第5章　光的干涉、衍射和偏振第1節(jié)　光的干涉A級 必備知識基礎(chǔ)練1.(多選)下列關(guān)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2.一個半徑較大的透明玻璃球體,若截去其上面的一大部分,然后將剩余部分放到標(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、明暗相間的干涉條紋B.環(huán)形的、明暗相間的干涉條紋C.只能看到同顏色的平行反射光D.一片黑暗3. 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(yīng)為(　　)A. B. C. D.4.某同學(xué)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(dāng)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)一窄亮斑。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5.(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(lán)光三種色光比較,紅光的波長最長,藍(lán)光的波長最短,那么如果將入射的單色光換成紅光或藍(lán)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(lán)光的亮條紋D.藍(lán)光的第一條亮條紋在P點的上方6.如圖所示,將有肥皂膜的鐵絲圈掛在酒精燈右側(cè),在火焰中分別加入不同金屬元素,火焰會呈現(xiàn)不同的顏色。下列說法正確的是(　　)A.條紋形狀是相互平行的豎直線B.從上向下,條紋的間距越來越小C.紫光的條紋數(shù)比黃光要少一些D.干涉條紋是由一束反射光和另一束入射光疊加產(chǎn)生的B級 關(guān)鍵能力提升練7.(多選)(2023河南南陽中學(xué)高二模擬)利用如圖甲所示的裝置可以測量待測圓柱形金屬絲與標(biāo)準(zhǔn)圓柱形金屬絲的直徑差,T1、T2是標(biāo)準(zhǔn)平面玻璃,A0為標(biāo)準(zhǔn)金屬絲,直徑為D0,A為待測金屬絲,直徑為D。用波長為λ的單色光垂直照射玻璃表面,干涉條紋如圖乙所示,相鄰亮條紋的間距為ΔL。則(　　)A.D與D0相差越大,ΔL越小B.輕壓T1的右端,若ΔL變小,有D<D0C.相鄰亮條紋對應(yīng)的空氣薄膜厚度差為λD.圖乙可能是D與D0相等時產(chǎn)生的條紋8.(多選)雙縫干涉部分實驗裝置如圖所示,調(diào)整實驗裝置使得像屏上可以看到清晰的干涉條紋。關(guān)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9.(2023河北張家口高二期末改編)雙縫干涉的原理圖如圖所示,單縫S0、屏上的P0點均位于雙縫S1和S2的中垂線上,當(dāng)雙縫與屏之間的介質(zhì)為空氣時,屏上P點處是P0上方的第4條暗條紋的中心,屏上P0點與P點間的干涉條紋間距為Δx1。已知入射光在空氣中的波長為λ,空氣中的光速近似為c,雙縫與屏之間的距離為L,則雙縫S1和S2的距離為　　　　。 10.如圖所示,在雙縫干涉實驗中,若用λ=5×10-7 m的光照射,屏上O點是中央亮條紋,屏上A點為第二級亮條紋所在處。若換用λ2=4×10-7 m的光照射時,屏上O點處是什么情況?屏上A點處又是什么情況?  
參考答案第5章　光的干涉、衍射和偏振第1節(jié)　光的干涉1.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Δy=λ可知,波長越短,條紋間距越窄,選項D錯誤。2.B　球面玻璃與平板玻璃間形成的空氣膜由中心向外,厚度變化不均勻,故產(chǎn)生不等距的明暗相間的環(huán)形干涉條紋,故選項B正確。3.D　單色光的波長為λ=,又P點出現(xiàn)第3條暗條紋,即S2P-S1P=5×,選項D正確。4.B　本實驗中,單縫S應(yīng)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)一窄亮斑,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。5.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(lán)光的第一條亮條紋在P點下方,選項B正確,D錯誤。6.B　肥皂膜在重力作用下,從上向下肥皂膜的厚度越來越厚,同一水平面上的各點薄膜厚度相等,產(chǎn)生同一條紋,因此,條紋形狀是相互平行的水平線,A錯誤;薄膜的側(cè)面截面看成梯形,前后兩個面間的夾角為θ,肥皂液的折射率為n,兩相鄰的亮(或暗)條紋間的距離為L,對應(yīng)的薄膜厚度之差Δd==Lsinθ,得L=,入射光波長不變,肥皂液的折射率不變,重力作用下θ變大,則條紋的間距越來越小,B正確;根據(jù)L=,波長越短,條紋越窄,條紋數(shù)越多,因為紫光的波長比黃光的波長短,所以紫光的條紋數(shù)比黃光要多一些,C錯誤;干涉條紋是由膜的前后兩個表面反射的兩列光疊加產(chǎn)生的,D錯誤。7.AB　設(shè)標(biāo)準(zhǔn)平面玻璃之間的夾角為θ,相鄰兩亮(或暗)條紋對應(yīng)的薄膜厚度差為,則有=ΔL,由此可知D與D0相差越大,θ越大,ΔL越小,故A正確;輕壓T1的右端,若ΔL變小,由=ΔL可知θ變大,因為壓的是右端,說明右端直徑小,即有D<D0,故B正確;相鄰亮條紋對應(yīng)的空氣薄膜厚度差為,故C錯誤;當(dāng)D=D0時,光程差相等,則不產(chǎn)生干涉條紋,故D錯誤。8.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(cè)的空間,只要通過雙縫后兩列光在相遇的地方疊加都能發(fā)生光的干涉現(xiàn)象,并且在新的位置仍很清晰,A、C、D正確。9.解析 根據(jù)題意,設(shè)相鄰干涉條紋間距為Δx,則有Δx1=Δx,由公式Δx=λ可得,雙縫S1和S2的距離為d=。答案 10.解析從雙縫到屏上O點的距離之差,無論用何種頻率的光入射,路程差總是零。所以O點仍然是亮條紋。從雙縫到屏上A點的路程差d=S2A-S1A,用λ1光入射時為第二級亮條紋,即d=2λ1,代入數(shù)據(jù)d=10×10-7m,這個路程差10×10-7m對于λ2的光波來說=2.5,即為波長的奇數(shù)倍,A處為暗條紋由于d=(2k-1)(k=±1,±2,±3,…)故10×10-7m=(2k-1)m,即k=3k為暗條紋的級次,所以當(dāng)k=3時應(yīng)為第三級暗條紋。答案亮條紋　第三級暗條紋 

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第1節(jié) 光的干涉

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