新課改高中物理選修一同步專題講義：19 C光的干涉 提升版（教師版）

光的干涉知識點：光的干涉一、光的雙縫干涉1．光的干涉實驗最早是英國物理學(xué)家托馬斯·楊在1801年成功完成的，楊氏實驗有力地證明了光是一種波．2．雙縫干涉實驗(1)實驗過程：讓一束單色光投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，兩狹縫相距很近，兩狹縫就成了兩個波源，它們的頻率、相位和振動方向總是相同的，兩個波源發(fā)出的光在擋板后面的空間互相疊加發(fā)生干涉現(xiàn)象．(2)實驗現(xiàn)象：在屏上得到明暗相間的條紋．3．出現(xiàn)明暗條紋的判斷(1)亮條紋：當(dāng)兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長的偶(填“奇”或“偶”)數(shù)倍時，出現(xiàn)亮條紋．(2)暗條紋：當(dāng)兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長的奇(填“奇”或“偶”)數(shù)倍時，出現(xiàn)暗條紋．二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系1．若設(shè)雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為l，光的波長為λ，則雙縫干涉中相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距為Δx＝eq\f(l,d)λ.2．用不同顏色的光進(jìn)行干涉實驗，條紋間距不同，紅光條紋間距最大、黃光條紋間距比紅光小，用藍(lán)光時更?。?、薄膜干涉1．薄膜干涉是液膜前后兩個面反射的光共同形成的．2．不同位置液膜前后兩個面的反射光的路程差不同，某些位置兩列波疊加后相互加強，出現(xiàn)亮條紋，另一些位置，兩列波相互削弱，出現(xiàn)了暗條紋．技巧點撥一、光的雙縫干涉1．雙縫干涉的裝置示意圖實驗裝置如圖所示，有光源、單縫、雙縫和光屏．圖2．單縫屏的作用獲得一個線光源，使光源有唯一的頻率和振動情況．如果用激光直接照射雙縫，可省去單縫屏(托馬斯·楊當(dāng)時沒有激光)．3．雙縫屏的作用平行光照射到單縫S上，又照到雙縫S1、S2上，這樣一束光被分成兩束頻率相同且振動情況完全一致的相干光．4．屏上某處出現(xiàn)亮、暗條紋的條件(1)亮條紋的條件：屏上某點P到兩條縫S1和S2的路程差正好是波長的整數(shù)倍或半波長的偶數(shù)倍．即：|PS1－PS2|＝kλ＝2k·eq\f(λ,2)(k＝0,1,2,3，…)k＝0時，PS1＝PS2，此時P點位于光屏上的O處，為亮條紋，此處的條紋叫中央亮條紋或零級亮條紋，k為亮條紋的級次．(2)暗條紋的條件：屏上某點P到兩條縫S1和S2的路程差正好是半波長的奇數(shù)倍，即：|PS1－PS2|＝(2k－1)·eq\f(λ,2)(k＝1,2,3，…)k為暗條紋的級次，從第1級暗條紋開始向兩側(cè)展開．5．干涉圖樣(1)單色光的干涉圖樣：干涉條紋是等間距的明暗相間的條紋．(2)白光的干涉圖樣：中央條紋是白色的，兩側(cè)干涉條紋是彩色條紋．二、條紋間距與波長的關(guān)系1．條紋間距是指相鄰亮條紋中心或相鄰暗條紋中心間的距離．由數(shù)學(xué)知識可得條紋間距公式為Δx＝eq\f(l,d)λ，其中l(wèi)為雙縫到屏的距離，d為雙縫間的距離，λ為入射光的波長．2．兩相鄰亮條紋(或暗條紋)間距離與光的波長有關(guān)，波長越大，條紋間距越大．白光的干涉條紋的中央是白色的，兩側(cè)是彩色的，這是因為：各種色光都能形成明暗相間的條紋，都在中央條紋處形成亮條紋，從而復(fù)合成白色條紋．兩側(cè)條紋間距與各色光的波長成正比，條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋．三、薄膜干涉1．薄膜干涉中相干光的獲得光照射到薄膜上，在薄膜的前、后兩個面反射的光是由同一個實際的光源分解而成的，它們具有相同的頻率，恒定的相位差．2．薄膜干涉的原理光照在厚度不同的薄膜上時，前、后兩個面的反射光的路程差等于相應(yīng)位置膜厚度的2倍，在某些位置，兩列波疊加后相互加強，于是出現(xiàn)亮條紋；在另一些位置，疊加后相互削弱，于是出現(xiàn)暗條紋．3．形成明、暗條紋的條件薄膜干涉是經(jīng)薄膜前后面反射的兩束光疊加的結(jié)果．出現(xiàn)亮條紋的位置，兩束光的路程差Δr＝kλ(k＝0,1,2，3…)，出現(xiàn)暗條紋的位置，兩束光的路程差Δr＝eq\f(2k＋1,2)λ(k＝0,1,2,3…)．4．薄膜干涉的應(yīng)用(1)檢查平面平整度的原理光線經(jīng)空氣薄膜的上、下兩面的反射，得到兩束相干光，如果被檢測平面是光滑的，得到的干涉條紋是等間距的．如果被檢測平面某處凹下，則對應(yīng)條紋提前出現(xiàn)，如果某處凸起，則對應(yīng)條紋延后出現(xiàn)．(2)增透膜的原理在增透膜的前、后表面反射的兩列光波形成相干波，當(dāng)路程差為半波長的奇數(shù)倍時，兩光波相互削弱，反射光的能量幾乎等于零．例題精練1．（浦東新區(qū)校級期末）下列說法中正確的是（）A．電磁波和機械波的本質(zhì)是一樣的，都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 B．只要增大入射光強度，就一定能發(fā)生光電效應(yīng) C．如果能發(fā)生光電效應(yīng)，只增大入射光強度，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目不變 D．光的干涉現(xiàn)象中，干涉亮條紋部分是光子到達(dá)幾率大的地方【分析】干涉和衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象；物質(zhì)波是概率波，而光子和粒子在空間各處出現(xiàn)的概率受波動規(guī)律支配，概率大的地方，在相等的時間內(nèi)，單位面積上光子或粒子出現(xiàn)的次數(shù)多，反之就少．不要以宏觀觀點中的波來理解德布羅意波；光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件是入射光的頻率大于極限頻率．【解答】解：A、概率波是物質(zhì)波，傳播不需要介質(zhì)，而機械波傳播需要介質(zhì)，故概率波和機械波的本質(zhì)是不一樣的，但是都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，故A錯誤；B、發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于極限頻率，與光強無關(guān)，故B錯誤；C、如果能發(fā)生光電效應(yīng)，只增大入射光強度，則光子的密集程度增加，故單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目增加，故C錯誤；D、光波是概率波，故光的干涉現(xiàn)象中，干涉亮條紋部分是光子到達(dá)幾率大的地方，故D正確；故選：D?！军c評】本題考查了實物粒子和光子的波粒二象性，但應(yīng)該注意，雖所有的微觀粒子都具有波粒二象性，但光子跟電子、質(zhì)子等粒子還是有很基本的區(qū)別的．光子沒有靜質(zhì)量，電子、質(zhì)子等都有靜質(zhì)量．光子的運動速度永遠(yuǎn)是c，電子、質(zhì)子等卻可以有低于光速c的各種不同的運動速度。2．（順義區(qū)校級月考）下列說法錯誤的是（）A．雨后的彩虹是光的衍射現(xiàn)象引起的 B．肥皂膜在陽光的照射下呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象 C．交通信號燈選用紅燈的一個重要原因是因為紅光更容易穿透云霧煙塵 D．液晶顯示應(yīng)用了光的偏振【分析】雨后天空出現(xiàn)的彩虹是光的折射現(xiàn)象；皂泡上出現(xiàn)的彩色條紋是薄膜干涉；交通警示燈選用紅燈是因為紅光更容易穿透云霧煙塵；液晶顯示應(yīng)用了光的偏振原理。【解答】解：A、陽光照射到小水珠上發(fā)生折射而發(fā)生色散，雨后的彩虹是光的折射現(xiàn)象引起，故A錯誤；B、肥皂膜在陽光的照射下呈現(xiàn)彩色是由于肥皂膜的前后面的反射光發(fā)生干涉形成的，是薄膜干涉，故B正確；C、交通信號燈選用紅燈的一個重要原因是因為紅光更容易穿透云霧煙塵，故C正確；D、液晶顯示應(yīng)用了液晶的各向異性和光的偏振原理，故D正確。本題選錯誤的，故選：A?！军c評】該題考查常見的光現(xiàn)象，掌握折射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象的本質(zhì)的不同是順利解決此類題目的關(guān)鍵，掌握基礎(chǔ)知識即可解題。隨堂練習(xí)1．（遼寧月考）如圖所示，把一平凸透鏡置于一平板玻璃上方，如果用平行單色光垂直地照射到平凸透鏡上，順著平行光入射的方向觀測可看到透鏡中央出現(xiàn)明暗相間平行單色光的條紋，這種現(xiàn)象最早是牛頓發(fā)現(xiàn)的，因此稱為牛頓環(huán)。以下說法正確的是（）A．牛頓環(huán)的出現(xiàn)是光的衍射現(xiàn)象 B．牛頓環(huán)是明暗相間的半徑均勻增大的同心圓條紋 C．若改用頻率更高的單色光照射，同一級圓環(huán)的半徑變大 D．若在透鏡AB面施加向下的壓力，則可看到同心圓向外擴展【分析】從空氣層的上下表面反射的兩列光為相干光，當(dāng)光程差為波長的整數(shù)倍時是亮條紋，當(dāng)光程差為半個波長的奇數(shù)倍時是暗條紋，牛頓環(huán)的曲率半徑越大，出現(xiàn)亮條紋的這一厚度向外移。【解答】解：A、牛頓環(huán)是由透鏡下表面的反射光和平面玻璃上表面的反射光發(fā)生干涉形成的，故A錯誤；B、牛頓環(huán)實驗反映的是光的干涉現(xiàn)象，呈現(xiàn)條紋是由于空氣膜上下表面所反射的光發(fā)生了干涉。亮暗條紋相間則與光程差是半波長的奇偶數(shù)倍有關(guān)。而條紋寬窄的差異，則是空氣膜變化率的不同所導(dǎo)致的，變化率越大，光程差半波長的奇偶數(shù)倍更替得就越頻繁，使得條紋更加密集，從而是條紋看起來更窄。這里應(yīng)該結(jié)合劈尖的知識去理解越陡，空氣膜厚度變化率越大，條紋也隨之變密變窄，故B錯誤；C、若改用頻率更高的單色光去照射，則照射單色光的波長短，出現(xiàn)同一級亮紋的光程差變小，空氣層厚度變小，所以，同一級圓環(huán)的半徑變小，故C錯誤；D、如設(shè)透鏡的曲率半徑為R，與接觸點O相距為r處空氣層的厚度為d，其幾何關(guān)系式為：R2＝（R﹣d）2+r2＝R2﹣2Rd+d2+r2，由于R＞＞d，可以略去d2得：d＝，產(chǎn)生暗環(huán)的條件是：Δx＝（2k+1），其中k＝0，1，2，3，...為干涉暗條紋的級數(shù)；可得第k級暗環(huán)的半徑為：＝kRλ；若透鏡上施加向下的壓力，當(dāng)壓力逐漸增大時，即僅增大凸透鏡的半徑，則圓環(huán)狀干涉條紋變的稀疏，故D正確。故選：D?！军c評】本題考查光的干涉的特殊現(xiàn)象﹣牛頓環(huán)的知識，理解了牛頓環(huán)的產(chǎn)生機理就可順利解決此類題目，故對物理現(xiàn)象要知其然更要知其所以然，注意用干涉原理分析具體問題。2．（浦口區(qū)期中）1801年，托馬斯?楊用雙縫干涉實驗研究了光波的性質(zhì)。1834年，洛埃利用平面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果，稱洛埃鏡實驗。實驗的基本裝置如圖所示，S為單色光源，平面鏡水平放置，S發(fā)出的光直接照在光屏上，從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的。某同學(xué)將一紅色線狀光源S垂直紙面放置，則（）A．光屏上出現(xiàn)與平面鏡平行的明暗相間的條紋 B．若將光源換為藍(lán)色光，相鄰條紋間距變大 C．將光源沿豎直方向靠近平面鏡，相鄰條紋間距減小 D．將光屏沿水平方向遠(yuǎn)離平面鏡，相鄰條紋間距減小【分析】光源發(fā)出直接到屏上的光和被平面鏡反射到屏上的光是相干光，該干涉現(xiàn)象可以看成雙縫干涉，光源到屏的距離可以看做雙縫到屏的距離L，光源S到S在平面鏡中虛像的間距看做雙縫的間距d，根據(jù)雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式逐個分析?！窘獯稹拷猓篈、光源發(fā)出直接到屏上的光和被平面鏡反射到屏上的光是相干光，該干涉現(xiàn)象可以看成雙縫干涉，故光屏上出現(xiàn)與平面鏡平行的明暗相間的條紋，故A正確；BCD、光源到屏的距離可以看做雙縫到屏的距離L，光源S到S平面鏡中虛像的間距看做雙縫的間距d，根據(jù)雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式，若光源換為藍(lán)色光，波長比紅光的波長短，故條紋間距變小，若將光源沿豎直方向靠近平面鏡，d變小，故條紋間距變大，若將光屏沿水平方向遠(yuǎn)離平面鏡，L變大，故條紋間距變大，故BCD錯誤。故選：A?！军c評】解題的關(guān)鍵是分析出光源發(fā)出直接到屏上的光和被平面鏡反射到屏上的光是相干光，該干涉現(xiàn)象可以看成雙縫干涉，掌握雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式。3．（雨花臺區(qū)校級月考）利用薄膜干涉可檢查工件表面的平整度如圖（a）所示，現(xiàn)使透明標(biāo)準(zhǔn)樣板M和待測工件間形成一楔形空氣薄層，并用單色光照射，可觀察到如圖（b）所示的干涉條紋，條紋的彎曲處P和Q對應(yīng)于A和B處，下列判斷中正確的是（）A．干涉條紋分別由M、N兩板上表面的反射光疊加而產(chǎn)生 B．N板上表面的A處向下凹下 C．M板的下表面的B處向上凸起 D．同一條紋上的c、d點對應(yīng)處的空氣薄膜厚度不相等【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?！窘獯稹拷猓篈、干涉條紋分別由M極的下表面、N板上表面的反射光疊加而產(chǎn)生，故A錯誤；B、薄膜干涉是等厚干涉，即明條紋處空氣膜的厚度相同，條紋的cd點在直條紋處，故cd點對應(yīng)處的薄膜厚度相同，從彎曲的條紋可知，A處檢查平面左邊處的空氣膜厚度與后面的空氣膜厚度相同，可知N板上表面的A處向下凹下，故B正確；C、B處檢查平面右邊處的空氣膜厚度與后面的空氣膜厚度相同，可知B處凸起，應(yīng)該是N板上表面的A處向上凸起，故C錯誤；D、由圖可知，條紋間距相等，則條紋的c、d點對應(yīng)處的薄膜厚度也相同，故D錯誤。故選：B。【點評】解決本題的關(guān)鍵知道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，以及知道薄膜干涉是一種等厚干涉，注意空氣薄層的厚度與條紋間距的關(guān)系。4．（天津模擬）如圖所示分別是a光、b光各自通過同一單縫衍射儀器形成的圖樣（灰黑色部分表示亮紋，保持縫到屏距離不變），則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光的光子能量比b光的小 B．在真空中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 C．通過同一裝置做雙干涉實驗，a光產(chǎn)生的條紋間距比b光的小 D．a(chǎn)、b光由同一介質(zhì)射入空氣，均發(fā)生全反射，a光的臨界角比b光小【分析】根據(jù)波長越長衍射條紋的間距越大，結(jié)合條紋間距大小比較出a、b兩光的波長大小，從而比較出頻率的大小、折射率的大小，根據(jù)v＝得出光在水中傳播速度的大?。桓鶕?jù)sinC＝比較全發(fā)射的臨界角；發(fā)生光的折射時，光的頻率不變?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)波長越長的，衍射條紋間距越大，那么a光的條紋間距較大，則a光的波長較大，那么a光的頻率小于b光，因此a光的光子能量比b光的小，故A正確；B、由于a光的波長較大，則a光的折射率較小，根據(jù)v＝得，a光在水中傳播的速度較大，故B錯誤；C、由A選項可知，同一裝置做雙干涉實驗，a光產(chǎn)生的條紋間距比b光的大，故C錯誤；D、根據(jù)sinC＝知，因a光的折射率較小，則a光從同一介質(zhì)中射向空氣全反射的臨界角較大，故D錯誤；故選：A?！军c評】解決本題的關(guān)鍵知道波長、頻率、折射率、在介質(zhì)中的速度、臨界角之間的大小關(guān)系，本題通過波長越長的，衍射條紋間距越大，來確定條紋間距與波長的關(guān)系是解題的突破口。綜合練習(xí)一．選擇題（共15小題）1．（徐匯區(qū)校級月考）光學(xué)鏡頭上常常會涂一層針對某一頻率光線的增透膜，以使透射的光能增強、反射光能減弱。則增透膜可能主要是利用了光的（）A．干涉現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象 C．折射現(xiàn)象 D．反射現(xiàn)象【分析】增透膜是利用光的干涉原理，是光在增透膜的前后表面反射的光相干涉減弱，增加了透射光，從而即可判定?！窘獯稹拷猓涸鐾改な抢媚さ膬?nèi)外表面反射光，相同的頻率，相互疊加，從而增強透射光的強度，是利用了光的干涉現(xiàn)象，故A正確，BCD錯誤；故選：A。【點評】考查光的干涉、衍射與折射的現(xiàn)象，理解增透膜的原理，注意透射的光能增強、反射光能減弱的條件。2．（泉山區(qū)校級模擬）如圖所示，a、b兩束單色光先后以相同的入射角從同一點射入一平行玻璃磚，其中a光從P點射出，b光從Q點射出。則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光在玻璃磚中的傳播速度更大 B．a(chǎn)光的波長較大 C．a(chǎn)、b兩束單色光經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后，a光產(chǎn)生的相鄰兩個亮條紋的中心間距較小 D．a(chǎn)、b兩束單色光經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后，b光產(chǎn)生的相鄰兩個亮條紋的中心間距較小【分析】復(fù)色光從空氣斜射到厚平板玻璃（上、下表面平行）的上表面，穿過玻璃后從下表面射出，變?yōu)閍、b兩束平行單色光，根據(jù)側(cè)移大小，可確定折射率大小．頻率與折射率成正比，從而判定波長的長短，進(jìn)而可確定傳播速度及雙縫干涉條紋間距大?。窘獯稹拷猓篈B、作出a、b兩束單色光在玻璃磚中的光路圖如下圖所示，設(shè)光在玻璃磚上表面的折射角為r，由圖可知ra＜rb，根據(jù)，可知a光在介質(zhì)中的折射率較大，在介質(zhì)中傳播的速度較小，波長較小，故A、B錯誤；CD、由于λa＜λb，根據(jù)，可知經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后，a光產(chǎn)生的相鄰兩個亮條紋的中心間距較小，故C正確，D錯誤。故選：C?！军c評】此題關(guān)鍵要理解玻璃磚的光學(xué)特性，知道光線通過平板玻璃后，出射光線與入射光線平行，不會發(fā)生全反射．根據(jù)公式雙縫干涉條紋間距公式比較干涉條紋的間距大小．3．（松江區(qū)二模）如圖，a、b分別為兩束波長λa、λb的單色光經(jīng)過同一實驗裝置得到的圖樣，則（）A．a(chǎn)、b為干涉圖樣，λa＞λb B．a(chǎn)、b為干涉圖樣，λa＜λb C．a(chǎn)、b為衍射圖樣，λa＞λb D．a(chǎn)、b為衍射圖樣，λa＜λb【分析】根據(jù)公式條紋的間距與波長之間的關(guān)系可知，波長越長，衍射條紋的寬度越大；再依據(jù)衍射條紋間距不一，而干涉條紋間距相等，由此分析即可。【解答】解：依據(jù)干涉條紋間距相等，而衍射條紋間距不等，因此a、b為衍射圖樣，單縫衍射的條紋間距可以用雙縫干涉條紋寬度的公式定性討論，當(dāng)波長越長的，衍射條紋間距越寬，因此a對應(yīng)光的波長較長；綜上所述，故ABD錯誤，C正確；故選：C。【點評】單縫衍射圖樣與雙縫衍射圖樣的區(qū)別是明暗相間的條紋寬度不一。單色光的單縫衍射圖樣與雙縫衍射圖樣均是明暗相間，但單縫衍射圖樣中間明條紋是最寬的，而雙縫則是明暗條紋間距相同。4．（嘉定區(qū)二模）雙縫干涉中如果光源是白光，則干涉圖樣是彩色條紋，中央為（）A．白色 B．紅色 C．紫色 D．彩色【分析】根據(jù)雙縫干涉原理，結(jié)合干涉條紋間距公式，及白光是由波長不同的單色光復(fù)合而成的，當(dāng)光程差為零出現(xiàn)亮條紋，從而即可求解?！窘獯稹拷猓弘p縫干涉中，由于光源是白光，不同色光對應(yīng)的波長不同，則干涉條紋間距不同，則干涉圖樣出現(xiàn)彩色條紋，對于中央處各色光的光程差均為零，在此處都會出現(xiàn)亮條紋，從而進(jìn)行疊加，進(jìn)而出現(xiàn)白色光，故A正確，BCD錯誤；故選：A?！军c評】考查光的干涉現(xiàn)象，掌握干涉的條件，理解白光是復(fù)合光，注意各色光的波長不同，及光程差與波長的關(guān)系是確定亮條紋還是暗條紋的依據(jù)。5．（奉賢區(qū)二模）利用發(fā)波水槽得到的水面波形，如圖甲和乙。由此可知（）A．甲和乙都是衍射圖樣 B．甲和乙都是干涉圖樣 C．甲是衍射圖樣，乙是干涉圖樣 D．甲是干涉圖樣，乙是衍射圖樣【分析】波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象就是波的衍射現(xiàn)象；當(dāng)頻率相同的兩列波相遇時有的地方振動減弱，有的地方振動加強，且加強和減弱的區(qū)域交替出現(xiàn)說明發(fā)生了干涉現(xiàn)象．【解答】解：波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象就是波的衍射現(xiàn)象，故圖甲說明發(fā)生了明顯的衍射現(xiàn)象；當(dāng)頻率相同的兩列波相遇時當(dāng)波程差為波長的整數(shù)倍時振動加強，當(dāng)波程差為半個波長的奇數(shù)倍時振動減弱，使有的地方振動加強有的地方振動減弱，且加強和減弱的區(qū)域交替出現(xiàn)，故圖乙是發(fā)生了干涉現(xiàn)象，綜上所述，故C正確，ABD錯誤。故選：C?！军c評】考查干涉與衍射的現(xiàn)象，掌握干涉和衍射的圖樣的特點和發(fā)生條件是解決此類題目的關(guān)鍵所在．6．（濱州一模）在雙縫干涉實驗中，用波長為720nm紅光照射雙縫，在距雙縫1.00m的屏上形成干涉圖樣，測得第1條到第5條亮條紋中心間的距離為12.0mm，則雙縫的間距為（）A．3.00×10﹣7m B．3.00×10﹣4m C．2.40×10﹣4m D．2.40×10﹣3m【分析】根據(jù)第1條到第5條亮條紋中心間的距離求出相鄰條紋的間距，結(jié)合雙縫干涉條紋間距公式求出雙縫之間的距離．【解答】解：第1條到第5條亮條紋中心間的距離為12.0mm，則相鄰條紋間距△x＝mm＝3mm，根據(jù)△x＝λ得，d＝＝m＝2.40×10﹣4m，故C正確，ABD錯誤。故選：C?！军c評】考查雙縫干涉條紋間距公式，并能靈活運用，同時要單位的換算，注意第1條到第5條亮條紋間有幾個亮條紋是解題的關(guān)鍵．7．（奉賢區(qū)二模）雙縫干涉實驗時，用黃光作為入射光照射雙縫，在光屏上出現(xiàn)干涉圖樣。改用藍(lán)光再次進(jìn)行實驗，看到的圖樣（）A．條紋變寬，間距均勻 B．條紋變寬，間距不均勻 C．條紋變窄，間距均勻 D．條紋變窄，間距不均勻【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x＝λ，來判斷干涉條紋的間距影響因素，并結(jié)合藍(lán)光比黃光的波長小，即可判定．【解答】解：根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x＝λ，知干涉條紋間距與入射光的波長及雙縫到屏的距離成正比，與雙縫間距離成反比；改用藍(lán)光作為入射光，藍(lán)光的波長比黃光的小，則干涉條紋間距減小，而條紋間距依舊均勻的，故C正確，ABD錯誤。故選：C?！军c評】解決本題的關(guān)鍵掌握雙縫干涉條紋的間距公式△x＝λ，還要知道各種色光波長關(guān)系．8．（東城區(qū)一模）下列現(xiàn)象中屬于光的干涉的是（）A．陽光照亮水中的魚和水草 B．通過水面看到烈日的倒影 C．雨后，在湖面上方看到彩虹 D．觀察到水面上飄著彩色的油膜【分析】干涉是頻率相同的兩列波相遇時相互加強或減弱的現(xiàn)象，彩虹是散射，倒影是反射，結(jié)合光的反射與折射原理來分析即可?！窘獯稹拷猓篈、陽光照亮水中的魚和水草，是光的反射與折射現(xiàn)象，故A錯誤；B、通過水面看到烈日的倒影，是光的反射現(xiàn)象，故B錯誤；C、雨后，在湖面上方看到彩虹，是光的折射色散，故C錯誤；D、觀察到水面上飄著彩色的油膜，是光經(jīng)過油膜的上下表面之后產(chǎn)生的兩列相干光形成光的干涉所產(chǎn)生的彩色條紋，故D正確。故選：D。【點評】物理知識在現(xiàn)實生活中的具體應(yīng)用是考查的重點，在平時學(xué)習(xí)中要注意多積累，掌握光的反射、折射及干涉原理是解題的關(guān)鍵。9．（江蘇一模）利用微距相機可以拍攝到形狀各異的雪花圖像（圖甲），其中有一種“彩虹”雪花，中間部分有一個夾有空氣的薄冰層，呈彩色花紋（圖乙），這是由于（）A．光的干涉 B．光的衍射 C．光的偏振 D．小孔成像【分析】根據(jù)各自光現(xiàn)象的原理，結(jié)合題意：夾有空氣的薄冰層，呈彩色花紋，從而即可分析求解?！窘獯稹拷猓褐虚g部分有一個夾有空氣的薄冰層，呈彩色花紋，是由于同一束光在冰面反射的與折射后在空氣下表層反射的相互疊加而成的，屬于光的干涉現(xiàn)象，而對于光的衍射、光的偏振，及小孔成像均不符合題意，故A正確，BCD錯誤；故選：A?！军c評】考查光的干涉、衍射、偏振及小孔成像現(xiàn)象的理解，掌握各自的原理區(qū)別，注意夾有空氣的薄冰層，呈彩色花紋是解題的突破口。10．（楊浦區(qū)二模）如圖為雙縫干涉的實驗示意圖（）A．雙縫干涉中也存在光的衍射現(xiàn)象 B．雙縫的間隙越大，條紋的間距越大 C．中心處的明條紋寬度比兩側(cè)的明條紋寬度大 D．同樣條件下，紫光產(chǎn)生的條紋間距大于紅光產(chǎn)生的條紋間距【分析】干涉中也存在光的衍射現(xiàn)象；根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式判斷干涉條紋間距的變化．【解答】解：A、雙縫干涉中通過每個單縫的光都在衍射，故A正確；B、根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x＝λ知，雙縫的間隙變大，則屏上明暗相間的條紋間距越小，故B錯誤；C、根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x＝λ知，可知，中心處的明條紋寬度與兩側(cè)的明條紋寬度一樣的，故C錯誤；D、根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x＝λ知，當(dāng)波長越長時，則屏上明暗相間的條紋間距越大，因此同樣條件下，紫光產(chǎn)生的條紋間距小于紅光產(chǎn)生的條紋間距，故D錯誤。故選：A?！军c評】解決本題的關(guān)鍵知道雙縫干涉的條紋間距公式，以及知道干涉與衍射現(xiàn)象的原理．11．（寧波模擬）下列關(guān)于光的現(xiàn)象和解釋說法正確的是（）A．水面上的油膜在太陽光照射下呈現(xiàn)彩色，是光的衍射現(xiàn)象 B．惠更斯原理可以解釋光的反射現(xiàn)象，但不能解釋折射現(xiàn)象 C．兩個完全相同的小燈泡發(fā)出的光相遇時會發(fā)生干涉 D．在楊氏雙縫實驗中，如果僅把紅光改成綠光，則條紋間距將減小【分析】水面上油膜呈現(xiàn)彩色花紋是光的薄膜干涉現(xiàn)象；惠更斯原理能解釋反射與折射；頻率相同的光波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象；干涉實驗條紋間距公式△x＝λ，從而即可求解．【解答】解：A、在太陽光的照射下，油膜上下表面反射光在上表面發(fā)生疊加，呈現(xiàn)彩色條紋，是光的干涉現(xiàn)象，故A錯誤；B、惠更斯總結(jié)了許多有關(guān)波的實驗現(xiàn)象后提出著名的惠更斯原理，并很好的解釋了光的反射和折射現(xiàn)象，故B錯誤；C、小燈泡發(fā)出的光有多種不同的頻率，由干涉的條件可知，兩個完全相同的小燈泡發(fā)出的光相遇時，不一定可以發(fā)生干涉，故C錯誤；D、楊氏雙縫干涉實驗中，根據(jù)公式△x＝λ，如果紅光改為綠光，則波長變短，導(dǎo)致屏上的條紋間距將減小，故D正確。故選：D?！军c評】考查干涉與衍射現(xiàn)象，掌握干涉的條件，理解惠更斯原理，解決本題的關(guān)鍵知道干涉和衍射現(xiàn)象的特點，以及能夠解釋生活中的實際問題．12．（豐臺區(qū)一模）利用雙縫干涉裝置測紅光波長時，得到紅光的干涉圖樣；僅將紅光換成藍(lán)光，得到另一干涉圖樣。兩圖樣如圖所示，下列說法正確的是（）A．圖甲為紅光干涉圖樣 B．將光屏遠(yuǎn)離雙縫，干涉條紋間距減小 C．紅光比藍(lán)光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．若藍(lán)光照射某金屬時能發(fā)生光電效應(yīng)，改用紅光照射也一定能發(fā)生光電效應(yīng)【分析】依據(jù)干涉條紋間距公式△x＝，結(jié)合干涉條紋的間距，從而確定光的波長長短，再由波長越長的明顯衍射現(xiàn)象越明顯，最后依據(jù)入射光的頻率不低于極限頻率，即可發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象?！窘獯稹拷猓篈、由題目圖可知，依據(jù)干涉條紋間距公式△x＝，圖甲條紋間距較短，而乙圖條紋間距較長，那么圖甲對應(yīng)光的波長較短，圖乙對應(yīng)光的波長較長，由于藍(lán)光波長小球紅光，因此圖甲為藍(lán)光干涉圖樣，故A錯誤；B、依據(jù)干涉條紋間距公式△x＝，當(dāng)將光屏遠(yuǎn)離雙縫，干涉條紋間距增大，故B錯誤；C、紅光的波長比藍(lán)光長，因此更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故C正確；D、若藍(lán)光照射某金屬時能發(fā)生光電效應(yīng)，紅光的頻率低于藍(lán)光，當(dāng)改用紅光照射，若其頻率不低于極限頻率，也才一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤；故選：C?！军c評】考查光的干涉、衍射現(xiàn)象，掌握光電效應(yīng)發(fā)生條件，理解干涉條紋間距公式的內(nèi)容，注意明顯的衍射現(xiàn)象有條件，而衍射現(xiàn)象沒有條件的。13．（鼓樓區(qū)校級月考）下列有關(guān)光學(xué)現(xiàn)象說法正確的是（）A．甲中荷葉上的露珠顯得特別“明亮”是由于水珠將光線會聚而形成的 B．乙中將雙縫干涉實驗中的雙縫間距調(diào)小，則干涉條紋間距變小 C．丙中用加有偏振濾光片的相機拍照，可以拍攝清楚汽車內(nèi)部的情景 D．丁中肥皂膜在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象【分析】依據(jù)光的全反射原理，結(jié)合雙縫干涉條紋的間距公式，及偏振片的原理，與光的干涉原理，從而即可判定?！窘獯稹拷猓篈、荷葉上的露珠顯得特別“明亮”是由于光線從水中射向空氣時，發(fā)生光的全反射，導(dǎo)致其特別“明亮”，并不是水珠將光線會聚而形成的，故A錯誤；B、根據(jù)△x＝λ知，如果將雙縫的間距變小，則屏上的干涉條紋的間距將變大，故B錯誤；C、用加有偏振濾光片的相機拍照，偏振片可將車窗的反射光減弱，從而可以拍攝清楚汽車內(nèi)部的情景，故C正確；D、肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是肥皂膜內(nèi)外反射的光線，相互疊加產(chǎn)生的現(xiàn)象，這是光的干涉現(xiàn)象造成的，故D錯誤。故選：C。【點評】考查光的全反射、干涉現(xiàn)象，掌握偏振片的原理，注意雙縫干涉條紋的間距公式，知道影響條紋間距的因素，及理解光的干涉與光的全反射條件。14．（德州一模）以下哪種屬于白光的干涉圖樣（）A．水面上漂浮的油在陽光的照射下呈現(xiàn)的彩色條紋 B．白光通過三棱鏡后在屏上呈現(xiàn)的彩色條紋 C．白光通過一條狹縫后在屏上呈現(xiàn)的彩色條紋 D．雨后空中出現(xiàn)的彩虹【分析】干涉是頻率相同的兩列波相遇時相互加強或減弱的現(xiàn)象，彩虹是散射，通過三棱鏡是折射，而波的衍射則是能繞過阻礙物繼續(xù)向前傳播的現(xiàn)象．【解答】解：A、水面上漂浮的油在陽光的照射下呈現(xiàn)的彩色條紋是光經(jīng)過油膜的上下表面之后產(chǎn)生的兩列相干光形成光的干涉所產(chǎn)生的彩色條紋，故A正確；B、白光通過三棱鏡后形成彩色光帶，是光的折射現(xiàn)象，故B錯誤；C、白光通過一條狹縫后在屏上出現(xiàn)彩色條紋，是光的衍射，故C錯誤；D、雨后天邊出現(xiàn)彩虹是光的色散，故D錯誤。故選：A?！军c評】解決本題的關(guān)鍵知道衍射、干涉、色散的原理，知道它們的區(qū)別，要掌握光的色散的原理，注意干涉的條件．15．（昆山市校級模擬）在公園噴泉池中，水中同深處有兩個發(fā)出不同顏色的點光源P、Q，在水面上看到P光照亮的水面區(qū)域大于Q光，以下說法正確的是（）A．P光的波長小于Q光 B．P光在水中的傳播速度小于Q光 C．Q光的頻率比P光的大 D．讓P光和Q光通過同一單縫衍射裝置，P光的中間亮條紋寬度小于Q光【分析】在同一深度兩光源發(fā)光的水面區(qū)域不同，則說明它們的臨界角不同，從而確定它們的折射率．由c＝nv可得兩根光線在水中的速度與折射率成反比；再由v＝λf得波長與速度成正比的關(guān)系．根據(jù)折射率隨著頻率的升高而增大，從而比較出光的頻率大小。【解答】解：ABC、由題意可知：P光照亮的水面區(qū)域大于Q光，則P光的臨界角大于Q光，依據(jù)sinC＝，所以P光的折射率小于Q光的，再由v＝，那么P光在水中的速度大于Q光，則P光的波長比Q光長，再根據(jù)折射率隨著頻率的升高而增大，則P光的頻率小于Q光，故AB錯誤，C正確；D、由上分析可知，P光的波長比Q長，讓P光和Q光通過同一雙縫干涉裝置，依據(jù)光的雙縫干涉條紋間距公式，可知，P光的相鄰條紋間距大于Q光的相鄰條紋間距．故D錯誤；故選：C?！军c評】在同一深度兩光源發(fā)光的水面區(qū)域不同，從而確定它們的折射率．則可以假設(shè)P光是紅光，Q光是紫光，所以利用紅光與紫光的特性做出判斷．二．多選題（共15小題）16．（浙江）肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是（）A．過肥皂膜最高和最低點的截面一定不是梯形 B．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋 C．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化 D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動90°，條紋也會跟著轉(zhuǎn)動90°【分析】薄膜干涉為等厚干涉，根據(jù)肥皂膜的干涉條紋的形狀判斷；肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋；條紋的寬度和間距與膜的厚度有關(guān)?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知肥皂膜的干涉條紋是彎曲的，由于薄膜干涉為等厚干涉，故過肥皂膜最高和最低點的截面的長邊距離不相等，即兩長邊不平行，一定不是梯形，故A正確；B、肥皂膜上的條紋是薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波疊加形成的干涉條紋，故B正確；C、薄膜是等厚干涉，肥皂膜從形成到破裂，由于液體在向下流動，薄膜上部逐漸變薄，下部逐漸變厚，條紋的寬度和間距會發(fā)生變化，故C錯誤；D、將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動90°，條紋不會跟著轉(zhuǎn)動，仍在水平方向，故D錯誤。故選：AB。【點評】解答本題應(yīng)理解薄膜干涉的原理，要知道薄膜干涉條紋位置取決于兩層肥皂膜的厚度而形成反射光的光程差，屬于等厚干涉。17．（濱州一模）如圖甲所示，在盛有水的盆里傾斜放置一平面鏡，調(diào)整鏡子的角度，讓一束太陽光照射到鏡面上，并反射到天花板上，會觀察到彩色的光帶，示意圖如圖乙所示。以下說法正確的是（）A．彩色的光帶最左邊是紫色 B．彩色的光帶最左邊是紅色 C．彩色的光帶是光的干涉產(chǎn)生的 D．彩色的光帶是光的折射產(chǎn)生的【分析】根據(jù)光的折射與反射原理，結(jié)合太陽光是復(fù)色光，紅光的折射率最小，紫光的折射率最大，從而即可判定?！窘獯稹拷猓篈B、一束太陽光照射到鏡面上，再經(jīng)過光的反射與折射，從而射到天花板上，出現(xiàn)彩色的光帶，如下圖所示：原因是發(fā)生光的折射現(xiàn)象，由于紅光的折射率小于紫光的，因此彩色的光帶最左邊是紫色，故A正確，B錯誤；CD、由上分析，可知，故C錯誤，D正確；故選：AD。【點評】考查光的折射與反射現(xiàn)象，掌握太陽光是復(fù)色光，理解各種色光折射率的大小。18．（南昌縣模擬）如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平薄凸透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示的同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說法正確的是（）A．干涉條紋是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的 B．干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均勻變化造成的 C．若平薄凸透鏡的圓弧面半徑增大，圓環(huán)狀干涉條紋的間距將變大 D．紅光的圓環(huán)狀干涉條紋的間距小于綠光的圓環(huán)狀干涉條紋間距 E．不論用何種單色光入射，牛頓環(huán)的中央都是亮斑【分析】從空氣層的上下表面反射的兩列光為相干光，當(dāng)光程差為波長的整數(shù)倍時是亮條紋，當(dāng)光程差為半個波長的奇數(shù)倍時是暗條紋。干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均勻變化的?！窘獯稹拷猓篈、凸透鏡下表面與平板玻璃上表面形成空氣薄膜，干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光干涉疊加而成，故A正確；B、干涉條紋不等間距是由于透鏡表面是曲面，導(dǎo)致空氣薄膜不均勻變化，根據(jù)光程差為波長的整數(shù)倍時是亮條紋，可知，干涉條紋是不等間距的，從同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀條紋，故B正確；C、使用半徑大一些的凸薄透鏡，相同的光程差，空氣薄層間距變大，則干涉條紋的間距要變大，故C正確；D、紅光的波長比綠光長，則有紅光的圓環(huán)狀干涉條紋的間距大于綠光的圓環(huán)狀干涉條紋間距，故D錯誤；E、不論用何種單色光入射，圓環(huán)中心兩列反射光的路程差是零，但反射光發(fā)生半波損失，相當(dāng)于損失了半個波長，中央都是暗斑，故E錯誤；故選：ABC?！军c評】理解了該實驗的原理：薄膜干涉，即可順利解決此題，故在學(xué)習(xí)過程中要深入理解各個物理現(xiàn)象產(chǎn)生的機理是什么。19．（浙江模擬）2020年12月3日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布構(gòu)建了76個光子、100個模式的量子計算原型機“九章”，實現(xiàn)了具有實用前景的“高斯玻色取樣”任務(wù)的快速求解。下列關(guān)于光的說法中正確的有（）A．全息照片的拍攝利用了光的干涉原理 B．彩虹是由光照到空氣中的小水珠后發(fā)生衍射形成的 C．構(gòu)建“九章”原型機必須能同時準(zhǔn)確地知道光子的位置和動量 D．光子的能量越高，則光子的頻率越高，動量也越大【分析】彩虹是光的折射現(xiàn)象；全息照相的拍攝利用了光的干涉原理；在微觀領(lǐng)域，具有不確定性，所以不可能同時準(zhǔn)確地知道粒子的位置和動量；頻率越大的光，光子的能量越大，動量也越大?！窘獯稹拷猓篈、全息照片的拍攝利用激光的相干性，通過干涉成像，故A正確；B、彩虹是由白光照到空氣中的小水珠上，小水珠對不同色光的折射率不同形成的，故B錯誤；C、由不確定性關(guān)系：知，不可能同時準(zhǔn)確地知道光子的位置和動量，故C錯誤；D、光子能量越高，由E＝hv可知，對應(yīng)的頻率越高，由知，對應(yīng)的波長越短，由得，對應(yīng)的動量越大，故D正確．故選：AD?！军c評】本題考查光的干涉、衍射原理，及掌握激光與全息照相，并理解不確定關(guān)系，與概率波。20．（五華區(qū)校級模擬）以下說法正確的有（）A．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在 B．光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波 C．機械波的頻率越高，在介質(zhì)中的傳播速度越大 D．在太陽光照射下，水面上的油膜出現(xiàn)彩色花紋是因為光的反射 E．用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象【分析】麥克斯韋預(yù)言了電磁波，赫茲用實驗證實；偏振現(xiàn)象是橫波的特有現(xiàn)象；機械波的傳播速度由介質(zhì)決定，與頻率無關(guān)；油膜出現(xiàn)彩色花紋是利用光的干涉現(xiàn)象；檢查光學(xué)平面的平整程度是利用薄膜干涉現(xiàn)象，從而即可求解．【解答】解：A、麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故A正確；B、只有橫波才能發(fā)生光的偏振現(xiàn)象，故B正確；C、不同頻率的機械波在同一種介質(zhì)中的傳播速度一定相同，故C錯誤；D、在太陽光照射下，水面上的油膜上出現(xiàn)彩色花紋是由于油膜上下表面反射回的光相遇發(fā)生干涉，即屬于光的薄膜干涉現(xiàn)象，故D錯誤；E、用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用了薄膜干涉，屬于光的干涉現(xiàn)象，故E正確；故選：ABE。【點評】考查電磁波發(fā)現(xiàn)與證實，知道不同機械波在同一介質(zhì)中傳播速度相同，理解光的干涉原理，注意機械波與電磁波的區(qū)別．21．（吉安模擬）下列說法正確的是（）A．由v＝λf可知機械波的傳播速率由波長和頻率共同決定 B．機械波在經(jīng)過不同介質(zhì)的界面時會發(fā)生反射和折射 C．“彩超”利用多普勒效應(yīng)比較反射波相對入射波頻率的變化可測出人體血液流動的速度 D．在雙縫干涉實驗中，雙縫間距和雙縫到光屏距離一定時，干涉條紋間距與波長成正比 E．太陽光下的油膜呈彩色是太陽白光經(jīng)油膜發(fā)生的色散【分析】明確機械能的傳播規(guī)律，知道波速由介質(zhì)決定；機械波在界面處會發(fā)生反射和折射；彩超”是利用多普勒效應(yīng)原理；雙縫干涉條紋間距判定；油膜呈彩色是光的干涉現(xiàn)象?！窘獯稹拷猓篈、機械波的傳播速率由介質(zhì)性質(zhì)決定，與波的波長和頻率無關(guān)，故A錯誤；B、機械波和光波一樣，在界面處會發(fā)生反射和折射，故B正確；C、“彩超”原理既是利用多普勒效應(yīng)比較反射波相對入射波頻率的變化來檢查身體狀況和測定血液流速的，故C正確；D、由雙縫干涉條紋間距可知，雙縫間距和雙縫到光屏距離一定時，干涉條紋間距與波長成正比，故D正確；E、太陽光下的油膜呈彩色是薄膜干涉產(chǎn)生的，故E錯誤。故選：BCD?！军c評】本題考查的知識點是波的干涉、折射和多普勒效應(yīng)的應(yīng)用，重點要掌握雙縫干涉條紋間距公式；注意機械波與電磁波的區(qū)別。22．（淄博期末）如圖所示，在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，下列說法正確的是（）A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應(yīng)放上單縫和雙縫 B．測量某條干涉亮紋位置時，應(yīng)使測微目鏡分劃中心刻線與該亮紋的中心對齊 C．為了減少測量誤差，可用測微目鏡測出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距△x＝ D．屏上的干涉條紋與雙縫垂直【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x＝λ，結(jié)合d和波長的變化判斷條紋間距的變化?！窘獯稹拷猓篈、調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，不放上單縫和雙縫，故A錯誤；B、將測量某條干涉亮紋位置時，應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊，故B正確；C、為了減小測量誤差，可用測微目鏡測出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距△x＝，再利用公式△x＝λ便可得到波長的測量值，故C正確；D、根據(jù)干涉原理，屏上的干涉條紋與雙縫垂平行，故D錯誤；故選：BC?！军c評】解決本題的關(guān)鍵掌握雙縫干涉條紋的間距公式△x＝λ，并能靈活運用。23．（中衛(wèi)模擬）a、b兩種單色光組成的光束從玻璃進(jìn)入空氣時，其折射光束如圖所示．則關(guān)于a、b兩束光的說法正確的是（）A．玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率 B．增大入射角時，a光首先發(fā)生全反射 C．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率 D．在真空中a光的波長大于b光的波長 E．分別用這兩束光照射雙縫干涉實驗裝置，在縫受屏上都能出現(xiàn)干涉條紋，a光的相鄰條紋間距大于b光【分析】由折射率的定義，可確定介質(zhì)對a光的折射率較小，光的折射率越大，其頻率越大，波長越短；由公式v＝分析光在介質(zhì)中速度關(guān)系．依據(jù)光的全反射條件：光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角，根據(jù)臨界角公式sinC＝；最后根據(jù)光的雙縫干涉條紋間距公式，即可求解．【解答】解：A、根據(jù)折射率的定義＝，知入射角i相等，a光的折射角較小，則a光的折射率較小，故A正確。B、依據(jù)光的全反射條件：光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角，根據(jù)臨界角公式sinC＝分析知，a光的折射率小，臨界角大，當(dāng)增大入射角時，b光首先發(fā)生全反射，故B錯誤。CD、光的折射率越大，其頻率越大，波長越短，則a光的頻率小于b光的頻率，在真空中a光的波長較長，故C錯誤，D正確。E、根據(jù)光的雙縫干涉條紋間距公式，可知，a光的相鄰條紋間距大于b光，故E正確。故選：ADE。【點評】本題關(guān)鍵要掌握光的折射定律n＝、全反射臨界角公式sinC＝和光的雙縫干涉條紋間距公式，等多個知識點，同時掌握光的全反射條件，同學(xué)們只要加強對光學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，就能輕松解答．24．（興慶區(qū)校級模擬）下列說法正確的是（）A．頻率越高，振蕩電路向外輻射電磁波的本領(lǐng)越大 B．高級照相機鏡頭在陽光下呈現(xiàn)淡紫色是光的偏振現(xiàn)象 C．玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的干涉現(xiàn)象 D．a(chǎn)、b兩束光分布照射同一雙縫干涉裝置，在屏上得到的干涉圖樣中，a光的相鄰亮條紋間距比b光小，由此可知，在同種玻璃中b光傳播速度比a光大 E．讓黃光、藍(lán)光分別以相同角度斜射向同一平行玻璃磚，光從對側(cè)射出時，兩種光的偏轉(zhuǎn)角都為零，但藍(lán)光的側(cè)移量更大【分析】能量大小與頻率有關(guān)；照相機的鏡頭呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象；當(dāng)波長越長時，干涉條紋間距越寬，從而確定頻率的高低，進(jìn)而得出折射率的大小關(guān)系；根據(jù)光的干涉條紋間距公式，結(jié)合公式v＝，即可判定；根據(jù)光的折射定律，結(jié)合全反射條件，從而即可各項求解．【解答】解：A、電磁波的能量與頻率有關(guān)；振蕩電路的頻率越大，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大，故A正確；B、照相機的鏡頭呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象，因為可見光有“紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫”七種顏色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顧到一種顏色的光讓它完全進(jìn)入鏡頭，一般情況下都是讓綠光全部進(jìn)入的，這種情況下，你在可見光中看到的鏡頭反光其顏色就是淡紫色，故B錯誤；C、玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象而產(chǎn)生的，故C錯誤；D、在干涉條紋間距與波長的關(guān)系，可知，a光的相鄰亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距，則可以判斷a光的波長比b光小，因此可將a光當(dāng)作紫光，b光當(dāng)作紅光，則水對a光的折射率比b光大，再由公式v＝，可知，在同種玻璃中b光傳播速度比a光大，故D正確；E、光線通過玻璃磚發(fā)生了兩次折射，第二次的入射角等于第一次的折射角，根據(jù)光路可逆性原理可知，光不可能在對側(cè)表面發(fā)生全反射，一定能從對側(cè)表面射出玻璃磚。根據(jù)光路的可逆性，出射光線與入射光線平行，所以黃光、藍(lán)光互相平行，但由于藍(lán)光的折射率大，因此其偏折程度較大，故E正確；故選：ADE?！军c評】考查波的折射與干涉、及偏振的應(yīng)用，及其區(qū)別，注意波長與條紋間距的關(guān)系，理解輻射電磁波的能量與頻率的關(guān)系．同時注意全反射的條件．25．（海淀區(qū)校級月考）如圖所示是一豎直的肥皂液薄膜的橫截面，關(guān)于豎直的肥皂薄膜上產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象，下列陳述正確的是（）A．干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波的疊加 B．干涉條紋的暗紋是由于上述兩列反射波的波谷與波谷的疊加線 C．用綠色光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距比黃光照射時小 D．薄膜的干涉條紋基本上是豎直的【分析】薄膜干涉分為兩種一種叫等傾干涉，另一種稱做等厚干涉．等厚干涉是由平行光入射到厚度變化均勻、折射率均勻的薄膜前、后表面而形成的干涉條紋．薄膜厚度相同的地方形成同條干涉條紋，故稱等厚干涉．牛頓環(huán)和楔形平板干涉都屬等厚干涉．【解答】解：A、由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波的疊加，故A正確；B、當(dāng)從肥皂膜前后表面反射的光程差等于半波長奇數(shù)倍時，振動減弱，形成暗條紋，故B錯誤；C、條紋間距與光的波長成正比，由于黃光波長長，故黃光條紋間距大，故C正確；D、薄膜的干涉是等厚干涉，同一條紋厚度相同，故條紋是水平的，故D錯誤；故選：AC?！军c評】解答本題應(yīng)掌握薄膜干涉的原理，干涉取決于肥皂膜前后兩表面的厚度而形成反射光的光程差．26．（海安市校級月考）一個半徑較大的透明玻璃球體，截取其下面的一部分，然后將這一部分放到標(biāo)準(zhǔn)的水平面上，現(xiàn)讓單色光豎直射向截面，如圖所示，在反射光中看到的是（）A．平行的明暗相間的直干涉條紋 B．環(huán)形的明暗相間的干涉條紋 C．環(huán)形明暗相間條紋從中心向外越來越密 D．只能看到同顏色的平行反射光【分析】將一曲率半徑相當(dāng)大的平凸玻璃透鏡放在一平面玻璃的上面，則在兩者之間形成一個厚度隨直徑變化的空氣薄膜．空氣薄膜的等厚干涉條紋是一組明暗相間的同心環(huán)．【解答】解：玻璃球體的下表面和水平面的反射光是兩束相關(guān)光，頻率相同，發(fā)生干涉現(xiàn)象，干涉條紋是亮暗相間的同心圓環(huán)，越往外側(cè)空氣薄膜的厚度變化越快，則圓環(huán)間距越小，即從中心向外越來越密，故BC正確，AD錯誤。故選：BC?！军c評】理解了該實驗的原理即可順利解決此題，故在學(xué)習(xí)過程中要深入理解各個物理現(xiàn)象產(chǎn)生的機理是什么．27．（遼寧二模）下列說法正確的是（）A．只有橫波才能產(chǎn)生干涉，衍射現(xiàn)象 B．均勻變化的磁場產(chǎn)生均勻變化的電場向外傳播就形成了電磁波 C．泊松亮斑支持了光的波動說，牛頓環(huán)是光的干涉產(chǎn)生的 D．由紅光和綠光組成的一細(xì)光束從水中射向空氣，在不斷增大入射角時水面上首先消失的是綠光 E．用同一實驗裝置觀察雙縫干涉現(xiàn)象，光的波長越大，光的雙縫干涉條紋間距就越大【分析】根據(jù)光從水中射到空氣臨界角大小分析哪種光先消失；根據(jù)干涉條紋的特點分析條紋明暗有無變化；泊松亮斑是從偏原來直線方向傳播；非均勻變化的磁場才能產(chǎn)生非均勻變化的電場，從而產(chǎn)生電磁波；干涉是波特有現(xiàn)象?！窘獯稹拷猓篈、任意波，只要頻率相同，均能干涉現(xiàn)象；橫波與縱波都可以發(fā)生衍射，故A錯誤；B、均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，穩(wěn)定的磁場不能再產(chǎn)生電場，故不能激發(fā)電磁波，故B錯誤；C、泊松亮斑支持了光的波動說，故C正確；D、綠光的折射率大于紅光的折射率，由臨界角公式sinC＝知，綠光的臨界角小于紅光的臨界角，當(dāng)光從水中射到空氣，在不斷增大入射角時水面上，綠光先發(fā)生全反射，從水面消失，故D正確；E、根據(jù)干涉條紋間距公式△x＝，同一實驗裝置觀察，光的波長越大，光的雙縫干涉條紋間距就越大，故E正確；故選：CDE?！军c評】本題考查全反射條件，注意紅光與綠光的臨界角關(guān)系，理解波的干涉現(xiàn)象與條件，知道電磁波產(chǎn)生的原理，注意均勻變化與非均勻變化的區(qū)別，以及光的衍射現(xiàn)象的應(yīng)用。28．（孝南區(qū)校級月考）下列說法中正確的是（）A．如圖是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖，其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度 B．如圖是一束單色光進(jìn)入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當(dāng)入射角i逐漸增大到某一值后不會再有光線從bb′面射出 C．如圖是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間的距離L，兩相鄰亮條紋間距離將減小 D．如圖是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凸起的【分析】根據(jù)折射率和光的傳播速度之間的關(guān)系n＝，可知，折射率越大，傳播速度越小，根據(jù)圖中的光線關(guān)系，判斷折射率的大小，從而知道傳播速度的大小。入射角i逐漸增大折射角逐漸增大，由于折射角小于入射角，不論入射角如何增大，玻璃磚中的光線不會消失，故肯定有光線從bb'面射出。根據(jù)雙縫干涉條紋的寬度公式分析。【解答】解：A、根據(jù)折射率和光的傳播速度之間的關(guān)系n＝，可知，折射率越大，傳播速度越小，從圖中可以看出，b光線在水中偏折得厲害，即b的折射率大于a的折射率，則a在水中的傳播速度大于b的傳播速度，故A正確。B、當(dāng)入射角i逐漸增大折射角逐漸增大，由于折射角小于入射角，不論入射角如何增大，玻璃磚中的光線不會消失，故肯定有光線從bb'面射出，故B錯誤；C、雙縫干涉中兩相鄰亮條紋間距離x＝，可知當(dāng)只減小屏到擋板間的距離L，兩相鄰亮條紋間距離將減小，故C正確。D、由圖可知，條紋向空氣薄膜較薄處發(fā)生彎曲，說明空氣薄膜變薄，則被檢測的平面在此處是凸起的，故D正確。故選：ACD?！军c評】本題涉及的知識點較多，要知道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。以及知道薄膜干涉是一種等厚干涉，同時掌握基礎(chǔ)知識即可解題，平時要注意基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與積累。29．（京口區(qū)校級月考）關(guān)于下列圖的說法正確的是（）A．很大的中間有小圓孔的不透明擋板的衍射圖樣 B．豎直肥皂膜上觀察到的干涉圖樣 C．利用薄膜干涉檢查樣品的平整度 D．由圖可知當(dāng)驅(qū)動力的頻率f跟固有頻率f0相差越大，振幅越大【分析】很大的中間有大圓孔的不透明擋板和很大的不透明圓板不會發(fā)生衍射現(xiàn)象，很小的不透明圓板出現(xiàn)泊松亮斑．當(dāng)光源發(fā)出的光照射到肥皂膜上時，從膜的前后兩面分別反射兩列光為相干光，當(dāng)光程差為波長的整數(shù)倍時呈現(xiàn)亮條紋，當(dāng)光程差為半個波長的奇數(shù)倍時呈現(xiàn)暗條紋．相同的高度肥皂膜的厚度相同，故出現(xiàn)水平的明暗相間的干涉條紋．檢查平整度是利用光的干涉原理；當(dāng)驅(qū)動力的頻率f跟固有頻率f0相同時，出現(xiàn)共振現(xiàn)象，從而即可求解．【解答】解：A、該圖是用光照射很大的中間有小圓孔的不透明擋板時是明暗相間的衍射圖樣。故A正確；B、由于重力的作用使下側(cè)的肥皂膜厚度比較大，而上側(cè)的比較薄，相同的高度肥皂膜的厚度相同，故出現(xiàn)水平的明暗相間的干涉條紋。故B錯誤；C、利用薄膜干涉，由薄層空氣的兩表面反射光，頻率相同，從而進(jìn)行相互疊加，達(dá)到檢查樣品的平整度的目的，故C正確；D、由圖可知當(dāng)驅(qū)動力的頻率f跟固有頻率f0相同時，才出現(xiàn)共振現(xiàn)象，振幅才最大，跟固有頻率f0相差越大，振幅越小，故D錯誤。故選：AC。【點評】考查光的衍射、干涉的應(yīng)用，注意共振的條件，及簡諧運動的固有周期與策動力周期的區(qū)別即可．30．（丹東模擬）下列說法正確的是（）A．光在介質(zhì)中傳播的速度僅由介質(zhì)本身所決定 B．雨后路面上的油膜形成的彩色條紋是由光的干涉形成的 C．楊氏雙縫干涉實驗中，當(dāng)兩縫間的距離以及擋板和屏的距離一定時，紅光干涉條紋的相鄰條紋間距比藍(lán)光干涉條紋的相鄰條紋間距小 D．光的偏振特征說明光是橫波 E．水中的氣泡看起來特別明亮，是因為光從水射向氣泡時，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故【分析】光的傳播速度由介質(zhì)的本身性質(zhì)與頻率共同決定；油膜形成的彩色條紋是由光的干涉形成的；玻璃中的氣泡看起來特別明亮，是因為光從玻璃射向氣泡時，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波；根據(jù)光的干涉條紋間距公式，即可求解．【解答】解：A、光在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身，及頻率共同決定。故A錯誤。B、油膜形成的彩色條紋，是由膜的前后表面反射光，進(jìn)行光的疊加，形成的干涉條紋。故B正確。C、根據(jù)光