《光的干涉》同步练习4-1.doc

《光的干涉》同步练习
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.手电筒射出的光是频率不相同的单色光
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源
2.用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是( )
A.相邻干涉条纹之间距离相等
B.中央明条纹宽度是两边暗条纹宽度的2倍
C.屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间距增大
D.在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
3.在杨氏双缝干涉实验中，用红光照射双缝得到的干涉图样是( )
A.一系列明暗相间的同心圆
B.一些杂乱无章的点
C.平行、等间距的明暗相间的条纹
D.条纹中间宽、两边窄
4.杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，λ为光波波长)( )
①在距双缝的路程相等的点形成暗条纹
②在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹
③在距双缝的路程差为n·的点形成亮条纹
④在距双缝的路程差为(n+)λ的点形成暗条纹
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
5.(2012·大纲版全国卷)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光.为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( )
A.改用红光作为入射光
B.改用蓝光作为入射光
C.增大双缝到屏的距离
D.增大双缝之间的距离
【课后巩固】
6.已知红光、绿光和紫光三种色光的波长大小关系为：红光最长，紫光最短.那么我们用包含有红光、绿光、紫光三种色光的复色光做相干光源，所产生的干涉条纹中两相邻条纹间隔最近的干涉条纹是( )
A.紫色条纹 B.绿色条纹
C.红色条纹 D.都一样近
7.如图甲所示为双缝干涉实验时用绿光进行实验，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹.乙图为换用另一种颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，
a′为中央亮条纹.若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为：红光的波长最长，紫光的波长最短.则下列说法正确的是( )

A.乙图可能为用红光时产生的条纹，表明红光波长较长
B.乙图可能为用紫光时产生的条纹，表明紫光波长较长
C.乙图可能为用红光时产生的条纹，表明红光波长较短
D.乙图可能为用紫光时产生的条纹，表明紫光波长较短
8.在双缝干涉实验中，对于一定频率的光而言，下列说法正确的是( )
A.保持双缝间距离不变，双缝到屏的距离越近，干涉条纹愈清晰
B.保持双缝到屏的距离不变，双缝间距越大，干涉条纹愈清晰
C.屏与双缝的距离跟双缝间距离之比愈小，干涉条纹愈清晰
D.屏与双缝的距离跟双缝间距离之比愈大，干涉条纹愈清晰
9.下列关于杨氏双缝干涉的说法中正确的是( )
A.平行单色光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处出现暗条纹
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
10.如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮纹中心(即P1到S1、S2的光程差为一个波长)，现换用波长为400 nm的紫色光源照射单缝，则( )

A.P和P1仍为亮点
B.P为亮点，P1为暗点
C.P为暗点，P1为亮点
D.P1、P2均为暗点
11.(2012·杭州高二检测)一复色光中只含有a、b两种单色光，在真空中a光的波长大于b光的波长.
(1)a光的频率_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)b光的频率.
(2)若用此复色光通过玻璃半球且经球心O射向空气时，下列四个光路图中可能符合实际情况的是______.

(3)用该复色光做双缝干涉实验，得到如图所示的干涉图样.
则实线表示_________(选填“a”或“b”)光的干涉条纹.

12.如图所示，在双缝干涉中，若用λ1=5.0×10-7 m的光照射，屏上O为中央亮条纹，屏上A为第二级亮条纹所在处.若换用λ2=4.0×10-7 m的光照射时，屏上O处是什么情况？屏上A处又是什么情况？

答案解析
1.【解析】选D.本题虽然强调两只相同的手电筒，但它们发出的光仍然是频率不同的复色光.两束光的频率不同，不满足干涉产生的条件，所以看不到干涉图样.故D正确，A、B、C都是错误的.
【总结提升】获得相干光的两种方法
(1)利用激光.激光是一种人造相干光源，其单色性极好.
(2)分光法.设法将同一束光分成两束，因为这两束光都来源于同一光源，满足相干条件，如杨氏双缝干涉实验.
2.【解析】选A.干涉图样中，相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离相等，实验表明相同情况下，红光的条纹宽度最大，紫光的条纹宽度最小，双缝与光屏之间的距离越大，条纹间隔越大，故A正确.
3.【解析】选C.单色光的双缝干涉条纹为平行、等距、明暗相间的条纹.故C对，A、B、D错.
4.【解析】选D.在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差等于波长的整数倍时，此点为振动加强点；当某处距双缝的距离之差为半个波长的奇数倍时，此点为振动减弱点.
5.【解析】选A、C.由干涉条纹间距公式可知，要增大干涉条纹的间距，可以增大双缝到屏的距离l、减小双缝之间的距离d，选项C正确、D错误；还可以换用波长大的单色光，红光的波长比黄光大，蓝光的波长比黄光小，选项A正确、B错误.
6.【解析】选A.光的波长越长，干涉条纹间距越大.在红光、绿光和紫光三种色光中，紫光的波长最短，其相邻的干涉条纹中紫光亮条纹间距最小.故A对.
7.【解析】选A.根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中条纹的间距就越大，由题意可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长，因此B、C、D错，A对.
8.【解析】选D.干涉条纹间距离越大，越清晰.当用给定的单色光做实验时，双缝间距愈小，双缝到屏的距离愈大，相邻两条亮(或暗)条纹间距离愈大，即干涉条纹愈清晰，故选项D正确.
9.【解析】选B.在双缝干涉中，平行单色光的作用是获得一个线光源，使光源有惟一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故选项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处出现暗条纹，选项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，故选项D错误.
10.【解析】选B.从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光.由题意，屏中央P点到S1、S2距离相等，即由S1、S2分别射出的光到P点的路程差为零，因此P点是亮纹中心.因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P点都是中央亮纹的中心.而P1点到S1、S2的光程差刚好是橙光的一个波长，即
｜P1S1-P1S2｜=600 nm=λ橙，则两列光波到达P1点的振动情况完全一致，振动得到加强.因此，出现亮条纹.当换用波长为400 nm的紫光时，｜P1S1-P1S2｜=
600 nm=×400 nm=λ紫，则两列光波到达P1点时振动情况完全相反，即由S1、S2射出的光波到达P1点时相互削弱.因此，出现暗条纹.综上所述，选项B正确.
11.【解题指南】解答该题时应明确以下两点:
(1)光波频率越大，则折射率越大.
(2)光波波长越长，则干涉条纹间距越大.
【解析】(1)根据，a光的波长大于b光的波长，则a光的频率小于b光的频率.(2)a光、b光在玻璃中折射率na＜ nb，发生折射时b光偏折程度更大，B对，也有可能b光发生全反射，只有a光有折射光线，故C可能正确.(3)在干涉现象中，波长越长，条纹间距越大.所以，实线条纹为a光的干涉条纹.
答案：(1)小于 (2)B、C (3)a
12.【解析】双缝到O点的路程差为零，换用λ2=4.0×10-7 m的光照射时，屏上O处仍是亮条纹.Δx=2λ1=nλ2，解得即路程差等于两个半波长，所以A处是第三级暗条纹.
答案：见解析
【变式备选】频率为6×1014 Hz的单色光从S1和S2投射到屏上，并且S1与S2振动相同.则这种单色光的波长为_________；若屏上的点P到S1与S2的路程差为3×10-6 m，则P点是_________(选填“亮条纹”或“暗条纹”).
【解析】所以P点是亮条纹.
答案：5×10-7 m 亮条纹