《2016-2017学年高中物理第13章光3光的干涉学业分层测评新人教版选修》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2016-2017学年高中物理第13章光3光的干涉学业分层测评新人教版选修(5页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、光的干涉(建议用时:45分钟)学业达标1对两列光波在空中叠加,以下说法中正确的是()A不同的色光有可能发生干涉现象B不同的色光不可能发生干涉现象C光的强度不同有可能发生干涉现象D光的强度不同不可能发生干涉现象E发生不发生干涉现象与光的强度无关【解析】两列光波叠加是否发生干涉现象关键看两列光波是否是相干光,即是否满足频率相同、相位差恒定的条件,不同的色光频率不同,所以不可能发生干涉现象,故B项正确;光的强度不同,但仍有可能满足相干条件,也就是有可能发生干涉现象,故选项C、E正确,D错误【答案】BCE2关于光的干涉,下列说法中正确的是() 【导学号:23570099】A在双缝干涉现象里,相邻两明条
2、纹和相邻两暗条纹的间距是相等的B在双缝干涉现象里,入射光波长变短,相邻两个明条纹间距将变窄C只有频率相同的两列光波才能产生干涉D频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定E频率不同的光不可能叠加【解析】在双缝干涉现象中,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的,入射光的波长越长,相邻两个明条纹的间距越大;两列波产生干涉时,频率必须相同任何两列光波都能叠加【答案】ABC3杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(n为自然数,为光波波长)()A在距双缝的光程差相等的点形成暗条纹B在距双缝的光程差为n的点形成明条纹C在距双缝的光程差为n的点形成明条纹D在距双缝的光程差为的点形成暗条纹E在双缝的光程差
3、相等的点一定出现明条纹【解析】在双缝干涉实验中,当某处距双缝距离之差为波长的整数倍时,即n,n0、1、2、3、这点为加强点,该处出现明条纹;当距离之差为半波长的奇数倍时,即(2n1),n0、1、2、3、这点为减弱点,该处出现暗条纹B、D、E正确【答案】BDE4.如图1335所示,用一束平行的白光经图示装置垂直照到挡光板Q上,板上开两条靠得很近的平行狭缝S1,S2,在屏P上可以看到干涉条纹,O点是屏上到两狭缝距离相等的一点,则干涉条纹是_的,O点是_点. 【导学号:23570100】图1335【解析】不同颜色的光波长不同,白色光含有不同颜色的光,各种色光形成的干涉条纹间距不同,故显示的条纹是彩色
4、的O到S1、S2的距离相同,所以各色光在此处均为亮纹【答案】彩色亮5.煤矿中的瓦斯危害极大,某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率,于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪,其原理如图1336所示:在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B,容器A与干净的空气相通,在容器B中通入矿井中的气体,观察屏上的干涉条纹,就能够监测瓦斯浓度如果屏的正中央O点变为暗纹,说明B中气体一定_瓦斯图1336【解析】如果屏的正中央O变为暗纹,说明从两个子光源到屏的光程差发生变化,所以B中气体一定含瓦斯【答案】含6光通过双缝后在屏上产生彩色条纹,若用红色和绿色玻璃各挡住一缝,则屏上_干涉条纹(填“
5、有”无或“无”)【解析】红光和绿光的频率不同,不能产生干涉现象【答案】无7在双缝干涉实验中,光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差S10.75 m,光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差S21.5 m.若用频率6.01014 Hz的黄光照射双缝,则P点出现_条纹,Q点出现_条纹. 【导学号:23570101】【解析】由光的频率6.01014 Hz,知光的波长c/5107 mP点到双缝S1、S2的距离之差S10.75 m7.5107 m1.5.Q点到双缝S1、S2的距离之差S21.5 m15107 m3,因此,P点出现暗条纹,Q点出现亮条纹【答案】暗亮8如图1337所示,在双缝干涉中,若用15.01
6、07m的光照射,屏上O为中央亮条纹,屏上A为第二级亮条纹所在处,若换用24.0107m的光照射时,屏上O处是什么情况?屏上A处又是什么情况?图1337【解析】屏上O点到双缝的距离之差,无论用何种光做实验,路程差都是0,所以O处仍为亮条纹,此亮条纹为中央亮纹设屏上A点到双缝的距离差为x,因用15.0107 m的光照射时,A处为第二级亮条纹,有x21,但对2的入射光来说xk2,故x211106 mk2k4.0107 m有k2.5,即x为的奇数倍,所以A处为暗条纹,则:x(2n1)(n0,1,2,3,)解得n2,而n0时为一级暗条纹,因n2,所以A处为三级暗条纹【答案】O处为亮条纹A处为三级暗条纹能
7、力提升9某同学利用如图1338所示实验观察光的干涉现象,其中A为单缝屏,B为双缝屏,C为光屏当他让一束阳光照射A屏时,C屏上并没有出现干涉条纹,他移走B后,C上出现一窄亮斑分析实验失败的原因可能是_图1338【解析】双缝干涉中单缝的作用是获得线光源,而线光源可以看做是由许多个点光源沿一条线排列组成的,这里观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽,得不到线光源【答案】单缝S太宽10.如图1339所示,在用单色光做双缝干涉实验时,若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动,还能不能产生干涉现象?如果能,中央亮纹向哪移动? 【导学号:23570102】图1339【解析】本实验中单缝S的作用是形
8、成频率一定的线光源,双缝S1,S2的作用是形成相干光源,稍微移动S后,没有改变传到双缝的光的频率,由S1,S2射出的仍是相干光若单缝S稍微向上移动,则单缝S发出的光到达屏上P点的下方某点的光程差为零,故中央亮纹下移【答案】仍可产生干涉条纹,且中央亮纹P的位置略向下移11.如图13310所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1和S2的距离之差为2.1 m.今分别用A,B两种单色光在空气中做双缝干涉实验,问P点处是亮条纹还是暗条纹?图13310 (1)已知A光在折射率为n1.5的介质中波长为4107m;(2)已知B光在某种介质中波长为3.15107 m,当B光从这
9、种介质射向空气时临界角为37.【解析】(1)设光在空气中的波长为1,由于在介质中传播时频率不变,所以由n得:1n21.54107m6107m.由光程差2.1 m2.1106 m得:N13.5.由此可知,从S1、S2到P点的光程差是半波长的奇数倍,故P点处为暗条纹(2)根据临界角与折射率的关系,sin C,所以n,所以B光在空气中的波长为3n2介3.15107 m5.25107 m由光程差和波长的关系:N24.由此可知,当B光做光源时,P点处为亮条纹【答案】(1)暗条纹(2)亮条纹12如图13311所示,用激光束照射双缝干涉实验装置,后面屏上出现干涉条纹,其中单缝的作用是产生线光源,单缝、双缝应平行放置若将单缝绕中心轴旋转(不超过90)条纹将发生什么变化?若将双缝绕中心轴旋转(不超过90)条纹将发生什么变化? 【导学号:23570103】图13311【解析】在双缝干涉实验中,单缝的作用是形成线光源,双缝的作用是形成振动情况相同的相干光源,当单缝旋转时,双缝被照亮的面积减小,双缝虽然仍能形成相干光源,但由于通过双缝的光能量减少,所以屏上仍能产生干涉条纹,但条纹变暗当双缝旋转时,同样会导致干涉条纹变暗同时,干涉条纹保持与双缝平行,也随双缝的旋转而旋转【答案】见解析.