2019高中物理 第十三章 光 第3节 光的干涉课时作业 新人教版选修3-4.doc

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1、- 1 -第十三章第十三章 第三节第三节 光的干涉光的干涉基础夯实 一、选择题(14 题为单选题，5、6 题为多选题)1用一束单色光做杨氏双缝干涉实验，经双缝后光照射到光屏上，可观察到的图象是图中的( D )解析：光的干涉图象是等间距、明暗相间的条纹，故选项 D 正确。2白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的( D )A传播速度不同 B强度不同C振动方向不同 D频率不同解析：两侧条纹间距与各色光的波长成正比，不同色光的频率不同、波长不同。这样除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，便形成了彩色条纹。32015 年 2 月 24 日四川成都隧道发生瓦斯爆炸事故。瓦斯在隧道施工、煤

2、矿采掘等危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。如果屏的正中央O点变为暗纹，说明B中气体( A )A一定含瓦斯 B一定不含瓦斯C不一定含瓦斯 D无法判断解析：如果屏的正中央O变为暗纹，说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯。4如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P点出现第 3 条暗条纹。已知光速为c，则P点到双缝的距离之差r2r1应为(

3、D )- 2 -A B c 2f3c 2fC D3c f5c 2f解析：在某点产生暗条纹的条件是：光程差r2r1为半波长的奇数倍。已知P点出现第 3条暗条纹，说明r2r1， 由cf得： ，则r2r1。5 2c f5c 2f5(青州市实验中学 2016 年高二下学期检测)杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，为光波波长)( BD )A在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B在距双缝的路程差为n的点形成亮条纹C在距双缝的路程差为n的点形成亮条纹 2D在距双缝的路程差为的点形成暗条纹(n1 2)解析：在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差 x为波长的整数倍时，即xk，k0,1,2,3，这些点为

4、加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差 x为半波长的奇数倍时，即 x(2k1)，k0,1,2,3，这些点为减弱点，该处出现暗条纹。 26关于光的干涉，下列说法中正确的是( BC )A在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B在双缝干涉现象里，入射光波长变大；相邻两个明条纹间距将变宽C只有频率相同的两列光波才能产生干涉D频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定解析：在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，选项 A 错误；入射光的波长越长，相邻两个明条纹间距越大，故选项 B 正确；两列波产生干涉时，频率必须相同，故选项 C 正确，选项 D 错误。二

5、、非选择题7在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1和S2的路程差为 7.5107m，如果用频率为 6.01014Hz 的黄光照射双缝，试问：(1)该黄光的波长是多少？(2)试通过计算分析P点出现亮条纹还是暗条纹？答案：(1)5107m (2)暗条纹解析：(1) m5107m；c f3 108 6.0 1014(2)x7.5107m，所以是暗条纹。3 2- 3 -能力提升 一、选择题(13 题为单选题，4 题为多选题)1如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷。在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点。如果把

6、屏分别放在A、B、C三个位置，那么( A )AA、B、C三个位置都出现亮条纹BB位置处出现暗条纹CC位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D以上结论都不对解析：在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同，该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某些时刻它也可以位于平衡位置(如图中C点)。所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置，对光波而言，该点是完全暗的。本题中，A、B、C三点总是振动加强的点，屏上对应出现的都是亮条纹。另外，要特别注意波谷与波

7、谷相遇的点(图中B点)振动也是加强的，不要以为B点是暗的。2如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光波长为，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第 0 号亮纹，由P向上数与 0 号亮纹相邻的亮纹为 1 号亮纹，与 1 号亮纹相邻的亮纹为 2 号亮纹，设P1处的亮纹恰好是 10 号亮纹，直线S1P1的长度为r1，S2P1的长度为r2，则r2r1等于( B )A5B10 C20D40解析：由题设可知，从中央亮条纹P算起，P1点处是第 10 号亮条纹的位置，表明缝S1、S2到P1处的距

8、离差r2r1为波长的整数倍，且刚好是 10 个波长，所以选项 B 正确。3在杨氏双缝干涉实验中，如果不用激光光源而用一般的单色光源，为了完成实验可在双- 4 -缝前边加一单缝获得线光源，如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，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( D )A不再产生干涉条纹B仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变C仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置向上移D仍可产生干涉条纹，中央亮纹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，没有改变传到双缝的光的频率，由S1、S2射出的仍是相干光，由单

9、缝S发出的光到达屏幕上P点下方某点光程差为零，故中央亮纹下移。4用波长为的单色光照射单缝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为相邻亮纹的位置，c为中央亮条纹，则( BD )AO到达a、b的路程差为零BM、N到达b的路程差为CO到达a、c的路程差为 4DM、N到达e的路程差为 2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 xn(n0,1,2,3)。故 B、D 正确。二、非选择题5(苏北教育联合体 2015 年高二下学期联考)如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为 5.30107m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为 7.95107

10、m，则在这里出现的应是_暗条纹_(选填“明条纹”或“暗条纹”)，现改用波长为 6.30107m 的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将_变宽_(选填“变宽” “变窄”或“不变”)。解析：由于1.5，路程差是半波长的奇数倍，是暗条纹。若改用更大波长7.95 107m 5.30 107m的光做双缝干涉，由于相邻条纹间距与波长成正比，故条纹间距变宽。- 5 -6光纤通信是 70 年代以后发展起来的新兴技术，世界上许多国家都在积极研究和发展这种技术。发射导弹时，可在导弹后面连一根细如蛛丝的光纤，就像放风筝一样，这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间，起着双向传输信号的作用。光纤制导的下行

11、光信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为 0.85m 的单色光。上行光信号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为 1.06m 的单色光。这种操纵系统通过这根光纤向导弹发出控制指令，导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标。根据以上信息，回答下列问题：(1)在光纤制导中，上行光信号在真空中波长是多少？(2)为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光？(已知光纤纤芯的折射率为1.47)答案：(1)1.56m (2)见解析解析：(1)设信号频率为f，真空中的波长为0，c0f，光在纤芯中的频率仍为f，波长为，则光在纤芯中的速度vf，又n ，可以得出：c v0n1.471.06m1.56m。(2)上行光信号和下行光信号的频率相同，将发生干涉现象而互相干扰。