高中物理 第十三章 光 3光的干涉自我小測(cè) 新人教版選修3-41

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光的干涉 1．如圖所示是雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置，其光屏上P處發(fā)現(xiàn)明條紋，則雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差為(　　)。 A．光波的半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍 B．光波的波長(zhǎng)的奇數(shù)倍 C．光波的半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍 D．光波的波長(zhǎng)的偶數(shù)倍 2．在單色光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中(　　)。 A．兩列光波谷和波谷重疊處出現(xiàn)暗條紋 B．兩列光波峰和波峰重疊處出現(xiàn)亮條紋 C．從兩個(gè)狹縫到達(dá)屏上的路程差是光波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)亮條紋 D．從兩個(gè)狹縫到達(dá)屏上的路程差是光波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)暗條紋 3．在楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，從兩個(gè)狹縫到達(dá)像屏上的某點(diǎn)的光走過(guò)的路程相等，該點(diǎn)即為中央亮條紋的位置(即k＝0對(duì)應(yīng)的那條亮條紋)，雙縫屏上有上下兩狹縫，設(shè)想在雙縫屏后用一塊極薄的透明玻璃片遮蓋下方的縫，則屏上中央亮條紋的位置將(　　)。 A．向上移動(dòng) B．向下移動(dòng) C．不動(dòng) D．可能向上移動(dòng)，也可能向下移動(dòng) 4．在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果(　　)。 A．用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋 B．用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋 C．用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋 D．用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋 5．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差為0.6 μm，若分別用頻率f1＝5.01014 Hz和f2＝7.51014 Hz的單色光垂直照射雙縫，則P點(diǎn)出現(xiàn)明、暗條紋的情況是(　　)。 A．單色光f1和f2分別照射時(shí)，均出現(xiàn)明條紋 B．單色光f1和f2分別照射時(shí)，均出現(xiàn)暗條紋 C．單色光f1照射時(shí)出現(xiàn)明條紋，單色光f2照射時(shí)出現(xiàn)暗條紋 D．單色光f1照射時(shí)出現(xiàn)暗條紋，單色光f2照射時(shí)出現(xiàn)明條紋 6．楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是(n為自然數(shù)，λ為光波波長(zhǎng))(　　)。 ①在距雙縫的光的路程相等的點(diǎn)形成暗條紋； ②在距雙縫的光的路程差為nλ的點(diǎn)形成亮條紋； ③在距雙縫的光的路程差為的點(diǎn)形成亮條紋； ④在距雙縫的光的路程差為(n＋)λ的點(diǎn)形成暗條紋。 A．①②　　　　　　　　　　 B．②③ C．③④ D．②④ 7. 如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若單縫S從雙縫S1、S2的中央對(duì)稱軸位置處稍微向上移動(dòng)，則(　　)。 A．不再產(chǎn)生干涉條紋 B．仍可產(chǎn)生干涉條紋，其中央亮條紋P的位置不變 C．仍可產(chǎn)生干涉條紋，其中央亮條紋P的位置略向上移 D．仍可產(chǎn)生干涉條紋，其中央亮條紋P的位置略向下移 8.用紅光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到干涉條紋。在其他條件不變的情況下，改用紫光做實(shí)驗(yàn)，則干涉條紋間距將變________，如果改用白光做實(shí)驗(yàn)，在屏上將出現(xiàn)________色條紋。 9. 如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1和S2的距離之差為2.1 μm。今分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問(wèn)P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋。 (1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長(zhǎng)為410－7 m。 (2)已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為3.1510－7 m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)臨界角為37。 參考答案 1. 答案：C　在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，出現(xiàn)亮條紋；光屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)為減弱點(diǎn)，出現(xiàn)暗條紋。 2. 答案：BC　兩列光的波峰與波峰相遇和波谷與波谷相遇都是亮條紋。從空間中一點(diǎn)到兩光源的光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍，該點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋；若為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，則為暗條紋。 3. 答案：B　本題考查對(duì)形成明暗條紋條件的理解。雙縫到屏上中央亮條紋O點(diǎn)的距離相等，當(dāng)下方的狹縫后用一塊極薄的玻璃片遮蓋住后，由于波在玻璃中傳播的波長(zhǎng)變小，因此下縫到O點(diǎn)的距離內(nèi)的波長(zhǎng)個(gè)數(shù)變多，所以屏上對(duì)應(yīng)的到雙縫波長(zhǎng)個(gè)數(shù)相等的點(diǎn)下移，即屏上中央亮條紋的位置將向下移動(dòng)，B項(xiàng)正確。 4. 答案：BD　白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B為紅光的雙縫干涉，圖樣為紅黑相間，故B項(xiàng)正確；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉圖樣，C項(xiàng)錯(cuò)誤；遮住一條狹縫時(shí)，紫光將發(fā)生單縫衍射，形成衍射圖樣，D項(xiàng)正確。 5. 答案：C　本題考查雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中屏上出現(xiàn)明、暗條紋的條件。根據(jù)已有波的疊加知識(shí)，知與兩個(gè)狹縫的光的路程差是波長(zhǎng)的整數(shù)倍處出現(xiàn)亮條紋，與兩個(gè)狹縫的光的路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋。據(jù)可得λ1＝ m＝0.610－6 m＝0.60 μm，λ2＝＝0.410－6 m＝0.40 μm，即d＝0.60 μm＝λ1 d＝0.60 μm＝ 由以上分析可知，選項(xiàng)C正確。 6. 答案：D　在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)某處距雙縫距離之差Δs為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，即Δs＝kλ，k＝0、1、2、3…這點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，該處出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)距離之差Δs為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，即Δs＝(2k＋1)，k＝0、1、2、3…這點(diǎn)為減弱點(diǎn)，該處出現(xiàn)暗條紋。 7. 答案：D　本實(shí)驗(yàn)中單縫S的作用是形成頻率一定的線光源，雙縫S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移動(dòng)S后，沒(méi)有改變傳到雙縫的光的頻率，由雙縫S1、S2射出的仍是相干光，由雙縫S1、S2發(fā)出的光到達(dá)屏上P點(diǎn)下方某點(diǎn)的光程差為零，故中央亮紋下移。 8. 解析：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在其他條件不變的情況下，干涉條紋的間距與入射光的波長(zhǎng)成正比，紫光波長(zhǎng)小于紅光波長(zhǎng)，所以改用紫光做實(shí)驗(yàn)，干涉條紋間距將變小，改用白光做實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于七色光的波長(zhǎng)不同，各自干涉條紋的間距不同。在光屏幕上單色光加強(qiáng)的位置不同，于是出現(xiàn)彩色干涉條紋。 答案：小　彩 9. 解析：(1)設(shè)光在空氣中的波長(zhǎng)為λ1，由于在介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變，所以由n＝得：λ1＝nλ2＝1.5410－7 m＝610－7 m。由光的路程差Δs＝2.1 μm＝2.110－6 m得：N1＝＝3.5。由此可知，從S1、S2到P點(diǎn)的光程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。故當(dāng)A光作光源時(shí)，P點(diǎn)處為暗條紋。 (2)根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系，sin C＝，所以n＝，所以B光在空氣中的波長(zhǎng)為λ3＝nλ2介＝3.1510－7 m＝5.2510－7 m。由光的路程差和波長(zhǎng)的關(guān)系：n2＝＝。由此可知，當(dāng)B光作光源時(shí)，P點(diǎn)處為亮條紋。 答案：(1)暗條紋　(2)亮條紋