?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)生干涉現象．
(2)實驗現象：在屏上得到明暗相間的條紋．
3．出現明暗條紋的判斷
(1)亮條紋：當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”)數倍時，出現亮條紋．
(2)暗條紋：當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”)數倍時，出現暗條紋．
二、干涉條紋和光的波長之間的關系
1．若設雙縫間距為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＝λ.
2．用不同顏色的光進行干涉實驗，條紋間距不同，紅光條紋間距最大、黃光條紋間距比紅光小，用藍光時更?。?br /> 三、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，出現亮條紋，另一些位置，兩列波相互削弱，出現了暗條紋．
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倍或半波長的偶數倍．即：
|PS1－PS2|＝kλ＝2k·(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倍，即：
|PS1－PS2|＝(2k－1)·(k＝1,2,3，…)
k為暗條紋的級次，從第1級暗條紋開始向兩側展開．
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，兩側干涉條紋是彩色條紋．
二、條紋間距與波長的關系
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．
由數學知識可得條紋間距公式為Δx＝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，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，從而復合成白色條紋．兩側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，于是出現亮條紋；在另一些位置，疊加后相互削弱，于是出現暗條紋．
3．形成明、暗條紋的條件
薄膜干涉是經薄膜前后面反射的兩束光疊加的結果．出現亮條紋的位置，兩束光的路程差Δr＝kλ(k＝0,1,2，3…)，出現暗條紋的位置，兩束光的路程差Δr＝λ(k＝0,1,2,3…)．
4．薄膜干涉的應用
(1)檢查平面平整度的原理
光線經空氣薄膜的上、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，則對應條紋提前出現，如果某處凸起，則對應條紋延后出現．
(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，當路程差為半波長的奇數倍時，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（　?。?br /> A．電磁波和機械波的本質是一樣的，都能發(fā)生干涉和衍射現象
B．只要增大入射光強度，就一定能發(fā)生光電效應
C．如果能發(fā)生光電效應，只增大入射光強度，單位時間內逸出的光電子數目不變
D．光的干涉現象中，干涉亮條紋部分是光子到達幾率大的地方
【分析】干涉和衍射現象是波特有的現象；
物質波是概率波，而光子和粒子在空間各處出現的概率受波動規(guī)律支配，概率大的地方，在相等的時間內，單位面積上光子或粒子出現的次數多，反之就少．不要以宏觀觀點中的波來理解德布羅意波；
光電效應的產生條件是入射光的頻率大于極限頻率．
【解答】解：A、概率波是物質波，傳播不需要介質，而機械波傳播需要介質，故概率波和機械波的本質是不一樣的，但是都能發(fā)生干涉和衍射現象，故A錯誤；
B、發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于極限頻率，與光強無關，故B錯誤；
C、如果能發(fā)生光電效應，只增大入射光強度，則光子的密集程度增加，故單位時間內逸出的光電子數目增加，故C錯誤；
D、光波是概率波，故光的干涉現象中，干涉亮條紋部分是光子到達幾率大的地方，故D正確；
故選：D。
【點評】本題考查了實物粒子和光子的波粒二象性，但應該注意，雖所有的微觀粒子都具有波粒二象性，但光子跟電子、質子等粒子還是有很基本的區(qū)別的．光子沒有靜質量，電子、質子等都有靜質量．光子的運動速度永遠是c，電子、質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（　?。?br /> A．雨后的彩虹是光的衍射現象引起的
B．肥皂膜在陽光的照射下呈現彩色是光的干涉現象
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．液晶顯示應用了光的偏振
【分析】雨后天空出現的彩虹是光的折射現象；
皂泡上出現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象引起，故A錯誤；
B、肥皂膜在陽光的照射下呈現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。
【點評】該題考查常見的光現象，掌握折射現象、干涉現象和衍射現象的本質的不同是順利解決此類題目的關鍵，掌握基礎知識即可解題。
隨堂練習
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明暗相間平行單色光的條紋，這種現象最早是牛頓發(fā)現的，因此稱為牛頓環(huán)。以下說法正確的是（　　）

A．牛頓環(huán)的出現是光的衍射現象
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，當光程差為波長的整數倍時是亮條紋，當光程差為半個波長的奇數倍時是暗條紋，牛頓環(huán)的曲率半徑越大，出現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象，呈現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倍有關。而條紋寬窄的差異，則是空氣膜變化率的不同所導致的，變化率越大，光程差半波長的奇偶數倍更替得就越頻繁，使得條紋更加密集，從而是條紋看起來更窄。這里應該結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，
其幾何關系式為：R2＝（R﹣d）2+r2＝R2﹣2Rd+d2+r2，
由于R＞＞d，可以略去d2得：d＝，產生暗環(huán)的條件是：Δx＝（2k+1），
其中k＝0，1，2，3，...為干涉暗條紋的級數；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。
【點評】本題考查光的干涉的特殊現象﹣牛頓環(huán)的知識，理解了牛頓環(huán)的產生機理就可順利解決此類題目，故對物理現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。1834年，洛埃利用平面鏡同樣得到了楊氏干涉的結果，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于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的。某同學將一紅色線狀光源S垂直紙面放置，則（　?。?br />
A．光屏上出現與平面鏡平行的明暗相間的條紋
B．若將光源換為藍色光，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，根據雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式逐個分析。
【解答】解：A、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，該干涉現象可以看成雙縫干涉，故光屏上出現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，根據雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式，若光源換為藍色光，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離平面鏡，L變大，故條紋間距變大，故BCD錯誤。
故選：A。
【點評】解題的關鍵是分析出光源發(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，現使透明標準樣板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對應于A和B處，下列判斷中正確的是（　?。?br />
A．干涉條紋分別由M、N兩板上表面的反射光疊加而產生
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)射光干涉產生的；當兩反射光的路程差（即膜厚度的2倍）是半波長的偶數倍，出現明條紋，是半波長的奇數倍，出現暗條紋，可知薄膜干涉是等厚干涉，即明條紋處空氣膜的厚度相同。
【解答】解：A、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點對應處的薄膜厚度也相同，故D錯誤。
故選：B。
【點評】解決本題的關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光產生的條紋間距比b光的小
D．a、b光由同一介質射入空氣，均發(fā)生全反射，a光的臨界角比b光小
【分析】根據波長越長衍射條紋的間距越大，結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v＝ 得出光在水中傳播速度的大??；根據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。
【解答】解：A、根據波長越長的，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光產生的條紋間距比b光的大，故C錯誤；
D、根據sinC＝知，因a光的折射率較小，則a光從同一介質中射向空氣全反射的臨界角較大，故D錯誤；
故選：A。
【點評】解決本題的關鍵知道波長、頻率、折射率、在介質中的速度、臨界角之間的大小關系，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系是解題的突破口。
綜合練習
一．選擇題（共15小題）
1．（徐匯區(qū)校級月考）光學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（　?。?br /> A．干涉現象 B．衍射現象 C．折射現象 D．反射現象
【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。
【解答】解：增透膜是利用膜的內外表面反射光，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（　?。?br />
A．a光在玻璃磚中的傳播速度更大
B．a光的波長較大
C．a、b兩束單色光經過同一雙縫干涉裝置后，a光產生的相鄰兩個亮條紋的中心間距較小
D．a、b兩束單色光經過同一雙縫干涉裝置后，b光產生的相鄰兩個亮條紋的中心間距較小
【分析】復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，根據側移大小，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，進而可確定傳播速度及雙縫干涉條紋間距大?。?br /> 【解答】解：AB、作出a、b兩束單色光在玻璃磚中的光路圖如下圖所示，

設光在玻璃磚上表面的折射角為r，由圖可知ra＜rb，根據，可知a光在介質中的折射率較大，在介質中傳播的速度較小，波長較小，故A、B錯誤；
CD、由于λa＜λb，根據，可知經過同一雙縫干涉裝置后，a光產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。
【點評】此題關鍵要理解玻璃磚的光學特性，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．根據公式雙縫干涉條紋間距公式比較干涉條紋的間距大?。?br /> 3．（松江區(qū)二模）如圖，a、b分別為兩束波長λa、λb的單色光經過同一實驗裝置得到的圖樣，則（　?。?br />
A．a、b為干涉圖樣，λa＞λb B．a、b為干涉圖樣，λa＜λb
C．a、b為衍射圖樣，λa＞λb D．a、b為衍射圖樣，λa＜λb
【分析】根據公式條紋的間距與波長之間的關系可知，波長越長，衍射條紋的寬度越大；再依據衍射條紋間距不一，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，
當波長越長的，衍射條紋間距越寬，因此a對應光的波長較長；
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（　?。?br /> A．白色 B．紅色 C．紫色 D．彩色
【分析】根據雙縫干涉原理，結合干涉條紋間距公式，及白光是由波長不同的單色光復合而成的，當光程差為零出現亮條紋，從而即可求解。
【解答】解：雙縫干涉中，由于光源是白光，不同色光對應的波長不同，則干涉條紋間距不同，則干涉圖樣出現彩色條紋，對于中央處各色光的光程差均為零，在此處都會出現亮條紋，從而進行疊加，進而出現白色光，故A正確，BCD錯誤；
故選：A。
【點評】考查光的干涉現象，掌握干涉的條件，理解白光是復合光，注意各色光的波長不同，及光程差與波長的關系是確定亮條紋還是暗條紋的依據。
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（　?。?br />
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)傳播的現象就是波的衍射現象；當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)域交替出現說明發(fā)生了干涉現象．
【解答】解：波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現象就是波的衍射現象，故圖甲說明發(fā)生了明顯的衍射現象；
當頻率相同的兩列波相遇時當波程差為波長的整數倍時振動加強，當波程差為半個波長的奇數倍時振動減弱，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，故圖乙是發(fā)生了干涉現象，
綜上所述，故C正確，ABD錯誤。
故選：C。
【點評】考查干涉與衍射的現象，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（　?。?br /> A．3.00×10﹣7m B．3.00×10﹣4m C．2.40×10﹣4m D．2.40×10﹣3m
【分析】根據第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△x＝λ得，d＝＝m＝2.40×10﹣4m，故C正確，ABD錯誤。
故選：C。
【點評】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，在光屏上出現干涉圖樣。改用藍光再次進行實驗，看到的圖樣（　?。?br /> 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，并結合藍光比黃光的波長小，即可判定．
【解答】解：根據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；
改用藍光作為入射光，藍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。
【點評】解決本題的關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系．
8．（東城區(qū)一模）下列現象中屬于光的干涉的是（　?。?br /> 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象，彩虹是散射，倒影是反射，結合光的反射與折射原理來分析即可。
【解答】解：A、陽光照亮水中的魚和水草，是光的反射與折射現象，故A錯誤；
B、通過水面看到烈日的倒影，是光的反射現象，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，是光經過油膜的上下表面之后產生的兩列相干光形成光的干涉所產生的彩色條紋，故D正確。
故選：D。
【點評】物理知識在現實生活中的具體應用是考查的重點，在平時學習中要注意多積累，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（　?。?br />
A．光的干涉 B．光的衍射 C．光的偏振 D．小孔成像
【分析】根據各自光現象的原理，結合題意：夾有空氣的薄冰層，呈彩色花紋，從而即可分析求解。
【解答】解：中間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。
【點評】考查光的干涉、衍射、偏振及小孔成像現象的理解，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（　?。?br />
A．雙縫干涉中也存在光的衍射現象
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的明條紋寬度大
D．同樣條件下，紫光產生的條紋間距大于紅光產生的條紋間距
【分析】干涉中也存在光的衍射現象；根據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的明條紋寬度一樣的，故C錯誤；
D、根據雙縫干涉條紋的間距公式△x＝λ知，當波長越長時，則屏上明暗相間的條紋間距越大，因此同樣條件下，紫光產生的條紋間距小于紅光產生的條紋間距，故D錯誤。
故選：A。
【點評】解決本題的關鍵知道雙縫干涉的條紋間距公式，以及知道干涉與衍射現象的原理．
11．（寧波模擬）下列關于光的現象和解釋說法正確的是（　?。?br /> A．水面上的油膜在太陽光照射下呈現彩色，是光的衍射現象
B．惠更斯原理可以解釋光的反射現象，但不能解釋折射現象
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】水面上油膜呈現彩色花紋是光的薄膜干涉現象；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，呈現彩色條紋，是光的干涉現象，故A錯誤；
B、惠更斯總結了許多有關波的實驗現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，根據公式△x＝λ，如果紅光改為綠光，則波長變短，導致屏上的條紋間距將減小，故D正確。
故選：D。
【點評】考查干涉與衍射現象，掌握干涉的條件，理解惠更斯原理，解決本題的關鍵知道干涉和衍射現象的特點，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；僅將紅光換成藍光，得到另一干涉圖樣。兩圖樣如圖所示，下列說法正確的是（　?。?br />
A．圖甲為紅光干涉圖樣
B．將光屏遠離雙縫，干涉條紋間距減小
C．紅光比藍光更容易發(fā)生衍射現象
D．若藍光照射某金屬時能發(fā)生光電效應，改用紅光照射也一定能發(fā)生光電效應
【分析】依據干涉條紋間距公式△x＝，結合干涉條紋的間距，從而確定光的波長長短，再由波長越長的明顯衍射現象越明顯，最后依據入射光的頻率不低于極限頻率，即可發(fā)生光電效應現象。
【解答】解：A、由題目圖可知，依據干涉條紋間距公式△x＝，圖甲條紋間距較短，而乙圖條紋間距較長，那么圖甲對應光的波長較短，圖乙對應光的波長較長，由于藍光波長小球紅光，因此圖甲為藍光干涉圖樣，故A錯誤；
B、依據干涉條紋間距公式△x＝，當將光屏遠離雙縫，干涉條紋間距增大，故B錯誤；
C、紅光的波長比藍光長，因此更容易發(fā)生衍射現象，故C正確；
D、若藍光照射某金屬時能發(fā)生光電效應，紅光的頻率低于藍光，當改用紅光照射，若其頻率不低于極限頻率，也才一定能發(fā)生光電效應，故D錯誤；
故選：C。
【點評】考查光的干涉、衍射現象，掌握光電效應發(fā)生條件，理解干涉條紋間距公式的內容，注意明顯的衍射現象有條件，而衍射現象沒有條件的。
13．（鼓樓區(qū)校級月考）下列有關光學現象說法正確的是（　　）
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部的情景
D．丁中肥皂膜在陽光下呈現彩色條紋是光的衍射現象
【分析】依據光的全反射原理，結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。
【解答】解：A、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△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部的情景，故C正確；
D、肥皂泡在陽光下呈現彩色條紋是肥皂膜內外反射的光線，相互疊加產生的現象，這是光的干涉現象造成的，故D錯誤。
故選：C。
【點評】考查光的全反射、干涉現象，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的彩色條紋
B．白光通過三棱鏡后在屏上呈現的彩色條紋
C．白光通過一條狹縫后在屏上呈現的彩色條紋
D．雨后空中出現的彩虹
【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)向前傳播的現象．
【解答】解：A、水面上漂浮的油在陽光的照射下呈現的彩色條紋是光經過油膜的上下表面之后產生的兩列相干光形成光的干涉所產生的彩色條紋，故A正確；
B、白光通過三棱鏡后形成彩色光帶，是光的折射現象，故B錯誤；
C、白光通過一條狹縫后在屏上出現彩色條紋，是光的衍射，故C錯誤；
D、雨后天邊出現彩虹是光的色散，故D錯誤。
故選：A。
【點評】解決本題的關鍵知道衍射、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（　?。?br /> 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系．根據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。
【點評】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（　?。?br />
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)左側的把柄向上轉動90°，條紋也會跟著轉動90°
【分析】薄膜干涉為等厚干涉，根據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。
【解答】解：A、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)左側的把柄向上轉動90°，條紋不會跟著轉動，仍在水平方向，故D錯誤。
故選：AB。
【點評】解答本題應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（　?。?br />
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生的
D．彩色的光帶是光的折射產生的
【分析】根據光的折射與反射原理，結合太陽光是復色光，紅光的折射率最小，紫光的折射率最大，從而即可判定。
【解答】解：AB、一束太陽光照射到鏡面上，再經過光的反射與折射，從而射到天花板上，出現彩色的光帶，如下圖所示：

原因是發(fā)生光的折射現象，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象，掌握太陽光是復色光，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，結果在上方觀察到如圖乙所示的同心內疏外密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說法正確的是（　?。?br />
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，當光程差為波長的整數倍時是亮條紋，當光程差為半個波長的奇數倍時是暗條紋。干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均勻變化的。
【解答】解：A、凸透鏡下表面與平板玻璃上表面形成空氣薄膜，干涉現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，導致空氣薄膜不均勻變化，根據光程差為波長的整數倍時是亮條紋，可知，干涉條紋是不等間距的，從同心內疏外密的圓環(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，相當于損失了半個波長，中央都是暗斑，故E錯誤；
故選：ABC。
【點評】理解了該實驗的原理：薄膜干涉，即可順利解決此題，故在學習過程中要深入理解各個物理現象產生的機理是什么。
19．（浙江模擬）2020年12月3日，中國科學技術大學宣布構建了76個光子、100個模式的量子計算原型機“九章”，實現了具有實用前景的“高斯玻色取樣”任務的快速求解。下列關于光的說法中正確的有（　?。?br /> 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．構建“九章”原型機必須能同時準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】彩虹是光的折射現象；全息照相的拍攝利用了光的干涉原理；在微觀領域，具有不確定性，所以不可能同時準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。
【解答】解：A、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、由不確定性關系：知，不可能同時準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，對應的頻率越高，由知，對應的波長越短，由得，對應的動量越大，故D正確．
故選：AD。
【點評】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．麥克斯韋預言了電磁波的存在
B．光的偏振現象說明光波是橫波
C．機械波的頻率越高，在介質中的傳播速度越大
D．在太陽光照射下，水面上的油膜出現彩色花紋是因為光的反射
E．用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用光的干涉現象
【分析】麥克斯韋預言了電磁波，赫茲用實驗證實；偏振現象是橫波的特有現象；機械波的傳播速度由介質決定，與頻率無關；油膜出現彩色花紋是利用光的干涉現象；檢查光學平面的平整程度是利用薄膜干涉現象，從而即可求解．
【解答】解：A、麥克斯韋預言了電磁波的存在，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)生光的偏振現象，故B正確；
C、不同頻率的機械波在同一種介質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象，故D錯誤；
E、用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用了薄膜干涉，屬于光的干涉現象，故E正確；
故選：ABE。
【點評】考查電磁波發(fā)現與證實，知道不同機械波在同一介質中傳播速度相同，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（　?。?br /> A．由v＝λ f 可知機械波的傳播速率由波長和頻率共同決定
B．機械波在經過不同介質的界面時會發(fā)生反射和折射
C．“彩超”利用多普勒效應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”是利用多普勒效應原理；
雙縫干涉條紋間距判定；
油膜呈彩色是光的干涉現象。
【解答】解：A、機械波的傳播速率由介質性質決定，與波的波長和頻率無關，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生的，故E錯誤。
故選：BCD。
【點評】本題考查的知識點是波的干涉、折射和多普勒效應的應用，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（　?。?br />
A．調節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應放上單縫和雙縫
B．測量某條干涉亮紋位置時，應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】根據雙縫干涉條紋的間距公式△x＝λ，結合d和波長的變化判斷條紋間距的變化。
【解答】解：A、調節(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、根據干涉原理，屏上的干涉條紋與雙縫垂平行，故D錯誤；
故選：BC。
【點評】解決本題的關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入空氣時，其折射光束如圖所示．則關于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＝ 分析光在介質中速度關系．依據光的全反射條件：光從光密介質進入光疏介質，且入射角大于或等于臨界角，根據臨界角公式sinC＝；最后根據光的雙縫干涉條紋間距公式，即可求解．
【解答】解：A、根據折射率的定義＝，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、依據光的全反射條件：光從光密介質進入光疏介質，且入射角大于或等于臨界角，根據臨界角公式sinC＝分析知，a光的折射率小，臨界角大，當增大入射角時，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，同學們只要加強對光學基礎知識的學習，就能輕松解答．
24．（興慶區(qū)校級模擬）下列說法正確的是（　?。?br /> A．頻率越高，振蕩電路向外輻射電磁波的本領越大
B．高級照相機鏡頭在陽光下呈現淡紫色是光的偏振現象
C．玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的干涉現象
D．a、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、藍光分別以相同角度斜射向同一平行玻璃磚，光從對側射出時，兩種光的偏轉角都為零，但藍光的側移量更大
【分析】能量大小與頻率有關；
照相機的鏡頭呈現淡紫色是光的干涉現象；
當波長越長時，干涉條紋間距越寬，從而確定頻率的高低，進而得出折射率的大小關系；
根據光的干涉條紋間距公式，結合公式v＝，即可判定；
根據光的折射定律，結合全反射條件，從而即可各項求解．
【解答】解：A、電磁波的能量與頻率有關；振蕩電路的頻率越大，發(fā)射電磁波的本領越大，故A正確；
B、照相機的鏡頭呈現淡紫色是光的干涉現象，因為可見光有“紅、橙、黃、綠、藍、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入鏡頭，一般情況下都是讓綠光全部進入的，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象而產生的，故C錯誤；
D、在干涉條紋間距與波長的關系，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光當作紫光，b光當作紅光，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，根據光路可逆性原理可知，光不可能在對側表面發(fā)生全反射，一定能從對側表面射出玻璃磚。根據光路的可逆性，出射光線與入射光線平行，所以黃光、藍光互相平行，但由于藍光的折射率大，因此其偏折程度較大，故E正確；
故選：ADE。
【點評】考查波的折射與干涉、及偏振的應用，及其區(qū)別，注意波長與條紋間距的關系，理解輻射電磁波的能量與頻率的關系．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，關于豎直的肥皂薄膜上產生光的干涉現象，下列陳述正確的是（　　）

A．干涉條紋的產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、當從肥皂膜前后表面反射的光程差等于半波長奇數倍時，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。
【點評】解答本題應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準的水平面上，現讓單色光豎直射向截面，如圖所示，在反射光中看到的是（　?。?br />
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光，頻率相同，發(fā)生干涉現象，干涉條紋是亮暗相間的同心圓環(huán)，越往外側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。
【點評】理解了該實驗的原理即可順利解決此題，故在學習過程中要深入理解各個物理現象產生的機理是什么．
27．（遼寧二模）下列說法正確的是（　?。?br /> A．只有橫波才能產生干涉，衍射現象
B．均勻變化的磁場產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)是光的干涉產生的
D．由紅光和綠光組成的一細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象，光的波長越大，光的雙縫干涉條紋間距就越大
【分析】根據光從水中射到空氣臨界角大小分析哪種光先消失；
根據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生非均勻變化的電場，從而產生電磁波；
干涉是波特有現象。
【解答】解：A、任意波，只要頻率相同，均能干涉現象；橫波與縱波都可以發(fā)生衍射，故A錯誤；
B、均勻變化的電場產生穩(wěn)定的磁場，穩(wěn)定的磁場不能再產生電場，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。
【點評】本題考查全反射條件，注意紅光與綠光的臨界角關系，理解波的干涉現象與條件，知道電磁波產生的原理，注意均勻變化與非均勻變化的區(qū)別，以及光的衍射現象的應用。
28．（孝南區(qū)校級月考）下列說法中正確的是（　?。?br /> A．如圖是一束復色光進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入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當入射角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】根據折射率和光的傳播速度之間的關系n＝，可知，折射率越大，傳播速度越小，根據圖中的光線關系，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。
根據雙縫干涉條紋的寬度公式分析。
【解答】解：A、根據折射率和光的傳播速度之間的關系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。
【點評】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)射光干涉產生的。以及知道薄膜干涉是一種等厚干涉，同時掌握基礎知識即可解題，平時要注意基礎知識的學習與積累。
29．（京口區(qū)校級月考）關于下列圖的說法正確的是（　?。?br /> 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．由圖可知當驅動力的頻率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)生衍射現象，很小的不透明圓板出現泊松亮斑．
當光源發(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，當光程差為波長的整數倍時呈現亮條紋，當光程差為半個波長的奇數倍時呈現暗條紋．相同的高度肥皂膜的厚度相同，故出現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；當驅動力的頻率f跟固有頻率f0相同時，出現共振現象，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的肥皂膜厚度比較大，而上側的比較薄，相同的高度肥皂膜的厚度相同，故出現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，從而進行相互疊加，達到檢查樣品的平整度的目的，故C正確；
D、由圖可知當驅動力的頻率f跟固有頻率f0相同時，才出現共振現象，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（　?。?br /> A．光在介質中傳播的速度僅由介質本身所決定
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的本身性質與頻率共同決定；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．光的偏振現象說明光是一種橫波；根據光的干涉條紋間距公式，即可求解．
【解答】解：A、光在介質中傳播的速度由介質本身，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，進行光的疊加，形成的干涉條紋。故B正確。
C、根據光的干涉條紋間距公式，可知，紅光的波長長，則紅光干涉條紋的相鄰條紋間距比藍光干涉條紋的相鄰條紋間距大。故C錯誤。
D、光的偏振現象說明光是一種橫波而不是縱波。故D正確。
E、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，即從光密介質射向光疏介質時，一部分光在界面上發(fā)生了全反射，故E正確；
故選：BDE。
【點評】本題是振動和波部分，以選擇題形式考查了全反射、偏振、干涉等現象．
三．填空題（共3小題）
31．（晉江市模擬）用干涉法檢查工作表面的質量，產生的干涉條紋是一組平行的直線，若劈尖的上表面向上平移，如圖（a）所示，則干涉條紋將　不變　；若劈尖角度增大，如圖（b）所示，那么干涉條紋將　變窄　；（以上兩空均選填：變寬、變窄或不變）

【分析】通過下板的上表面與上板的下表面的光線進行光的干涉，當光程差是半波長的偶數倍，出現明條紋，是半波長的奇數倍，出現暗條紋，而劈尖的上表面向上平移一小段距離，會導致亮暗條紋會向前一級移動，而亮暗條紋間距仍不變．若是改變傾角，則改變空氣的厚度，導致條紋間距變化．
【解答】解：要檢查玻璃板上表面是否平整所以干涉形成的條紋是下板的上表面和上板的下表面的反射光干涉產生的．具體為：當兩反射光的路程差（即膜厚度的2倍）是半波長的偶數倍，出現明條紋，是半波長的奇數倍，出現暗條紋，當劈尖的上表面向上平移一小段距離，亮條紋將向劈尖前一級亮條紋移動，但亮暗條紋間距不變；
從空氣膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為△x＝2d，即光程差為空氣層厚度的2倍，當光程差△x＝nλ時此處表現為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的空氣層的厚度差為λ，若劈尖角度增大，導致相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離變?。矢缮鏃l紋間距變小，
故答案為：不變，變窄．
【點評】本題考查了干涉法檢查某塊厚玻璃板上表面是否平整，了解光的干涉原理以及光干涉在生活中的應用后可以進行判斷，注意當夾角變大時，亮暗條紋變窄；若夾角變小，亮暗條紋變寬．
32．（江陰市校級期中）用極微弱的紅光做雙縫干涉實驗，隨著曝光時間的延長，可以先后得到如圖（a）、（b）、（c）所示的圖樣，這里的圖樣　不是　（填“是”、“不是”）光子之間相互作用引起的，實驗表明光波是一種　概率波　（填“概率波”、“物質波”）．

【分析】根據波粒二象性是光的根本屬性，與光子之間的相互作用無關，從而即可求解．
【解答】解：用極微弱的紅光做雙縫干涉實驗，隨著曝光時間的延長，能出現圖示現象，說明不是光子之間的相互作用力引起的，
從而實驗現象說明光波是一種概率波，
故答案為：不是，概率波．
【點評】本題考查光的粒子性與波動性的區(qū)別，并掌握概率波的含義，注意波動性與光子間的相互作用力無關．
33．（周口期末）讓一束光線沿半徑方向射向半圓形玻璃磚，結果在玻璃磚底面上的入射角為0，經折射后射出分為a、b兩束光線。由此可以判定
（1）在玻璃中，a光的傳播速度　小于　b光的傳播速度（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（2）若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則　a　折射光線首先消失（填“a”、或“b”）；
（3）分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距　小于　b光的干涉條紋間距（填“大于”、“小于”或“等于”）。

【分析】根據折射定律公式n＝ 判斷折射率大小，依據sinC＝，來判定折射率與臨界角的關系；
根據v＝ 判斷玻璃中的光速大小；根據c＝λf真空中波長大小；根據公式△x＝λ判斷條紋間距大小。
【解答】解：（1）、光線a的偏折程度大，根據折射定律公式n＝，光線a的折射率大；再根據公式v＝，光線a在玻璃中的傳播速度較小；
（2）、若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a的折射角先達到90°，故先發(fā)生全反射，先消失；
（3）、光線a的折射率大，說明光線a的頻率高，根據c＝λf，光線a在真空中的波長較短；
光線a在真空中的波長較短，根據雙縫干涉條紋間距公式△x＝λ，分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，
故答案為：（1）小于，（2）a，（3）小于。
【點評】本題綜合考查了光的折射、全反射和干涉，關鍵是記住幾個公式：折射率定義公式n＝、光速公式v＝、雙縫干涉條紋間距公式△x＝λ，基礎題目。
四．計算題（共1小題）
34．頻率為6×1014Hz的單色光從S1和S2投射到屏上，并且S1與S2振動相同．若屏上的點P到S1與P到S2的路程差為3×10﹣6m，問P點是亮條紋還是暗條紋？設O為到S1和S2路程相等的點，則PO間（不包括P點和O點的條紋）有幾條暗紋？幾條亮紋？
【分析】根據：c＝λ?v，計算出激光的波長；當光屏上的點到雙縫的光程差是波長的整數倍時，出現明條紋；當光程差是半波長的奇數倍時，出現暗條紋．
【解答】解：根據：c＝λ?v，激光的波長為：
m
光程差是波長的整數倍時，形成明條紋．屏上的點P到S1與P到S2的光程差為：，為整數，則P處出現亮條紋．
O為到S1和S2路程相等的點，則O到S1和S2路程差為0，所以O點也是亮條紋；
根據光屏上出現亮條紋的條件：光程差是波長的整數倍時，出現明條紋，可知從中央亮紋到P點亮紋共7條亮紋，因此PO間有6條暗紋，5條明紋．
答：P處在亮條紋處；PO間有6條暗紋，5條明紋．
【點評】解決本題的關鍵知道波峰與波峰或波谷與波谷疊加，振動加強，波峰與波谷疊加，振動減弱．通過該關系知道形成明條紋或暗條紋的條件

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