最新人教版选修34高中物理51光的干涉配套习题及答案.docx

最新人教版选修34高中物理51光的干涉配套习题及答案.docx

《最新人教版选修34高中物理51光的干涉配套习题及答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新人教版选修34高中物理51光的干涉配套习题及答案.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

最新人教版选修34高中物理51光的干涉配套习题及答案

第五章　光的波动性

第1节　光的干涉

1．让一束光通过相距很近的________狭缝，则在狭缝另一侧的光屏上会出现________________的条纹，这种干涉称为双缝干涉．干涉是波特有的现象．光的干涉现象证明光是一种________．

2．当光从两狭缝到屏上的某点的路程差为波长λ的________倍，即d＝________（＝0,1,2…）时，这些点出现亮条纹．当光从两狭缝到屏上的某点的路程差为半波长λ的________倍即d＝________________（＝0,1,2…）时，这些点出现暗条纹．

3．用Δ表示相邻亮（或暗）纹间的距离，λ表示光的波长，d表示两条狭缝间距，表示挡板与屏间距离，≫d，则有：

Δ＝________

4．光照到薄膜上，从膜的________表面和________表面反射回的光再次相遇，而产生的干涉现象，叫薄膜干涉．

5．光的双缝干涉实验装置如图1所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点到两缝的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹．已知红光、绿光和蓝光三种色光比较，红光的波长最长，蓝光的波长最短，那么如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（　　）

图1

A．O点是红光的亮条纹

B．红光的第一条亮条纹在P点的上方

．O点不是蓝光的亮条纹

D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方

6．关于薄膜干涉，下列说法中正确的是（　　）

A．只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象

B．只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象

．厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹

D．观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光在液膜的同一侧

概念规律练

知识点一　光发生干涉的条件

1．在双缝干涉实验中，以白光为光，在屏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．有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹

．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．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．手电筒射出的光不是单色光

B．干涉图样太细小看不清楚

．周围环境的光太强

D．这两束光为非相干光

知识点二　明暗条纹形成的条件

3．在双缝干涉实验中，从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等，该点即为中央亮条纹的位置（即＝0对应的那条亮条纹）．双缝屏上有上下两狭缝，设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖下方的缝，则屏上中央亮条纹的位置将（　　）

A．向上移动

B．向下移动

．不动

D．可能向上移动，也可能向下移动

4．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为06μ，若分别用频率为f1＝50×1014Hz和f2＝75×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是（　　）

A．单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹

B．单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹

．单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹

D．单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹

方法技巧练

一、对明暗条纹形成的解技巧

5．如图2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连线上的点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A、B、三个位置，那么（　　）

图2

A．A、B、三个位置都出现亮条纹

B．B位置处出现暗条纹

．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

6．如图3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（　　）

图3

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

．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

二、薄膜干涉条纹的分析技巧

7．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图4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．现若将图示装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹（　　）

图4

A．变疏B．变密．不变D．消失

8．如图5所示，用单色光照射透明标准板M检查平面N的上表面的平滑情况，观察到的现象有如图所示的条纹中的P和Q情况，这说明（　　）

图5

A．N的上表面A处向上凸起

B．N的上表面B处向上凸起

．N的上表面A处向下凹陷

D．N的上表面B处向下凹陷

1．关于双缝干涉条纹，以下说法中正确的是（　　）

A．用同一单色光做双缝干涉实验，能观察到明、暗相间的单色条纹

B．用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该单色光波长的整倍

．用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差一定为该单色光波长的奇倍

D．用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定为该单色光半波长的奇倍

2．双缝干涉实验装置如图6所示，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（　　）

图6

A．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹

B．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变

．若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹

D．若将像屏向上平移一小段距离，屏上的干涉条纹不会发生变

3．如图7所示是研究光的双缝干涉的示意图，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产生干涉条纹，已知入射激光的波长为λ，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0号亮纹，由P向上，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，则P1处的亮纹恰好是10号亮纹．设直线S1P1的长度为δ1，S2P1的长度为δ2，则δ2－δ1等于（　　）

图7

A．9λB．10λ．11λD．18λ

4．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，是因为（　　）

A．各色光的波长不同，因而各色光产生的干涉条纹间距不同

B．各色光的速度不同，造成条纹间距不同

．各色光的强度不同

D．各色光通过双缝的距离不同

5．如图8所示，是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的（　　）

图8

A．的上表面和b的下表面

B．的上表面和b的上表面

．的下表面和b的上表面

D．的下表面和b的下表面

6．光镜头上涂的一层薄膜叫增透膜，以下说法不正确的是（　　）

A．增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度

B．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的

．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的

D．因为增透膜的作用能使黄绿光反射时相互抵消，而红光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的透镜呈淡紫色

7．如图9所示，实线表示两个相干光S1、S2发出光的波峰位置，则对于图中的、b两点，________点为振动加强的位置，________点为振动减弱的位置．

图9

8．在双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，若双缝处两束光的振动情况恰好相同，在屏上距两缝路程差Δr＝________的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差Δr＝________的地方出现暗条纹．若双缝处两束光的振动情况恰好相反，在屏上距两缝路程差Δr＝________的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差Δr＝________的地方出现暗条纹．

9．如图10所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第2条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差（r2－r1）应为多大？

图10

10．如图11所示是双缝干涉实验装置，使用波长为60×10－7的橙色光照射单缝S，在光屏中央P处（到双缝的距离相等）观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心（即P1到S1、S2的路程差为一个波长），现换用波长为40×10－7的紫色光照射单缝时，问：

图11

（1）屏上P处将出现什么条纹？

（2）屏上P1处将出现什么条纹？

11如图12所示，在双缝干涉中，若用λ1＝50×10－7的光照射，屏上O为中央亮条纹，屏上A为第二级亮条纹（除中央亮纹外第二条亮纹）所在处．若换用λ2＝40×10－7的光照射时，屏上O处是什么情况；屏上A处又是什么情况．

图12

12．把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让某种单色光从上方射入（图13甲），这里可以看到明暗相间的同心圆（如图乙所示）．这个现象是牛顿首先发现的，这个同心圆叫做牛顿环．试探究牛顿环出现的原因．为了使牛顿环的直径大些，应该选用表面弯曲得厉害些的凸透镜，还是选用表面不太弯的凸透镜？

试叙述你选择的由．

图13

第五章　光的波动性

第1节　光的干涉

答案

课前预习练

1．两条　明暗相间　波动

2．整　λ　奇　（2＋1）

3λ

4．上　下

5．AB　[O点无论对哪种颜色的光说，到S1、S2的光程差都为0，故各色光都会在O点出现亮纹，故A正确，错误；红光的波长比绿光的长，故屏上某点到S1、S2的光程差是红光波长的位置应在P点的上方，即红光的第一条亮条纹在P点的上方，B正确；同，蓝光的第一条亮条纹在P点的下方，D错误．]

6．D　[当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现亮条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹．这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现；当薄膜厚度均匀时，不会出现干涉条纹，但也发生干涉现象．如果是单色光照射，若满足振动加强的条件，整个薄膜前方都是亮的，否则整个薄膜的前方都是暗的．如果是复色光照射，某些颜色的光因干涉而减弱，另一些颜色的光会因干涉而加强．减弱的光透过薄膜，加强的光被反射回，这时会看到薄膜的颜色呈某种单色光的颜色，但不形成干涉条纹．]

课堂探究练

1．　[红色和绿色光的频率不同，所以两列光不会发生干涉现象，但有光透过双缝则屏上会有光亮，正确．]

2．D　[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．]

点评　光产生干涉的条件是：

频率相同，振动情况相同，相差恒定．

3．B　[该题考查对形成明暗条纹条件的解．双缝到屏上中央亮条纹O点的距离相等，当下方的狭缝用一块极薄的玻璃片遮盖住后，由于波在玻璃中传播的波长变小，因此下缝到O点的距离内的波长个变多，所以屏上对应的到双缝波长个相等的点下移，即屏上中央亮条纹的位置将向下移动，故本题选B项．]

点评　明暗条纹形成的条件为：

（1）若两列波到该点的路程差是半波长的偶倍时，两列波到达该点时引起该点的振动方向始终相同，形成加强点，即形成亮条纹．

（2）若两列波到该点的路程差是半波长的奇倍时，两列波到达该点时引起该点的振动方向始终相反，形成减弱点，即形成暗条纹．

4．　[判定某处是明条纹还是暗条纹，关键是看该处到两光的光程差是该光波长的倍情况，若是整倍，该处为明条纹；若为整倍加半个波长，则为暗条纹．

单色光f1的波长λ1