課后素養(yǎng)落實(shí)13　光的干涉-學(xué)年新教材魯科版（2019）高中物理選擇性必修第一冊(cè)檢測(cè)

課后素養(yǎng)落實(shí)(十三)光的干涉(建議用時(shí)：40分鐘)◎題組一雙縫干涉1．光通過(guò)雙縫后在屏上產(chǎn)生彩色條紋，若用紅色和綠色玻璃各擋住一縫，則屏上將出現(xiàn)()A．黃色的干涉條紋 B．紅綠相間的條紋C．黑白相間的條紋 D．無(wú)干涉條紋D[紅光和綠光的頻率不同，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象．]2．(多選)對(duì)兩列光波在空中疊加，以下說(shuō)法中正確的是()A．不同顏色的光有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象B．不同顏色的光不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象C．光的強(qiáng)度不同有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象D．光的強(qiáng)度不同不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象BC[兩列光波疊加是否發(fā)生干涉現(xiàn)象關(guān)鍵看兩列光波是否是相干光，即是否滿足頻率相同、相位差恒定的條件，不同顏色的光頻率不同，所以不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；光的強(qiáng)度不同，但仍有可能滿足相干條件，也就是有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．]3．某同學(xué)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)觀察光的干涉現(xiàn)象，其中A為單縫屏，B為雙縫屏，C為光屏．當(dāng)他讓一束陽(yáng)光照射A屏?xí)r，C屏上并沒(méi)有出現(xiàn)干涉條紋，他移走B后，C上出現(xiàn)一窄亮斑．分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因可能是()A．單縫S太窄B．單縫S太寬C．S到S1和S2距離不相等D．陽(yáng)光不能作光源B[雙縫干涉中單縫的作用是獲得線光源，而線光源可以看做是由許多個(gè)點(diǎn)光源沿一條線排列組成的，這里觀察不到光的干涉現(xiàn)象是由于單縫太寬，得不到線光源．故選項(xiàng)B正確．]4．(多選)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，綠光通過(guò)單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2到單縫S的距離相等，光通過(guò)雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點(diǎn)到雙縫S1和S2的距離相等，P點(diǎn)是距O點(diǎn)最近的第一條亮條紋，如果將入射的綠光換成紅光或藍(lán)光，已知紅光波長(zhǎng)大于綠光波長(zhǎng)，綠光波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng)，則下列說(shuō)法正確的是()A．O點(diǎn)處出現(xiàn)紅光的亮條紋B．紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方C．O點(diǎn)處不出現(xiàn)藍(lán)光的亮條紋D．藍(lán)光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方AB[O點(diǎn)距離雙縫的路程差為0，該點(diǎn)為亮條紋，當(dāng)用紅光或藍(lán)光照射時(shí)，在O點(diǎn)也產(chǎn)生紅光的亮條紋或藍(lán)光的亮條紋，A正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ和紅光的波長(zhǎng)大于綠光的波長(zhǎng)可知，紅光的條紋間距大于綠光的條紋間距，所以紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方，B正確；同理可知，藍(lán)光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的下方，D錯(cuò)誤．]5．如圖所示，用頻率為f的單色光(激光)垂直照射雙縫，在光屏的P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的距離之差|r1－r2|應(yīng)為()A．eq\f(c,2f)B．eq\f(3c,2f)C．eq\f(3c,f)D．eq\f(5c,2f)D[出現(xiàn)暗條紋，說(shuō)明S1、S2到P點(diǎn)距離之差為eq\f(λ,2)×(2n－1)＝eq\f(5,2)λ，而λ＝eq\f(c,f)，所以|r1－r2|＝eq\f(5,2)λ＝eq\f(5c,2f)，因此D是正確的．]◎題組二薄膜干涉6．下列現(xiàn)象中可以用薄膜干涉來(lái)解釋的是()A．雨后的彩虹B．水面上的油膜在陽(yáng)光照射下呈彩色C．透過(guò)昆蟲(chóng)的翅膀看陽(yáng)光呈彩色D．荷葉上的水珠在陽(yáng)光下晶瑩透亮B[雨后的彩虹是色散現(xiàn)象，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；透過(guò)昆蟲(chóng)的翅膀看陽(yáng)光呈彩色是衍射(第三節(jié)將會(huì)學(xué)到)現(xiàn)象，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；水珠在陽(yáng)光下晶瑩透亮是全反射的結(jié)果，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；油膜在陽(yáng)光照射下呈彩色是薄膜干涉的結(jié)果，故選項(xiàng)B正確．]7．用單色光照射位于豎直平面內(nèi)的肥皂液薄膜，所觀察到的干涉條紋為()ABCDB[薄膜的干涉是等厚干涉，同一條紋厚度相同，且條紋是水平的，故選B．]8．(多選)把一平行玻璃板壓在另一個(gè)平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入，如圖所示，這時(shí)可以看到明暗相間的干涉條紋．下面關(guān)于干涉條紋的說(shuō)法正確的是()A．干涉條紋的產(chǎn)生是光在空氣膜的上下兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果B．干涉條紋中的暗條紋是兩列反射光波的波谷與波谷疊加的結(jié)果C．將上玻璃板向上平移，干涉條紋向著劈尖方向移動(dòng)D．觀察干涉條紋時(shí)，眼睛應(yīng)在入射光的另一側(cè)AC[從空氣膜的上下表面分別反射的兩列反射光是相干光，發(fā)生干涉現(xiàn)象，出現(xiàn)干涉條紋，故A正確；干涉條紋中的暗條紋是兩列反射光波的波谷與波峰疊加的結(jié)果，B錯(cuò)誤；干涉條紋的位置與空氣膜的厚度是對(duì)應(yīng)的，當(dāng)上玻璃板向上平移時(shí)，同一厚度的空氣膜向劈尖方向移動(dòng)，故干涉條紋向著劈尖方向移動(dòng)，C正確；觀察干涉條紋時(shí)，眼睛應(yīng)在入射光的同一側(cè)，故D錯(cuò)誤．]9．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光屏上某點(diǎn)P到雙縫S1和S2的路程差為7.5×10－7m，如果用頻率為6.0×1014Hz的黃光照射雙縫，試問(wèn)：(1)該黃光的波長(zhǎng)是多少？(2)試通過(guò)計(jì)算分析P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋還是暗條紋？[解析](1)λ＝eq\f(c,f)＝eq\f(3×108,6.0×1014)m＝5×10－7m．(2)Δx＝7.5×10－7m＝eq\f(3,2)λ，所以是暗條紋．[答案](1)5×10－7m(2)暗條紋1．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光屏上P點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離之差ΔS1＝0.75μm，光屏上Q點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離之差ΔS2＝1.5μm．若用頻率ν＝6.0×1014Hz的黃光照射雙縫，則()A．P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋，Q點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋B．P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋，Q點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋C．兩點(diǎn)均出現(xiàn)亮條紋D．兩點(diǎn)均出現(xiàn)暗條紋B[由光的頻率ν＝6.0×1014Hz，知光的波長(zhǎng)λ＝eq\f(c,ν)＝5×10－7m．P點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離之差ΔS1＝0.75μm＝7.5×10－7m＝1.5λ．Q點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離之差ΔS2＝1.5μm＝15×10－7m＝3λ，因此，P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋，Q點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋，故B正確．]2．在楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，從兩個(gè)狹縫到達(dá)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)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)，故B正確．]3．登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過(guò)度照射，尤其是眼睛更不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射，否則將會(huì)嚴(yán)重地?fù)p傷視力．有人想用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對(duì)眼睛傷害的眼鏡，他選用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外線的頻率ν＝8.1×1014Hz，那么他設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度至少是()A．9.25×10－8m B．1.85×10－7mC．1.24×10－7m D．6.18×10－8mC[為了減小紫外線對(duì)眼睛的傷害，應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個(gè)表面反射的光疊加后加強(qiáng)，則路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應(yīng)等于光在薄膜中的波長(zhǎng)λ′的整數(shù)倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2，…)．因此，膜的厚度至少是紫外線在膜中波長(zhǎng)的eq\f(1,2)．紫外線在真空中的波長(zhǎng)是λ＝eq\f(c,ν)≈3.7×10－7m，在膜中的波長(zhǎng)是λ′＝eq\f(λ,n)≈2.47×10－7m，故膜的厚度至少是1.24×10－7m，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．故選C．]4．如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若用λ1＝5×10－7m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λ2＝4×10－7m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？[解析]從雙縫到屏上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)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λ1光照射時(shí)為第二級(jí)亮條紋，即d＝2λ1代入數(shù)據(jù)d＝1×10－6m，這個(gè)路程差1×10－6m對(duì)于