1、第5章光的干涉、衍射和偏振第1节光的干涉课后篇巩固提升必备知识基础练1.(多选)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、振动方向相同的两列单色光能够发生干涉现象D.照射单缝的单色光的波长越小,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y=可知,波长越短,条纹间距越窄,选项D错误。答案BC2.一个半径较大的透明玻璃球体,若截去
2、其上面的一大部分,然后将剩余部分放到标准的水平面上,现让单色光竖直射向截面,如图所示,在反射光中看到的是()A.平行的、明暗相间的干涉条纹B.环形的、明暗相间的干涉条纹C.只能看到同颜色的平行反射光D.一片黑暗解析球面玻璃与平板玻璃间形成的空气膜由中心向外,厚度变化不均匀,故产生不等距的明暗相间的环形干涉条纹,故选项B正确。答案B3.如图所示,用频率为f的单色光垂直照射双缝,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()A.B.C.D.解析单色光的波长为=,又P点出现第3级暗条纹,即S2P-S1P=5,选项D正确。答案D4.某同学自己动手利用如图所示的
3、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.(多选)如图所示,一束白光从左侧射入肥皂薄膜,下列说法正确的是()
4、A.人从右侧向左看,可以看到彩色条纹B.人从左侧向右看,可以看到彩色条纹C.彩色条纹水平排列D.彩色条纹竖直排列解析一束白光射到薄膜上,经前后两个界面反射回来的光相遇,产生干涉现象,我们由左向右看可以看到彩色条纹,故选项A错误,选项B正确;由于薄膜同一水平线上的厚度相同,所以彩色条纹是水平排列的,故选项C正确,选项D错误。答案BC6.如图所示为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B.B位置处出现暗
5、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.(多选)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,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
6、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,蓝光的第一条亮条纹在P点下方,选项B正确,D错误。答案AB关键能力提升练8.(多选)双缝干涉部分实验装置如图所示,调整实验
7、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ACD9.右图是用薄膜干涉法检查平面的平整程度的示意图。其中AB是透明的标准样板,CD是被检查的平面。用单色光从上面竖直地
8、照射下来,从AB上方观察到有明暗相间的条纹,这是由两束反射光叠加形成的。下列说法正确的是()A.两束反射光分别是从AB的上表面和AB的下表面反射的B.两束反射光分别是从AB的上表面和CD的上表面反射的C.两束反射光分别是从AB的下表面和CD的上表面反射的D.如果将右边BD间垫的薄片变薄些,观察到相邻亮条纹间的距离将减小解析AB是等厚的透明样板,CD是不透明的,发生干涉现象是由两者之间的空气膜造成的。明确薄膜干涉的成因后,可知本题选项C正确。垫片变薄后,在同一位置,两束反射光的光程差变小,而相邻亮条纹的光程差是一个波长,由于AB倾角变小,因此相邻亮条纹间的距离应增大。答案C10.如图所示,在双缝
9、干涉实验中,若用=510-7 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=21,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,即为波长的奇数倍,A处为暗条纹由于d=(2k-1)(k=1,2,3,)故1010-7 m=(2k-1) m,即k=3,k为暗条纹的级次,所以当k=3时应为第三级暗条纹。答案亮条纹第三级暗条纹
