人教版選修34 光的干涉 第1課時 作業(yè)1.docx

光的干涉 同步測試一、單選題（共8題；共16分）1.先后用兩種不同的單色光，在相同的條件下用同一雙縫干涉裝置做實驗，在屏幕上相鄰的兩條亮紋間距不同，其中間距較大的那種單色光，比另一種單色光（ ） a.在真空中的波長較短b.在玻璃中傳播的速度較大c.在玻璃中傳播時，玻璃對其折射率較大d.在真空中傳播速度大2.在下面幾種有關(guān)光的現(xiàn)象中，不屬于光的干涉的是（ ） a.在水面的油膜上看到彩色花紋b.通過游標(biāo)卡尺兩測腳間的狹縫，觀看與狹縫平行的線光源時，看到彩色條紋c.光通過照相機鏡頭上的增透膜d.白光通過雙縫后，在光屏上出現(xiàn)彩色條紋3.以下說法中不正確的有（ ） a.已知地震波的縱波速度大于橫波速度，此性質(zhì)可用于橫波的預(yù)警b.一束光由介質(zhì)射向空氣，界面上可能只發(fā)生反射現(xiàn)象而沒有折射現(xiàn)象c.水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，這說明了光是一種波d.在電場周圍一定存在磁場，在磁場周圍一定存在電場4.如圖給出4個明暗相間的圖樣，已知它們分別是紅光、藍光（紅光波長比藍光波長大）在相同干涉儀器中的雙縫干涉圖樣以及黃光、紫光（黃光波長比紫光波長大）在相同的衍射儀器中的單縫衍射圖樣（黑色部分表示亮紋），則在下面的四個圖中從左往右排列的亮條紋的顏色依次是（ ） a.紅黃藍紫b.紅紫藍黃c.藍紫紅黃d.藍黃紅紫5.圖是雙縫干涉實驗裝置，使用波長為600nm的橙色光照射，在光屏中心p點呈現(xiàn)亮條紋在p點上方的p1點到s1、s2的路程差恰為，現(xiàn)改用波長為400nm的紫色光照射，則（ ） a.p和p1都出現(xiàn)亮紋b.p為亮紋，p1為暗紋c.p為暗紋，p1為亮紋d.p和p1都是暗紋6.對于雙縫干涉實驗現(xiàn)象，除給定因素外其它不變，下列說法正確的是（ ） a.兩縫間距越小條紋間距越小b.光屏離雙縫越遠條紋間距越小c.七色光中，用紅光做實驗時條紋間距最大d.用白光做雙縫干涉實驗得到的是黑白相間的條紋7.下面是四種與光有關(guān)的事實中，與光的干涉有關(guān)的是（ ） a.用光導(dǎo)纖維傳播信號b.用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度c.一束白光通過三棱鏡形成彩色光帶d.雨后天空出現(xiàn)彩虹8.下列關(guān)于近代物理學(xué)的結(jié)論中，正確的是（ ） a.宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小，極易觀察到它的波動性b.光的干涉現(xiàn)象中，干涉亮條紋部分是光子到達幾率多的地方c.光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子的最大初動能與照射光的頻率成正比d.氫原子的能級是不連續(xù)的，但輻射光子的能量卻是連續(xù)的二、填空題（共3題；共6分）9.采用干涉法檢查一塊玻璃板的表面是否平整，所用光源為單色光，檢查中所觀察到的干涉條紋是由如圖哪兩個表面反射的光線疊加而成的_ 10.激光散斑測速是一種嶄新的測速技術(shù)，它應(yīng)用了光的干涉原理用二次曝光照相所獲得的“散斑對”相當(dāng)于雙縫干涉實驗中的雙縫，待測物體的速度v與二次曝光時間間隔t的乘積等于雙縫間距實驗中可測得二次曝光時間間隔t、雙縫到屏之距離l以及相鄰兩條亮紋間距x若所用激光波長為，則該實驗確定物體運動速度為_ 11.利用光的現(xiàn)象或原理填空 a照相機鏡頭鍍的一層膜是利用了光的_原理b海市蜃樓是光的_現(xiàn)象c光纖通信是利用了光的_原理d人們瞇起眼看燈絲時會看到彩色條紋，這是光的_現(xiàn)象 三、解答題（共1題；共5分）12.要使某透鏡能對在空氣中波長為0.52 m的黃光增透，至少要在鏡面上涂厚度為多大的增透膜？（假定做這種膜的材料的折射率為1.3） 四、實驗探究題（共1題；共3分）13.如圖所示表示兩個相干波源s1、s2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇圖中實線表示波峰，虛線表示波谷，c和f分別為ae和bd的中點，則：（1）在a、b、c、d、e、f六點中，振動加強的點是_振動減弱的點是_ （2）若兩振源s1和s2振幅相同，此時刻位移為零的點是_ 五、綜合題（共2題；共15分）14.登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴(yán)重地損傷視力有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5，所要消除的紫外線的頻率為f=8.11014hz（1）他設(shè)計的這種“增反膜”所依據(jù)的原理是_ （2）這種“增反膜”的厚度是_ （3）請判斷以下有關(guān)薄膜干涉的說法正確的是 a.薄膜干涉說明光具有波動性b.如果薄膜的厚度不同，產(chǎn)生的干涉條紋一定不平行c.干涉條紋一定是彩色的d.利用薄膜干涉也可以“增透”15.如圖所示是1834年愛爾蘭物理學(xué)家勞埃德觀察到光的干涉現(xiàn)象的原理圖縫光源s發(fā)出波長為600nm的光有一部分直接射到屏d上，另一部分經(jīng)鏡面m反射到屏d上，對鏡面的入射角接近90，這兩部分光重疊產(chǎn)生干涉，在屏d上出現(xiàn)亮暗相同的干涉條紋，這稱之為勞埃德鏡干涉 （1）試在原理圖中畫出屏d上出現(xiàn)干涉條紋的區(qū)域 （2）勞埃德鏡干涉的條紋間距與波長的關(guān)系與楊氏雙縫干涉相同，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，試估算亮條紋的條數(shù) 答案解析部分一、單選題1.【答案】b 【解析】【解答】解：a、根據(jù)x= 知，在屏幕上相鄰的兩條亮紋間距越大，則光的波長較長故a錯誤 b、c、光的波長長，則頻率小，根據(jù)e=hv知光子能量小光的頻率小，則折射率小，根據(jù)v= 知在介質(zhì)中傳播速度大故b正確c錯誤d、光在真空中的速度是相等的故d錯誤故選：b【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式判斷出兩種光的波長大小，從而確定頻率大小、折射率大小以及在介質(zhì)中傳播的速度大小2.【答案】b 【解析】【解答】解：a、在水面的油膜上看到彩色花紋是油膜上下表面反射的兩列波發(fā)生干涉，a是干涉； b、通過游標(biāo)卡尺兩測腳間的狹縫，觀看與狹縫平行的線光源時，看到彩色條紋是光的衍射，b不是干涉；c、光通過照相機鏡頭上的增透膜是增透膜前后表面反射的光發(fā)生干涉，c是干涉；d、白光通過雙縫后，在光屏上出現(xiàn)彩色條紋是雙縫干涉本題選不屬于干涉的，故選b【分析】干涉是兩列頻率相同的光發(fā)生的光學(xué)現(xiàn)象，根據(jù)這個特點即可判斷各項3.【答案】d 【解析】【解答】解：a、已知地震波的縱波波速大于橫波波速，此性質(zhì)可用于橫波的預(yù)警，故a正確；b、光由介質(zhì)射向空氣，由于介質(zhì)的折射率比較大，在界面上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，此時沒有折射現(xiàn)象，故b正確；c、水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是由于光的薄膜干涉產(chǎn)生的，是光的干涉現(xiàn)象，這說明了光是一種波，故c正確；d、根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，在變化的電場周圍一定存在磁場，在變化的磁場周圍一定存在電場，在電場周圍不一定存在磁場，在磁場周圍不一定存在電場故d錯誤本題選擇錯誤的，故選：d【分析】地震波中同時有橫波和縱波，而縱波的速度大于橫波的速度一束光由介質(zhì)射向空氣，界面上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象而沒有折射現(xiàn)象；干涉現(xiàn)象說明了光是一種波；在變化的電場周圍一定存在磁場，在變化的磁場周圍一定存在電場4.【答案】c 【解析】【解答】解：雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋，所有條紋寬度相同且等間距，故從左邊兩個是雙縫干涉現(xiàn)象，根據(jù)雙縫干涉條紋間距x= 可知波長越大，x越大，故左邊第一個是藍光，第三個紅是光 單縫衍射條紋是中間明亮且寬大，越向兩側(cè)寬度越小越暗，而波長越大，中央亮條紋越粗，故最右端為黃光單縫衍射圖樣故從左向右依次：是藍光（雙縫干涉）、紫光（單縫衍射）、紅光（雙縫干涉）和黃光（單縫衍射）故選：c【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋間距x= 可判定哪個圖樣是雙縫干涉，它們的波長又有什么關(guān)系；根據(jù)單縫衍射條紋是中間亮條紋明亮且寬大，越向兩側(cè)寬度越小，而波長越大，中央亮條紋越粗進行判斷5.【答案】b 【解析】【解答】解：p點光程差是波長的整數(shù)倍，形成明條紋p1處n= 為奇數(shù)，則p1處出現(xiàn)暗條紋 故選b【分析】當(dāng)光屏上的點到雙縫的光程差是波長的整數(shù)倍時，出現(xiàn)明條紋；當(dāng)光程差是半波長的奇數(shù)倍時，出現(xiàn)暗條紋6.【答案】c 【解析】【解答】解：由雙縫干涉的條紋間距公式x= 知條紋間距與波長成正比，與雙縫間距d成反比； a、有公式可知，兩縫間距d越小條紋間距越大，故a錯誤；b、由公式可知，光屏離雙縫越遠短，則條紋間距越大，故b錯誤；c、七色光中紅光波長最長，故條紋間距最大，故c正確；d、白光含有七種波長的光，發(fā)生干涉后條紋間距不同，故得到彩色條紋，故d錯誤故選：c【分析】根據(jù)條紋間距公式x= ，即可作答7.【答案】b 【解析】【解答】解：a、光導(dǎo)纖維是利用光的全反射的原理傳播光信號與光的干涉無關(guān)故a錯誤 b、檢查平面的平整度的原理是經(jīng)過空氣層的前后兩面反射的光線在標(biāo)準(zhǔn)樣板的下表面疊加發(fā)生薄膜干涉形成干涉條紋，故與光的干涉有關(guān)故b正確c、白光是復(fù)色光，而同一種玻璃對不同的單色光的折射率不同，故雖然不同的單色光的入射角相同但經(jīng)玻璃折射后的出射角不同即發(fā)生了色散，故折射的結(jié)果與光的干涉無關(guān)故c錯誤d、雨后天空出現(xiàn)彩虹是光的折射現(xiàn)象，與光的干涉無關(guān)故d錯誤故選：b【分析】光導(dǎo)纖維是利用光的全反射的原理傳播光信號；檢查平面的平整度是利用薄膜干涉；色散是同種玻璃對不同的單色光的折射率不同造成的；水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是薄膜干涉造成的8.【答案】b 【解析】【解答】解：a、根據(jù)德布羅意波= 知，宏觀物體的動量較大，德布羅意波長較短，波長越短，波動性越不明顯故a錯誤 b、在光的干涉現(xiàn)象中，光子到達幾率大的地方出現(xiàn)明條紋，幾率小的地方出現(xiàn)暗條紋故b正確c、根據(jù)光電效應(yīng)方程ekm=hw0知，最大初動能與光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系故c錯誤d、氫原子能級不連續(xù)，能極差也不連續(xù)，根據(jù)e2e1=h知，光子能量不連續(xù)故d錯誤故選b【分析】a、根據(jù)德布羅意波長分析宏觀物體的波長，波長越長，波動性越明顯b、在光的干涉現(xiàn)象中，光子到達幾率大的地方出現(xiàn)明條紋，幾率小的地方出現(xiàn)暗條紋c、根據(jù)光電效應(yīng)方程ekm=hw0分析光電子的最大初動能與光的頻率的關(guān)系d、氫原子能級不連續(xù)，能極差也不連續(xù)，根據(jù)e2e1=h判斷光子能量是否連續(xù)二、填空題9.【答案】a的下表面和b的上表面 【解析】【解答】解：薄膜干涉形成的條紋是空氣膜的上下表面的發(fā)射光干涉產(chǎn)生的，即由a的下表面和b的上表面兩個表面的反射光線疊加而成的； 故答案為：a的下表面和b的上表面【分析】薄膜干涉形成的條紋是膜的上下表面的發(fā)射光干涉產(chǎn)生的當(dāng)兩反射光的路程差（即膜厚度的2倍）是半波長的偶數(shù)倍，出現(xiàn)明條紋，是半波長的奇數(shù)倍，出現(xiàn)暗條紋，可知薄膜干涉是等厚干涉，即明條紋處空氣膜的厚度相同10.【答案】【解析】【解答】解：在波的干涉中，干涉條紋的間距x= ， 及速度公式 由上式聯(lián)立可得：故答案為： 【分析】由波的干涉中條紋的間距公式與速度公式可得出物體運動速度大小11.【答案】干涉；折射；全反射；衍射 【解析】【解答】解：a、照相機鏡頭鍍的一層膜，是增透膜，是利用了光的干涉原理， b、海市蜃樓是光的折射現(xiàn)象；c、光纖通信是利用了光的全反射原理；d、瞇起眼看燈絲時會看到彩色條紋，這是光的單縫衍射現(xiàn)象故答案為：a干涉b折射c全反射d衍射【分析】增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象；海市蜃樓是光的折射現(xiàn)象；光纖通信是利用了光的全反射現(xiàn)象；瞇起眼看燈絲時會看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象三、解答題12.【答案】解：光波在膜中的波長為： = = m=4.0107m增透膜的厚度為：d= = m=1.0107m答：至少要在鏡面上涂厚度為多大的增透膜1.0107m 【解析】【分析】兩個界面上的反射光相干涉后互相抵消，減少了反射光四、實驗探究題13.【答案】（1）a、e、c；b、d、f（2）b、c、d、f 【解析】【解答】解：（1）由圖可知：a點是波谷與波谷相遇點，而b、d點是波峰與波谷相遇點，c點是波峰與波峰相遇點由于當(dāng)波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇時振動加強，當(dāng)波峰與波谷相遇時振動減弱，所以振動加強點是a與c，振動減弱點是b、d；而c在振動加強的連線上，f在振動減弱的連線上，因此c是振動加強點，而f是振動減弱點；（2）若兩振源s1和s2振幅相同，波峰與波谷相遇的位移為零，或平衡位置相遇也為零，此時刻位移為零的點是：b、c、d、f故答案為：（1）a、e、c，b、d、f（2）b、c、d、f【分析】兩列頻率相同的相干波，當(dāng)波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇時振動加強，當(dāng)波峰與波谷相遇時振動減弱，則振動情況相同時振動加強；振動情況相反時振動減弱，從而即可求解五、綜合題14.【答案】（1）兩反射光疊加后加強（2）1.23107m（3）a,d 【解析】【解答】解：（1）為了減少進入眼睛的紫外線，應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射出來形成的光疊加后加強，（2）當(dāng)光程差（大小等于薄膜厚度d的2倍）應(yīng)等于光在薄膜中的波長的整數(shù)倍，即2d=n（n=1，2，），因此，膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的 紫外線在真空中的波長是= =3.7107m在膜中的波長是= =2.47107m，當(dāng)膜的厚度為四分之一波長時，兩反射光疊加后加強，則會“增反”故膜的厚度至少是1.23107m（3）a、薄膜干涉說明光具有波動性，散射說明光具有粒子性，所以a正確；b、無論薄膜厚度是否相同，產(chǎn)生的干涉條紋都是平行的，由公式x= 知條紋間距不同，所以b錯誤；c、白光的干涉條紋是彩色的，因為白光由七種色光組成，如果用單一顏色的色光照射，則條紋是單一顏色與黑色相間所以c錯誤；d、當(dāng)膜的厚度為波長的四分之一時就可以實現(xiàn)“增透”，所以d正確故答案為：（1）兩反射光疊加后加強；（2）1.23107m；（3）ad【分析】（1）知道光疊