2022學年高中物理 第五章 光的波動性 光的干涉習題 教科版選修3-4

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1、2022學年高中物理 第五章 光的波動性 光的干涉習題 教科版選修3-4 一、選擇題 1．某同學自己動手利用如圖所示器材，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．陽光不能作光源 2．如圖所示，用頻率為f的單色光垂直照射雙縫，在光屏上P點出現(xiàn)第三條暗條紋，已知光速

2、為c，則P點到雙縫的距離之差（r2－r1）應為（ ）． A． B． C． D． 3．如圖所示，在用單色光做雙縫干涉實驗時，若單縫S從雙縫S1、S2的中央對稱軸位置處稍微向上移動，則（ ）． A．不再產(chǎn)生干涉條紋 B．仍可產(chǎn)生干涉條紋，且中央亮紋P的位置不變 C．仍可產(chǎn)生干涉條紋，中央亮紋P的位置略向上移 D．仍可產(chǎn)生干涉條紋，中央亮紋P的位置略向下移 4．下列說法正確的是（ ）． A．用白光做光的干涉實驗時，中央明條紋是彩色的 B

3、．用白光做光的干涉實驗時，中央明條紋是白色的 C．用白光做光的干涉實驗時，偏離中央明條紋較遠的是紫光 D．用白光做光的干涉實驗時，偏離中央明條紋較遠的是紅光 5．兩盞普通白熾燈發(fā)出的光相遇時，我們觀察不到干涉條紋，這是因為（ ）． A．兩盞燈亮度不同 B．燈光的波長太短 C．兩燈光的振動情況不同 D．電燈發(fā)出的光不穩(wěn)定 6．雙縫干涉實驗裝置如圖所示，雙縫間的距離為d，雙縫到像屏的距離為L，調(diào)整實驗裝置使得像屏上可以見到清晰的干涉條紋．關于干涉條紋的情況，下列敘述正確的是（ ）．

4、 A．若將像屏向左平移一小段距離，屏上的干涉條紋將變得不清晰 B．若將像屏向右平移一小段距離，屏上仍有清晰的干涉條紋 C．若將雙縫間的距離d減小，像屏上的兩個相鄰明條紋間的距離變小 D．若將雙縫間的距離d減小，像屏上的兩個相鄰暗條紋間的距離不變 7．利用圖中裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時，有下面幾種說法： A．將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄 B．將濾光片由藍色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬 C．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬 D．換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄

5、 E．去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失，其中正確的是（ ）． 8．對兩列光波在空中疊加，以下說法中正確的是（ ）． A．不同的色光有可能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 B．不同的色光不可能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 C．光的強度不同有可能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 D．光的強度不同不可能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 9．用單色光做雙縫干涉實驗時（ ）． A．屏上到雙縫的路（光）程差等于波長整數(shù)倍處出現(xiàn)明條紋 B．屏上到雙縫的路（光）程差等于半波長整數(shù)倍處，可能是明條紋，也可能是暗條紋 C．屏上的明條紋一定是兩列光波的波峰與波峰相遇的地方 D．屏上

6、的明條紋是兩列光波的波峰與波谷相遇的地方 10．光通過雙縫后在屏上產(chǎn)生彩色條紋，若用紅色和綠色玻璃板分別擋住雙狹縫，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．無干涉條紋 11．如圖所示為雙縫干涉實驗中產(chǎn)生的條紋圖樣，甲圖為用光甲進行實驗的圖樣，a為中央亮條紋．乙為換用另一種單色光乙進行實驗的圖樣，a＇為中央亮條紋，則以下說法正確的是（ ）． A．乙圖條紋較寬，光乙的波長比光甲長 B．乙圖條紋較窄，光乙的波長比光甲長 C．乙圖條紋較寬，光乙的波

7、長比光甲短 D．乙圖條紋較窄，光乙的波長比光甲短 二、填空題 12．（1）如圖所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，光具座上放置的光學元件依次為①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏，對于某種單色光，為增加相鄰亮紋（暗紋）間的距離，可采取或________的方法． 13．利用雙縫干涉測定光的波長實驗中，雙縫間距d=0.4 mm，雙縫到光屏間的距離L=0.5 m，用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖所示，分劃板在圖中A、B位置時游標卡尺讀數(shù)也如圖中所給出，則：

8、 （1）分劃板在圖中A、B位置時游標卡尺讀數(shù)分別為xA=________mm，xB=________mm，相鄰兩條紋間距Δx=________mm； （2）波長的表達式=________（用Δx、L、d表示），該單色光的波長=________m； （3）若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條紋間距將________（填“變大”“不變”或“變小”）． 三、解答題 14．如圖所示，用激光束照射雙縫干涉實驗裝置，后面屏上出現(xiàn)干涉條紋，其中單縫的作用是產(chǎn)生線光源，單縫、雙縫應平行放置．若將單縫繞中心軸旋轉（不超過90°），條紋將發(fā)生什么變化？若將雙縫繞中心軸旋轉（不超過9

9、0°）條紋將發(fā)生什么變化？ 15．如圖所示，在雙縫干涉中，若用1=5.0×10－7 m的光照射，屏上O為中央亮條紋，屏上A為第二級亮條紋所在處．若換用2=4.0×10－7 m的光照射時，屏上D處是什么情況？屏上A處又是什么情況？ 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】B 【解析】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點光源沿一條線排列組成的，這里觀察不到光的干涉現(xiàn)象是由于不滿足相干條件，單縫太寬． 2．【答案】D 【解析】由題中條件可知，，又因為，則可得D項正確．

10、 3．【答案】D 4．【答案】B、D 5．【答案】C 【解析】一般情況下，兩個不同的光源發(fā)出的光或同一個光源的不同部分發(fā)出的光振動情況、頻率往往是不同的．兩盞普通白熾燈發(fā)出的光正是由于振動情況、頻率不同，不是相干光源，所以觀察不到干涉條紋，C項正確． 6．【答案】B 【解析】根據(jù)雙縫干涉相鄰亮紋或暗紋的間距與雙縫間的距離d、雙縫到像屏的距離L之間的關系分析可知，像屏向右平移一小段距離時L變大，條紋間距增大． 7．【答案】A、B、D 【解析】由條紋間距公式，d指雙縫間距離，是雙縫到屏的距離，可知：A項中減小，Δx變??；B項中變大，Δx變大；D項中d變大，Δx變

11、?。蔄、B、D正確． 8．【答案】B、C 【解析】兩列光波疊加是否發(fā)生干涉現(xiàn)象關鍵是看兩列光是不是相干光，與光的頻率、相位、振動方向有關，不同的色光頻率一定不相同，所以不可能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，B項正確．光的強度不同但有可能滿足相干光，若滿足，當然能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，C項正確． 9．【答案】A、B 【解析】在雙縫干涉實驗中屏上到雙縫的路（光）程差等于波長整數(shù)倍處出現(xiàn)明條紋，可能是兩列光波的波峰與波峰或波谷與波谷相遇的地方，A項正確，C項錯誤．屏上到雙縫的路（光）程差等于半波長整數(shù)倍處，可能是半波長的奇數(shù)倍（暗條紋），也可能是半波長的偶數(shù)倍（明條紋），B項正確．兩列光波的波峰與波谷相遇的

12、地方。應是暗條紋，D項錯誤． 10．【答案】D 【解析】紅光和綠光的頻率不同，根據(jù)干涉的條件，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，所以D項正確． 11．【答案】A 【解析】由圖可知，乙圖的條紋寬度比甲圖條紋寬，根據(jù)可知光乙的波長較大，故A項正確． 二、填空題 12．【答案】濾光片 單縫屏 雙縫屏 減小雙縫間距 加長遮光筒 【解析】根據(jù)條紋間距可知欲加大條紋間距，需要減小雙縫間距、加大雙縫到光屏的距離． 13．【答案】（1）11.1 15.6 0.75 （2） 6.0×10－7 （3）變小 【解析】游標卡尺讀數(shù)時：一要注意精確度，二要注意讀數(shù)時主尺讀

13、數(shù)應為游標尺零刻度線所對主尺位置的讀數(shù)：三要注意單位，無論是主尺讀數(shù)還是游標尺讀數(shù)要以mm為單位讀?。绢}中還要注意主尺上的數(shù)字單位是cm，不是mm．從可知，波長越長的光，干涉條紋間距越大．根據(jù)頻率、光速與波長的關系可知，頻率越大的光，波長越短，所以干涉條紋間距越?。? 三、解答題 14．【答案】見解析 【解析】在雙縫干涉實驗中，單縫的作用是形成線光源，雙縫的作用是形成振動情況相同的相干光源。當單縫旋轉時，雙縫被照亮的面積減小，雙縫雖然仍能形成相干光源，但由于通過雙縫的光能量減少，所以屏上仍能產(chǎn)生干涉條紋，但條紋變暗．當雙縫旋轉時，同樣會導致干涉條紋變暗，同時，干涉條紋保持與雙縫平行，也隨雙縫的旋轉而旋轉． 15．【答案】O處為亮條紋，A處為第三級暗條紋．