版选修3_4.docx

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1、- 1 -光的干涉(40 分钟)1.下列关于双缝干涉实验的说法正确的是( )A.单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C.频率相同、相位差恒定的两列单色光能够产生干涉现象D.照射单缝的单色光的频率越高,光屏上出现的条纹宽度越宽解析：在杨氏双缝干涉实验中,单缝的作用是获得一个线光源,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源,故选项 A 错误,B 正确;频率相同、相位差恒定的两列光可以发生干涉现象,选项 C 正确;由 c=f 可得 = ,频率越高,波长越短,条纹间距越窄,选项 D 错误。cf答案：BC2.关于光的干涉,下列说法正确的是( )A.只有频

2、率相同的两列光波才能产生干涉B.频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定C.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时,从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹D.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时,从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹解析：发生干涉现象时两列光的频率必须相同,选项 A 正确;频率不同不能产生干涉,而不是干涉不稳定,选项 B 错误;干涉发生时出现亮条纹的条件是路程差是波长的整数倍或者半波长的偶数倍,选项 C 正确;干涉发生时出现暗条纹的条件是路程差是半波长的奇数倍,选项 D 错误。答案：AC3.如图所示,用频率为 f 的单色光垂直照射双缝,

3、在光屏上的 P 点出现第 3 条暗条纹,已知光速为 c,则 P 点到双缝距离之差 S2P-S1P 应为( )- 2 -A. B. C. D.c2f 3c2f 3cf 5c2f解析：单色光的波长为 = ,又 P 点出现第 3 级暗条纹,即 S2P-S1P=3 ,选项 B 正确。cf 2=3c2f答案：B4.某同学自己动手利用如图所示的器材,观察光的干涉现象,其中, A 为单缝屏, B 为双缝屏, C 为像屏。当他用一束阳光照射到 A 上时,屏 C 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,最大的可能是( )A.单缝 S 太窄B.单缝 S 太宽C.S 到 S1

4、和 S2距离不等D.太阳光不能作光源解析：本实验中,单缝 S 应非常窄,才可看作“理想线光源”,也才能成功地观察到干涉现象,移走 B 屏后,在 C 上出现一窄亮斑,说明单缝 S 太宽,故 B 正确,A 错误; S 到 S1和 S2距离不等时,也能出现干涉条纹,但中央不一定是亮纹,C 错误;太阳光可以作光源,屏上将出现彩色条纹,D错误。答案：B5.对两列光波在空中叠加,以下说法正确的是( )A.不同颜色的光有可能发生干涉现象B.不同颜色的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.光的强度相同不一定会发生干涉解析：两列光波叠加是否发生干涉现象关键看

5、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,不同颜色的光频率不同,所以不可能发生干涉现象,故选项 B 正确,A 错误;- 3 -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 正确,D 错误;光的强度相同时频率不一定相同,相位差也不一定恒定,故选项 E 正确。答案：BCE6.如图所示,单色光双缝干涉实验某一时刻的波形,实线表示波峰,虚线表示波谷。在此时刻,介质中 A 点为波峰相叠加点, B 点为波谷相叠加点, A、 B 连线上的 C 点为某中间状态相叠加点。如果把屏分别放在 A、 B、 C 三个位置,那么( )A.A、 B、 C 三个位置都出现亮条纹

6、B.B 位置处出现暗条纹C.C 位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D.以上结论都不对解析：在干涉现象中,所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同,该点的振幅是两列波的振幅之和,而不要理解为该点始终处于波峰或波谷,在某些时刻它也可以位于平衡位置(如题图中 C 点)。所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的,该点的振幅是两列波的振幅之差,如果两列波的振幅相同,则该点始终在平衡位置。对光波而言,该点是完全暗的。答案：A7. 导学号 73884111双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝 S 后,投射到具有双缝的挡板上,双缝 S1和 S2与单缝 S 的距离相等

7、,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上 O 点到两缝的距离相等, P 点是距 O 点最近的第一条亮条纹。已知红光、绿光和蓝光三种色光比较,红光的波长最长,蓝光的波长最短,那么如果将入射的单色光换成红光或蓝光,讨论屏上 O 点及其上方的干涉条纹情况,下列叙述正确的是( )A.O 点出现红光的亮条纹- 4 -B.红光的第一条亮条纹在 P 点的上方C.O 点不出现蓝光的亮条纹D.蓝光的第一条亮条纹在 P 点的上方解析：中央 O 点到 S1、 S2的路程差为零,所以换不同颜色的光时, O 点始终为亮条纹,选项 A 正确,C 错误;波长越长,条纹间距越宽,所以红光的第一条亮条纹在 P 点上方

8、,蓝光的第一条亮条纹在 P 点下方,选项 B 正确,D 错误。答案：AB8.双缝干涉部分实验装置如图所示,调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹。关于干涉条纹的情况,下列叙述正确的是( )A.若将像屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹B.若将像屏向左平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化C.若将像屏向上平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹D.若将像屏向上平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化解析：双缝干涉发生后,并不只在有光屏处有干涉图样,而是在双缝右侧的空间,只要通过双缝后两列光在相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象,并且在新的位置仍很清晰,A、C、D 正确。答案：

9、ACD9.研究光的双缝干涉的示意图如图所示,挡板上有两条狭缝 S1、 S2,由 S1和 S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光的波长为 ,屏上的 P 点到两缝 S1和 S2的距离相等,如果把 P 处的亮条纹记作第 0 号亮条纹,由 P 向上数,与 0 号亮条纹相邻的亮条纹为 1 号亮条- 5 -纹,与 1 号亮条纹相邻的亮条纹为 2 号亮条纹,则 P1处的亮条纹恰好是 10 号亮条纹。设直线S1P1的长度为 r1,S2P1的长度为 r2,则 r2-r1等于( )A.9 B.10 C.11 D.10.5解析：由题设可知,从中央亮条纹 P 算起, P1点处是第 10 号亮条纹的位置

10、,表明缝 S1、 S2到 P1处的距离差 r2-r1为波长的整数倍,且刚好是 10 个波长,所以选项 B 正确。答案：B10. 导学号 73884112 用波长为 的单色光照射单缝 O,经过双缝 M、 N 在屏上产生明暗相间的干涉条纹,如图所示,图中 a、 b、 c、 d、 e 为相邻亮纹的位置, c 为中央亮条纹,则( )A.O 到达 a、 b 的路程差为零B.M、 N 到达 b 的路程差为 C.O 到达 a、 c 的路程差为 4D.M、 N 到达 e 的路程差为 2解析：振动一致的两光源在空间发生干涉,得到亮条纹的条件满足 x=n (n=0,1,2,3,)。答案：BD11.如图所示,在杨氏

11、双缝干涉实验中,激光的波长为 5.3010-7 m,屏上 P 点距双缝 S1和 S2的路程差为 7.9510-7 m。则在这里出现的应是 (选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为 6.3010-7 m 的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将 (选填“变宽”“变窄”或“不变”)。 解析：根据路程差 x=S2P-S1P=7.9510-7 m= 3,故路程差为半波长的奇数倍,故 P 处为暗 2条纹。改用波长为 6.3010-7 m 的激光进行实验,则波长变长,条纹间距变宽。答案：暗条纹 变宽12. 导学号 73884113- 6 -如图所示,在双缝干涉实验中,若用 = 510-

12、7 m 的光照射,屏上 O 点是中央亮条纹,屏上 A 点为第二级亮条纹所在处。若换用 2=410-7 m 的光照射时,屏上 O 点处是什么情况?屏上 A点处又是什么情况?解析：从双缝到屏上 O 点的距离之差,无论用何种频率的光入射,路程差总是零。所以 O 点仍然是亮条纹。从双缝到屏上 A 点的路程差 d=S2A-S1A,用 1光入射时为第二级亮条纹,即 d=2 1,代入数据 d=1010-7 m,这个路程差 1010-7 m 对于 2的光波来说 =2.5,1010-7 m410-7 m即为波长的奇数倍, A 处为暗条纹由于 d=(2k+1) (k=0,1,2,) 2故 1010-7 m=(2k+1) m,即 k=2,410-72当 k=0 时为第一级暗条纹,所以当 k=2 时应为第三级暗条纹。答案：亮条纹 第三级暗条纹