高中物理《選擇性必修第一冊》課后習題 3　光的干涉

3光的干涉必備知識基礎練1.(2021上海模擬)如圖所示,把酒精燈放在肥皂液薄膜前,從薄膜上可看到明暗相間的條紋,能解釋這一現(xiàn)象產生原因的是示意圖中的(圖中實線、虛線為光照射到薄膜上時,從膜的前后表面分別反射形成的兩列波)()2.(多選)下列關于雙縫干涉實驗的說法正確的是()A.單縫的作用是獲得頻率保持不變的相干光源B.雙縫的作用是獲得兩個振動情況相同的相干光源C.頻率相同、相位差恒定、振動方向相同的兩列單色光能夠發(fā)生干涉現(xiàn)象D.照射單縫的單色光的波長越小,光屏上出現(xiàn)的條紋寬度越寬3.(2021河北博野中學高二開學考試)某一質檢部門為檢測一批礦泉水的質量,利用干涉原理測定礦泉水的折射率。方法是將待測礦泉水填充到特制容器中,放置在雙縫與光屏之間(可視為雙縫與光屏之間全部為礦泉水),如圖所示,特制容器未畫出,通過比對填充后的干涉條紋間距x2和填充前的干涉條紋間距x1就可以計算出該礦泉水的折射率。則下列說法正確的是(設空氣的折射率為1)()A.x2=x1B.x2>x1C.該礦泉水的折射率為xD.該礦泉水的折射率為x4.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點出現(xiàn)第3條暗條紋,已知光速為c,則P點到雙縫距離之差S2P-S1P應為()A.c2f B.3c2f 5.某同學自己動手利用如圖所示的器材,觀察光的干涉現(xiàn)象,其中,A為單縫屏,B為雙縫屏,C為像屏。當他用一束陽光照射到A上時,屏C上并沒有出現(xiàn)干涉條紋。他移走B后,C上出現(xiàn)一亮斑。分析實驗失敗的原因,最大的可能是()A.單縫S太窄B.單縫S太寬C.S到S1和S2距離不等D.太陽光不能作光源6.(多選)(2021北京八中高二期末)如圖所示,把一個凸透鏡A(上表面為平面)和標準的平板玻璃B疊放在一起。用平行單色光由上向下照射,在A的上方向下觀察,會看到一圈圈明暗相間的同心圓環(huán)狀的干涉條紋,這種干涉條紋叫牛頓環(huán),它是檢查透鏡質量的一種方法。分別用a﹑b和c﹑d表示透鏡A和平板玻璃B的上﹑下兩個表面,下列說法正確的是()A.兩束相干光是由a、b面反射形成的B.兩束相干光是b、c面反射形成的C.干涉條紋是疏密均勻的同心圓D.干涉條紋不是疏密均勻的同心圓7.(2021山東青島模擬)如圖所示甲為用干涉法檢查平面平整程度的裝置。乙中干涉條紋彎曲處說明被檢查的平面在此處是(選填“凹下”或“凸起”);若僅增大單色光的頻率,干涉條紋將(選填“變密”或“變疏”);若僅減小薄片的厚度,干涉條紋將(選填“變密”或“變疏”)。

關鍵能力提升練8.用薄膜干涉法檢查平面的平整程度的示意圖如圖所示。其中AB是透明的標準樣板,CD是被檢查的平面。用單色光從上面豎直地照射下來,從AB上方觀察到有明暗相間的條紋,這是由兩束反射光疊加形成的。下列說法正確的是()A.兩束反射光分別是從AB的上表面和AB的下表面反射的B.兩束反射光分別是從AB的上表面和CD的上表面反射的C.兩束反射光分別是從AB的下表面和CD的上表面反射的D.如果將右邊BD間墊的薄片變薄些,觀察到相鄰亮條紋間的距離將減小9.(多選)雙縫干涉實驗裝置如圖所示,綠光通過單縫S后,投射到具有雙縫的擋板上,雙縫S1和S2與單縫S的距離相等,光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點到兩縫的距離相等,P點是距O點最近的第一條亮條紋。已知紅光、綠光和藍光三種色光比較,紅光的波長最長,藍光的波長最短,那么如果將入射的單色光換成紅光或藍光,討論屏上O點及其上方的干涉條紋情況,下列敘述正確的是()A.O點出現(xiàn)紅光的亮條紋B.紅光的第一條亮條紋在P點的上方C.O點不出現(xiàn)藍光的亮條紋D.藍光的第一條亮條紋在P點的上方10.(多選)雙縫干涉部分實驗裝置如圖所示,調整實驗裝置使得像屏上可以看到清晰的干涉條紋。關于干涉條紋的情況,下列敘述正確的是()A.若將像屏向右平移一小段距離,屏上仍有清晰的干涉條紋B.若將像屏向左平移一小段距離,屏上的干涉條紋將不會發(fā)生變化C.若將像屏向上平移一小段距離,屏上仍有清晰的干涉條紋D.若將像屏向上平移一小段距離,屏上的干涉條紋將不會發(fā)生變化11.為了測量細金屬絲的直徑,把金屬絲夾在兩塊平板玻璃之間,使空氣層形成劈尖,如圖所示。如用單色光垂直照射,就得到等厚干涉條紋,測出干涉條紋間的距離,就可以算出金屬絲的直徑。某次測量結果為:單色光的波長λ=589.3nm,金屬絲與劈尖頂點間的距離L=28.880mm,30條亮條紋間的距離為4.295mm,求金屬絲的直徑D。

參考答案3光的干涉1.C看到明暗條紋是膜前后表面分別反射形成的兩列相干波發(fā)生干涉形成的,而肥皂膜中的液體在重力作用下導致從上至下的薄膜厚度不同,反射回來的兩列波的同步性不同,明條紋是相干加強形成的,暗條紋是相干減弱形成的,C項正確。2.BC在楊氏雙縫干涉實驗中,單縫的作用是獲得一個線光源,雙縫的作用是獲得兩個振動情況完全相同的光源,故選項A錯誤,B正確;頻率相同、相位差恒定的兩列光可以發(fā)生干涉現(xiàn)象,選項C正確;由Δx=ldλ可知,波長越短,條紋間距越窄,選項D3.C根據(jù)n=cv和v=fλ可知光在水中的波長小于在空氣中的波長,根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx=ldλ可知填充礦泉水后的干涉條紋間距x2小于填充前的干涉條紋間距x1,所以A、B錯誤;根據(jù)n=cv和v=fλ可得n=λ1λ2,又由x1=ldλ1和x2=ldλ2得4.D單色光的波長為λ=cf,又P點出現(xiàn)第3級暗條紋,即S2P-S1P=5×λ2=55.B本實驗中,單縫S應非常窄,才可看作“理想線光源”,也才能成功地觀察到干涉現(xiàn)象,移走B屏后,在C上出現(xiàn)一亮斑,說明單縫S太寬,故B正確,A錯誤;S到S1和S2距離不等時,也能出現(xiàn)干涉條紋,但中央不一定是亮紋,C錯誤;太陽光可以作光源,屏上將出現(xiàn)彩色條紋,D錯誤。6.BD由題圖可知,兩束干涉光是題圖中b、c面反射形成,A錯誤,B正確;空氣薄層厚度不是均勻增加,而是越向外越厚,所以干涉條紋不是疏密均勻的同心圓,C錯誤,D正確。7.答案凹下變密變疏解析薄膜干涉是等厚干涉,即亮條紋處空氣膜的厚度相同,從彎曲的條紋可知,檢查平面左邊處的空氣膜與后面的空氣膜厚度相同,知該處凹下;增大光的頻率,則波長變短,由l=λ2sinθ可知,干涉條紋將變密,若僅減小薄片的厚度,即θ減小8.CAB是等厚的透明樣板,CD是不透明的,發(fā)生干涉現(xiàn)象是由兩者之間的空氣膜造成的。明確薄膜干涉的成因后,可知本題選項C正確。墊片變薄后,在同一位置,兩束反射光的光程差變小,而相鄰亮條紋的光程差是一個波長,由于AB傾角變小,因此相鄰亮條紋間的距離應增大。9.AB中央O點到S1、S2的路程差為零,所以換不同顏色的光時,O點始終為亮條紋,選項A正確,C錯誤;波長越長,條紋間距越寬,所以紅光的第一條亮條紋在P點上方,藍光的第一條亮條紋在P點下方,選項B正確,D錯誤。10.ACD雙縫干涉發(fā)生后,并不只在有光屏處有干涉圖樣,而是在雙縫右側的空間,只要通過雙縫后兩列光在相遇