《光的干涉》同步練習(xí)4

1、光的干涉同步練習(xí)基礎(chǔ)鞏固一、選擇題1. （2013 達(dá)州高二檢測(cè)）如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用綠光照射單縫S時(shí)，在光屏P上觀察到干涉條紋。要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以（）;51E單色光JJJ單縫屏雙縫屏光屏A. 增大S1與S2的間距B.減小雙縫屏到光屏的距離C.將綠光換為紅光D.將綠光換為紫光【解析】選 C。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，相鄰兩亮條紋（或暗條紋）間的距離 x巳入，要想增大條紋間距可以減小兩縫間距 d或者增大雙縫屏到光屏的距離L,或者換用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光做實(shí)驗(yàn)。由此可知，選項(xiàng) C正確，選項(xiàng) A、B、D錯(cuò)誤。2. （多選）（2013 溫州高二檢測(cè)）如圖是楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)示意圖，其中S1、S

2、2為雙縫，D為光屏，實(shí)驗(yàn)中觀察到屏上O點(diǎn)為中央亮紋的中心，P1為第一級(jí)亮紋的中心，若將雙縫間的距離變小，其他條件不變，則 （）5,DPOA. 屏上干涉條紋的間距將變小B. 屏上O點(diǎn)仍然為中央亮條紋的中心C. 屏上P1位置仍然可能為亮條紋的中心D. 屏上P1位置可能為暗條紋的中心L【解析】選B、D。干涉條紋間距 x= 一入，d為雙縫間距，d減小， x變大，A不正確； O點(diǎn)到雙縫的光程差為零，所以 O點(diǎn)始終是亮紋，B正確；P1到雙縫的光程差小于一個(gè)波 長(zhǎng)，P1點(diǎn)有可能是暗條紋中心，故 C不正確，D正確?！咀兪接?xùn)練】由兩個(gè)不同光源所發(fā)出的兩束白光落在同一點(diǎn)上，不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。這是因?yàn)椋ǎ〢. 兩個(gè)

3、光源發(fā)出光的頻率相同B. 兩個(gè)光源發(fā)出光的強(qiáng)度不同C. 兩個(gè)光源的光速不同D. 這兩個(gè)光源是彼此獨(dú)立的，不是相干光源【解析】選D。緊扣相干光源的條件必須為同頻率的單色光源，而不同光源發(fā)出的光頻率一般不同，所以不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。3. （2013 荷澤高二檢測(cè)）如圖所示，用頻率為 f的單色光垂直照射雙縫，在光屏上的P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋。已知光速為 c,則P點(diǎn)到雙縫的距離之差r2-r1應(yīng)為【解析】選C. fD。在某點(diǎn)產(chǎn)生暗條紋的條件是SScD.2f:光程差r2-r1為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。已知P點(diǎn)出現(xiàn)cSc第3條暗條紋，說(shuō)明r2-r仁一入，由c=f入得：入=一，則r2-r仁沏。4如圖所示是單色光雙縫干涉實(shí)

4、驗(yàn)?zāi)骋粫r(shí)刻的波形圖，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。在此時(shí)刻，介質(zhì)中A點(diǎn)為波峰相疊加點(diǎn)，B點(diǎn)為波谷相疊加點(diǎn)，A、B連線上的C點(diǎn)為某中間狀 態(tài)相疊加點(diǎn)。如果把屏分別放在A、B、C三個(gè)位置，那么（）A. A、B、C三個(gè)位置都出現(xiàn)亮條紋B. B位置出現(xiàn)暗條紋C. C位置出現(xiàn)亮條紋或暗條紋要由其他條件決定D. 以上結(jié)論都不對(duì)【解題指南】（1）在干涉現(xiàn)象中，所謂“振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)”是指兩列波在該點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是相同，該點(diǎn)的振幅是兩列波的振幅之和，而不要理解為該點(diǎn)始終處于波峰或波谷，在某些時(shí)刻它也可以位于平衡位置 （如圖中C點(diǎn)）。所謂“振動(dòng)減弱的點(diǎn)”是指兩列波在該點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是相反的，該點(diǎn)的振幅是兩 列

5、波的振幅之差，如果兩列波的振幅相同，則該點(diǎn)始終在平衡位置，對(duì)光波而言，該點(diǎn)是完全暗的?！窘馕觥窟x A。本題中，A、B、C三點(diǎn)總是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，屏上對(duì)應(yīng)出現(xiàn)的都是亮條紋。 另外，要特別注意波谷與波谷相遇的點(diǎn)（圖中B點(diǎn)）振動(dòng)也是加強(qiáng)的，不要以為B點(diǎn)是暗的。二、非選擇題5在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，由雙縫S1、S2發(fā)出的光在光屏上某點(diǎn) P疊加，若光的波長(zhǎng)為600nm , 光屏上P點(diǎn)到S1、S2的距離分別為3.2 x 10-2mm和1.1 x 10-2mm ,貝U P點(diǎn)將出現(xiàn)（選填“亮”或“暗”）條紋?！窘馕觥坑?S1P-S2P=3.2X 10-2mm-1.1 x 10-2mm=2.1 x 10-2mmSiP_

6、S?P 2,lxl02mm入=600 其 10一臨 mm=35,即S1P-S2P=35入，故P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋。答案：亮6.（2013 蘇州高二檢測(cè)）如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若用 入1=5 X 10-7m的光照射，屏上 O點(diǎn)是中央亮條紋，屏上 A點(diǎn)為第二級(jí)亮條紋所在處。若換用 入2=4X 10-7m的光照射時(shí)， 屏上O點(diǎn)處是什么情況？屏上 A點(diǎn)處又是什么情況？【解題指南】本題主要考查雙縫干涉原理、路程差與波長(zhǎng)的數(shù)量關(guān)系。當(dāng)路程差d滿足光波 波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)為亮條紋，當(dāng)路程差d為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)為暗條紋?！窘馕觥繌碾p縫到屏上 O點(diǎn)的距離之差，無(wú)論用何種頻率的光照射，路程差總是零。所以O(shè)

7、點(diǎn)仍然是亮條紋。從雙縫到屏上 A點(diǎn)的路程差d=S2A-S1A，用入1光照射時(shí)為第二級(jí)亮條紋，即d=2入1lxl06m代入數(shù)據(jù)d=1 X 10-6m，這個(gè)路程差1 X 10-6m對(duì)于波長(zhǎng)為 入2的光波來(lái)說(shuō)=2.5。即為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，A處為暗條紋Xd=（2k+1） - （k=0 , 1，土 2 ）4X1071 X 10-6m=（2k+1）- m, 即卩 k=2當(dāng)k=0時(shí)為第一級(jí)暗條紋，所以當(dāng) k=2時(shí)應(yīng)為第三級(jí)暗條紋。答案:見(jiàn)解析能力提升一、選擇題1. （2013 上海高考）白光通過(guò)雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的，其原因是不同色光的（）A. 傳播速度不同B.強(qiáng)度不同C.振動(dòng)方向不同D.頻率不同【解

8、析】選D。白光通過(guò)雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的，其原因是不同色光的頻率不同。2. （2013 沈陽(yáng)高二檢測(cè)）煤礦中的瓦斯危害極大，某同學(xué)查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率，于是他根據(jù)雙縫干涉現(xiàn)象設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)儀，其原理如圖所示：在雙縫前面放置兩個(gè)完全相同的透明容器 A、B，容器A與干凈的空氣相通， 在容器B中通 入礦井中的氣體，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測(cè)瓦斯?jié)舛?。如果屏的正中央O點(diǎn)變?yōu)锳. 一定含瓦斯B. 定不含瓦斯C. 不一定含瓦斯D.無(wú)法判斷【解析】選A。如果屏的正中央 0變?yōu)榘禇l紋，說(shuō)明從兩個(gè)子光源到屏的光程差發(fā)生變化, 所以B中氣體一定含瓦斯?！咀兪接?xùn)練】?jī)杀K普通

9、白熾燈發(fā)出的光相遇時(shí)，我們觀察不到干涉條紋，這是因?yàn)?)A. 兩盞燈亮度不同B. 燈光的波長(zhǎng)太短C. 兩燈光的振動(dòng)情況不同D. 電燈發(fā)出的光不穩(wěn)定【解析】選C。一般情況下，兩個(gè)不同的光源發(fā)出的光或同一個(gè)光源的不同部分發(fā)出的光振 動(dòng)情況往往是不同的，由點(diǎn)光源發(fā)出的光或同一列光分出的兩列光其振動(dòng)情況是相同的。3楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是(n為自然數(shù)，入為光波波長(zhǎng))()在距雙縫的路程相等的點(diǎn)形成暗條紋；在距雙縫的路程差為 n入的點(diǎn)形成亮條紋；在距雙縫的路程差為 n_的點(diǎn)形成亮條紋；在距雙縫的路程差為1(n +_)入的點(diǎn)形成暗條紋。A. B.C.D.【解析】選D。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)某處距雙

10、縫距離之差 x為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)， 即 x=k 入，k=0, 1 , 2, 3這點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，該處出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)某處距雙縫距離之差 x為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，即 x=(2k+1) 一，k=0 , 1 , 2, 3這點(diǎn)為減弱點(diǎn)，該處出現(xiàn)暗條紋?！究偨Y(jié)提升】光的干涉條件的分析(1) 生活中任何兩個(gè)各自獨(dú)立發(fā)光的光源產(chǎn)生的光在空間相疊加都不會(huì)產(chǎn)生干涉，這是由物 體的發(fā)光機(jī)理決定的，即任何兩個(gè)各自獨(dú)立的光源都不是相干光源。(2) 楊氏雙縫干涉中單縫的作用就是從同一光源得到線光源，以便能有相同的頻率和振動(dòng)規(guī) 律。雙縫是由同一個(gè)狹縫照亮的，所以雙縫也就成了一對(duì)相干光源。(3) 光的相干條件中頻率相同是光發(fā)生干涉的

11、必要條件，要發(fā)生干涉，兩光源還必須具有相 同的振動(dòng)方向和恒定的相位差?！咀兪接?xùn)練】 取兩塊平板玻璃，合在一起用手捏緊，會(huì)從玻璃板上看到彩色條紋，這是光的 干涉現(xiàn)象。有關(guān)這一現(xiàn)象的敘述正確的是()A. 這是上、下兩塊玻璃板的上表面反射光干涉的結(jié)果B. 這是兩玻璃板間的空氣薄層上、下兩表面的反射光干涉的結(jié)果C. 這是上面一塊玻璃的上、下兩表面的反射光干涉的結(jié)果D. 這是下面一塊玻璃的上、下兩表面的反射光干涉的結(jié)果【解析】選B。形成干涉條紋是有一定條件的，即兩列相干光的路程差需要連續(xù)變化，當(dāng)r= k入（k=0 , 1, 2）時(shí)，形成明條紋，當(dāng) r= （2k+1） 一（k=0 , 1, 2）時(shí)，形成暗

12、條紋。當(dāng)入射光是白光時(shí)，就會(huì)形成彩色條紋，對(duì)平板玻璃來(lái)說(shuō)，每一塊平板玻璃上、 下表面都是平行的，故不具備產(chǎn)生干涉條紋的條件，而中間的空氣薄層則可能具備這一條件。4. （2014 長(zhǎng)春高二檢測(cè)）如圖甲所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，乙圖為用綠光進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 時(shí)，在屏上觀察到的條紋情況，a為中央條紋，丙圖為換用另一顏色的單色光做實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的條紋情況，a為中央亮條紋，則以下說(shuō)法正確的是J4雙縫 屏A. 丙圖可能為用紅光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長(zhǎng)較長(zhǎng)B. 丙圖可能為用紫光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長(zhǎng)較長(zhǎng)C. 丙圖可能為用紫光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長(zhǎng)較短D. 丙圖可能為用紅光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紅光

13、波長(zhǎng)較短【解析】選A。根據(jù)雙縫干涉圖樣的特點(diǎn)，入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，同一裝置產(chǎn)生的雙縫干涉圖樣中條紋的間距就越大，由題意可確定另一種顏色的單色光比綠光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，因此B、C、D錯(cuò)，A對(duì)。二、非選擇題5. （2013 青島高二檢測(cè)）如圖所示，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，激光的波長(zhǎng)為5.30X 10-7m,屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差為7.95X 10-7m。則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是（選填“明條紋”或“暗條紋”）?，F(xiàn)改用波長(zhǎng)為6.30X 10-7m的激光進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將（選填“變寬” “變窄”或“不變”）?！窘馕觥扛鶕?jù)路程差 x=_ 3,故路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，是暗條紋。改用波長(zhǎng)為6.30X 10-7m的激光，則波長(zhǎng)變大，條紋間距變寬。答案：暗條紋變寬6光纖通信是20世紀(jì)70年代以后發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)，世界上許多國(guó)家都在積極研究和發(fā)展這種技術(shù)。發(fā)射導(dǎo)彈時(shí)，可在導(dǎo)彈后面連一根細(xì)如蛛絲的光纖，就像放風(fēng)箏一樣，這種纖細(xì)的光纖在導(dǎo)彈和發(fā)射裝置之間，起著雙向傳輸信號(hào)的作用。光纖制導(dǎo)的下行光信號(hào)是鎵鋁砷激光器發(fā)出的在纖芯中波長(zhǎng)為0.85卩m的單色光。上行光信號(hào)是銦鎵砷磷發(fā)光二極管發(fā)射的在纖芯中波長(zhǎng)為 1.06 m的單色光。這種操縱系統(tǒng)通過(guò)這根光纖向?qū)棸l(fā)出控制指令，導(dǎo)彈就如同長(zhǎng)“眼睛” 一樣盯住目標(biāo)。根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：(1) 在光纖制導(dǎo)中，上行光信號(hào)在真