大，所以相邻亮条纹或暗条纹的间距变大，即变宽，A正确，B、C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 9．在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时(　　) A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失 B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在 C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮 D．屏上无任何光亮 √ 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 解析：红光和绿光的频率不同，不能产生干涉现象，故不能产生干涉条纹，但屏上仍有光亮。 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 10．(多选)在生产生活中，光的干涉运用非常广泛，下列图中涉及光的干涉现象的是(　　) √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 解析：阳光下彩色的肥皂膜、用单色光检测工作表面平整度为薄膜干涉现象，故A、B正确； 光导纤维传递光学信息是利用光的全反射，没有涉及光的干涉现象，故C错误； 单色光通过双缝在屏幕上形成明暗相间的条纹为双缝干涉现象，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 11．(2024·江苏连云港统考期末)双缝干涉实验原理如图所示，光源S到双缝S1、S2的距离相等，S1、S2连线平行于光屏，O点为S1、S2连线的中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光经S1、S2传播到光屏上P点的时间差为Δt，其中S1P垂直于光屏，P为某亮条纹中心，O、P之间还有m条亮条纹。已知光在真空中的传播速度为c，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射。 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 (1)求光在玻璃片中的传播速度。 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 (2)求单色光在真空中的波长。 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 (3)若紧贴S1放置一厚度均匀的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等，求玻璃片的厚度。 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 9 课后 达标检测 解析：根据λ＝ eq \f(c,f) ，单色光a的波长λ1＝ eq \f(c,f1) ＝ eq \f(3×108,5.0×1014) m＝0.6×10－6 m＝0.60 μm；单色光b的波长λ2＝ eq \f(c,f2) ＝ eq \f(3×108,7.5×1014) m＝0.4×10－6 m＝0.40 μm。由Δx＝0.60 μm＝λ1＝ eq \f(3,2) λ2＝3× eq \f(λ2,2) ，C正确。 5．(2024·江苏常州中学期中)如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上O是中央亮条纹， P点是O上方第三条亮条纹中心。已知双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L，光速为c，下列说法正确的是(　　) A．该单色光的波长λ＝cf B．O、P之间的距离为 eq \f(3Lc,df) C．若增大双缝到光屏的距离L，条纹间距变小 D．若换用频率更大的单色光照射双缝，O点上方第三条亮条纹中心在P点上方 解析：该单色光的波长λ＝ eq \f(c,f) ，A错误； O、P之间的距离OP＝3λ eq \f(L,d) ＝ eq \f(3cL,fd) ，B正确； 根据Δx＝λ eq \f(L,d) ，若增大双缝到光屏的距离L，条纹间距变大，C错误； 解析：光在介质中的传播速度v＝ eq \f(c,n) 。 答案： eq \f(c,n) 　 解析：根据题意，有Δr＝cΔt Δr＝kλ k＝m＋1 联立可得λ＝ eq \f(cΔt,m＋1) 。 答案： eq \f(cΔt,m＋1) 　 解析：若紧贴S1放置一厚度均匀的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等，则 eq \f(d,v) － eq \f(d,c) ＝Δt 解得d＝ eq \f(cΔt,n－1) 。 答案： eq \f(cΔt,n－1) $