1、第十三章第三节 基础夯实 一、选择题(14题为单选题，5、6题为多选题)1用一束单色光做杨氏双缝干涉实验，经双缝后光照射到光屏上，可观察到的图象是图中的(D)解析：光的干涉图象是等间距、明暗相间的条纹，故选项D正确。2白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的(D)A传播速度不同B强度不同C振动方向不同D频率不同解析：两侧条纹间距与各色光的波长成正比，不同色光的频率不同、波长不同。这样除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，便形成了彩色条纹。32015年2月24日四川成都隧道发生瓦斯爆炸事故。瓦斯在隧道施工、煤矿采掘等危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折
2、射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。如果屏的正中央O点变为暗纹，说明B中气体(A)A一定含瓦斯B一定不含瓦斯C不一定含瓦斯D无法判断解析：如果屏的正中央O变为暗纹，说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯。4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点到双缝的距离之差r2r1应为(D)ABCD解析：在某点产生暗条纹的条件是：光程差r2r1为半波长的奇数倍。已知P点出
3、现第3条暗条纹，说明r2r1， 由cf得：，则r2r1。5(青州市实验中学2016年高二下学期检测)杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，为光波波长)(BD)A在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B在距双缝的路程差为n的点形成亮条纹C在距双缝的路程差为n的点形成亮条纹D在距双缝的路程差为的点形成暗条纹解析：在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差x为波长的整数倍时，即xk，k0,1,2,3，这些点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差x为半波长的奇数倍时，即x(2k1)，k0,1,2,3，这些点为减弱点，该处出现暗条纹。6关于光的干涉，下列说法中正确的是(BC)A在双缝干涉现象里
4、，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B在双缝干涉现象里，入射光波长变大；相邻两个明条纹间距将变宽C只有频率相同的两列光波才能产生干涉D频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定解析：在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，选项A错误；入射光的波长越长，相邻两个明条纹间距越大，故选项B正确；两列波产生干涉时，频率必须相同，故选项C正确，选项D错误。二、非选择题7在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1和S2的路程差为7.5107m，如果用频率为6.01014Hz的黄光照射双缝，试问：(1)该黄光的波长是多少？(2)试通过计算分析P点出现亮条纹还是暗条纹？答案：(1)
5、5107m(2)暗条纹解析：(1)m5107m；(2)x7.5107m，所以是暗条纹。 能力提升 一、选择题(13题为单选题，4题为多选题)1如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，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)AA、B、C三个位置都出现亮条纹BB位置处出现暗条纹CC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
6、于波峰或波谷，在某些时刻它也可以位于平衡位置(如图中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。本题中，A、B、C三点总是振动加强的点，屏上对应出现的都是亮条纹。另外，要特别注意波谷与波谷相遇的点(图中B点)振动也是加强的，不要以为B点是暗的。2如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示意图，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号亮纹，由P向上数与0
7、号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，设P1处的亮纹恰好是10号亮纹，直线S1P1的长度为r1，S2P1的长度为r2，则r2r1等于(B)A5B10C20D40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，表明缝S1、S2到P1处的距离差r2r1为波长的整数倍，且刚好是10个波长，所以选项B正确。3在杨氏双缝干涉实验中，如果不用激光光源而用一般的单色光源，为了完成实验可在双缝前边加一单缝获得线光源，如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则(D)A不再产生干涉条纹B仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P
8、的位置不变C仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置向上移D仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移解析：本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动S后，没有改变传到双缝的光的频率，由S1、S2射出的仍是相干光，由单缝S发出的光到达屏幕上P点下方某点光程差为零，故中央亮纹下移。4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(BD)AO到达a、b的路程差为零BM、N到达b的路程差为CO到达a、c的路程差为4DM、N到达e的路程差为2解析：振动一致的两光源在空间
9、发生干涉，得到亮条纹的条件满足xn(n0,1,2,3)。故B、D正确。二、非选择题5(苏北教育联合体2015年高二下学期联考)如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30107m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95107m，则在这里出现的应是_暗条纹_(选填“明条纹”或“暗条纹”)，现改用波长为6.30107m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_变宽_(选填“变宽”“变窄”或“不变”)。解析：由于1.5，路程差是半波长的奇数倍，是暗条纹。若改用更大波长的光做双缝干涉，由于相邻条纹间距与波长成正比，故条纹间距变宽。6光纤通信是70年代以后发展起来的新兴技术，
10、世界上许多国家都在积极研究和发展这种技术。发射导弹时，可在导弹后面连一根细如蛛丝的光纤，就像放风筝一样，这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间，起着双向传输信号的作用。光纤制导的下行光信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为0.85m的单色光。上行光信号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为1.06m的单色光。这种操纵系统通过这根光纤向导弹发出控制指令，导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标。根据以上信息，回答下列问题：(1)在光纤制导中，上行光信号在真空中波长是多少？(2)为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光？(已知光纤纤芯的折射率为1.47)答案：(1)1.56m(2)见解析解析：(1)设信号频率为f，真空中的波长为0，c0f，光在纤芯中的频率仍为f，波长为，则光在纤芯中的速度vf，又n，可以得出：0n1.471.06m1.56m。(2)上行光信号和下行光信号的频率相同，将发生干涉现象而互相干扰。