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2019-2020年高中物理《13.3 光的干涉》每課一練 新人教版選修3-4 1．從兩只相同的手電筒射出的光，當(dāng)它們?cè)谀骋粎^(qū)域疊加后，看不到干涉圖樣，這是因 為(　　) A．手電筒射出的光不是單色光 B．干涉圖樣太細(xì)小看不清楚 C．周?chē)h(huán)境的光太強(qiáng) D．這兩束光為非相干光源 2．關(guān)于雙縫干涉條紋，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．用同一單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，能觀察到明、暗相間的單色條紋 B．用同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的明條紋距兩縫的距離之差為該單色光波長(zhǎng)的整數(shù)倍 C．用同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的明條紋距兩縫的距離之差一定為該單色光波長(zhǎng)的奇數(shù) 倍 D．用同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的暗條紋距兩縫的距離之差一定為該單色光半波長(zhǎng)的奇 數(shù)倍 圖5 3．如圖5所示，用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，P處為第二暗條紋，改用頻率較低的單色光 重做上述實(shí)驗(yàn)(其他條件不變)時(shí)，則同側(cè)第二暗條紋的位置(　　) A．仍在P處 B．在P點(diǎn)上方 C．在P點(diǎn)下方 D．要將屏向雙縫方向移近一些才能看到 4．如圖6所示是研究光的雙縫干涉的示意圖，擋板上有兩條狹縫S1、S2，由S1和S2發(fā) 出的兩列波到達(dá)屏上時(shí)產(chǎn)生干涉條紋，已知入射激光的波長(zhǎng)為λ，屏上的P點(diǎn)到兩縫S1 和S2的距離相等，如果把P處的亮條紋記作0號(hào)亮紋，由P向上數(shù)，與0號(hào)亮紋相鄰的 亮紋為1號(hào)亮紋，與1號(hào)亮紋相鄰的亮紋為2號(hào)亮紋，則P1處的亮紋恰好是10號(hào)亮紋．設(shè) 直線S1P1的長(zhǎng)度為δ1，S2P1的長(zhǎng)度為δ2，則δ2－δ1等于(　　) 圖6 A．9λ B．10λ C．11λ D．18λ 圖7 5．如圖7所示，實(shí)線表示兩個(gè)相干光源S1、S2發(fā)出光的波峰位置，則對(duì)于圖中的a、b 兩點(diǎn)，________點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)的位置，________點(diǎn)為振動(dòng)減弱的位置． 6．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，入射光的波長(zhǎng)為λ，若雙縫處兩束光的振動(dòng)情況恰好相同，在屏 上距兩縫路程差Δr＝________的地方出現(xiàn)明條紋；在屏上距兩縫路程差Δr＝________ 的地方出現(xiàn)暗條紋．若雙縫處兩束光的振動(dòng)情況恰好相反，在屏上距兩縫路程差Δr＝ ________的地方出現(xiàn)明條紋；在屏上距兩縫路程差Δr＝________的地方出現(xiàn)暗條紋． 圖8 7．如圖8所示，用頻率為f的單色光垂直照射雙縫，在光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)第2條暗條紋， 已知光速為c，則P點(diǎn)到雙縫的距離之差(r2－r1)應(yīng)為多大？ 8．如圖9所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，使用波長(zhǎng)為6.010－7 m的橙色光源照射單縫S， 在光屏中央P處(到雙縫的距離相等)觀察到亮條紋，在位于P點(diǎn)上方的P1點(diǎn)出現(xiàn)第一條 亮條紋中心(即P1到S1、S2的路程差為一個(gè)波長(zhǎng))，現(xiàn)換用波長(zhǎng)為4.010－7 m的紫色光 照射單縫時(shí)，問(wèn)： (1)屏上P處將出現(xiàn)什么條紋？ (2)屏上P1處將出現(xiàn)什么條紋？ 9．如圖10所示， 圖10 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1、S2距離之差為 2.110－6 m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問(wèn)P點(diǎn)是亮條紋還是 暗條紋？ (1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長(zhǎng)為410－7 m. (2)已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為3.1510－7 m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角 為37. (3)若讓A光照射S1，B光照射S2，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象． 參考答案 7. 解析　由光的干涉出現(xiàn)亮、暗條紋的條件可知，當(dāng)?shù)诫p縫的距離之差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)暗條紋，即到雙縫的距離之差r2－r1＝(2k－1)，其中k＝1,2,3…為條紋的級(jí)數(shù)．所以當(dāng)出現(xiàn)第2條暗條紋時(shí)，取k＝2，所以r2－r1＝.又因?yàn)閏＝λf，所以r2－r1＝. 8．(1)亮條紋　(2)暗條紋 解析　(1)從單縫S射出的光波被S1、S2兩縫分成的兩束光為相干光，由題意知屏中央P點(diǎn)到S1、S2距離相等，即分別由S1、S2射出的光到P點(diǎn)的路程差為零，因此是亮條紋中心，因而，無(wú)論入射光是什么顏色的光，波長(zhǎng)多大，P點(diǎn)都是中央亮條紋(也叫零級(jí)亮條紋)的中心． (2)分別由S1、S2射出的光到P1點(diǎn)的路程差剛好是橙色光的一個(gè)波長(zhǎng)，即|P1S1－P1S2|＝6.010－7 m＝λ橙，則兩列光波到達(dá)P1點(diǎn)時(shí)振動(dòng)情況完全一致，振動(dòng)得到加強(qiáng)，因此，出現(xiàn)亮條紋．當(dāng)換用波長(zhǎng)為4.010－7 m的紫色光時(shí)，|P1S1－P1S2|＝6.010－7 m＝λ紫，則兩列光波到達(dá)P1點(diǎn)時(shí)振動(dòng)情況完全相反，即分別由S1、S2射出的光到達(dá)P1點(diǎn)時(shí)相互減弱，因此，在P1點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋． 9．(1)暗條紋　(2)亮條紋　(3)見(jiàn)解析 解析　(1)設(shè)A光在空氣中波長(zhǎng)為λ1，在介質(zhì)中波長(zhǎng)為λ2，由n＝，得λ1＝nλ2＝1.5410－7 m＝610－7 m 根據(jù)路程差Δr＝2.110－6 m，所以N1＝＝＝3.5 由此可知，從S1和S2到P點(diǎn)的路程差是波長(zhǎng)λ1的3.5倍，所以P點(diǎn)為暗條紋． (2)根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sin C＝得n＝＝ 由此可知，B光在空氣中波長(zhǎng)λ2為： λ2＝nλ介＝3.1510－7 m＝5.2510－7 m 由路程差Δr和波長(zhǎng)λ的關(guān)系N2＝＝＝4 可見(jiàn)，用B光做光源，P點(diǎn)為亮條紋． (3)若讓A光和B光分別照射S1和S2，這時(shí)既不能發(fā)生干涉，也不發(fā)生衍射，此時(shí)在光屏上只能觀察到亮光．