1、3.光的干涉1.如图所示是双缝干涉的实验装置,其光屏上P处发现明条纹,则双缝到光屏上P点的距离之差为()A.光波的半波长的奇数倍B.光波的波长的奇数倍C.光波的半波长的偶数倍D.光波的波长的偶数倍解析:在双缝干涉实验中,光屏上某点到双缝的路程差为半波长的偶数倍时,该点为加强点,出现亮条纹;光屏上某点到双缝的路程差为半波长的奇数倍时,该点为减弱点,出现暗条纹。答案:C2.下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是()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.光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D.在光屏上能看到光的干涉图样,但在双缝与光屏
2、之间的空间却没有干涉发生解析:在双缝干涉实验中,单缝的作用是获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动情况,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源,故选项A错误,B正确;在两个相干光源完全相同的情况下,光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗纹,选项C错误;两列光波只要相遇就会叠加,满足相干条件就能发生干涉,所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉,用光屏接收只是为了肉眼观察的方便,故选项D错误。答案:B3.线光源a发出的光波长为480 nm,线光源b发出的光波长为672 nm,则()A.用a做双缝实验,屏上与双缝距离差为s1=1.68 m的P处将出现暗纹B.用b做双缝实验,P处将
3、出现亮纹C.用a做双缝实验,屏上与双缝距离差为s2=1.44 m的Q处将出现亮纹D.用b做双缝实验,Q处将出现亮纹解析:代入数据得s1=1521=1122,即双缝到P点的路程差都为半波长的奇数倍,所以用a、b做实验,P点都将出现暗条纹,A正确,B错误;又因为s2=31=2.142,所以用a做双缝实验时Q点出现亮条纹,用b做实验时Q点不会出现亮条纹,C正确,D错误。答案:AC4.如图所示,用频率为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.c2B.3c2C.3cD.5c2解析:单色光的波长为=c,又P点出现第3级暗条纹,即S2
4、P-S1P=32=3c2,B正确。答案:B5.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 m,若分别用频率f1=5.01014 Hz和f2=7.51014 Hz的单色光垂直照射双缝,则P点出现明、暗条纹的情况是()A.单色光f1和f2分别照射时,均出现明条纹B.单色光f1和f2分别照射时,均出现暗条纹C.单色光f1照射时出现明条纹,单色光f2照射时出现暗条纹D.单色光f1照射时出现暗条纹,单色光f2照射时出现明条纹解析:根据已有波的叠加知识,知与两个狭缝的光的路程差是波长的整数倍处出现亮条纹,与两个狭缝的光的路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹。据=cf可得 1=cf1=31085.0
5、1014 m=0.610-6 m=0.60 m,2=cf2=31087.51014 m=0.410-6 m=0.40 m,即d=0.60 m=1,d2=0.60 m=322=322。由以上分析可知,选项C正确。答案:C6.如图所示是研究光的双缝干涉的示意图,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
6、r2,则r2-r1等于()A.9B.10C.11D.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,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:B7.如图所示,在双缝干涉实验中,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()A.不再产生干涉条纹B.仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P的位置不变C.仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹P的位置略向上移D.仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹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
7、传到双缝的光的频率,由双缝S1、S2射出的仍是相干光,由双缝S1、S2发出的光到达屏上P点下方某点的光程差为零,故中央亮纹下移。答案:D8.在杨氏双缝干涉实验中,由双缝S1、S2发出的光在屏上某点P叠加,若光波波长为=600 nm,P点到S1、S2的距离分别为3.210-2 m和1.110-2 m,则P点将出现亮条纹还是暗条纹?解析:S=3.210-2-1.110-2 m=2.110-2 m,2.110-2 m=n2得n=7104,即2.110-2 m为半波长的偶数倍。故P点将出现亮条纹。答案:亮条纹9.如图所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1和S2的距离
8、之差为2.1 m。今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验,问P点是亮条纹还是暗条纹。 (1)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为410-7 m。(2)已知B光在某种介质中波长为3.1510-7 m,当B光从这种介质射向空气时临界角为37。解析:(1)设光在空气中的波长为1,由于在介质中传播时频率不变,所以由n=12得:1=n2=1.5410-7 m=610-7 m。由光的路程差s=2.1 m=2.110-6 m得:N1=s1=2.110-6610-7=3.5。由此可知,从S1、S2到P点的光程差是半波长的奇数倍。故当A光作光源时,P点处为暗条纹。(2)根据临界角与折射率的关系,sin C=1n,所以n=1sin37=53,所以B光在空气中的波长为3=n2介=533.1510-7 m=5.2510-7 m。由光的路程差和波长的关系:N2=s3=2.110-65.2510-7=4。由此可知,当B光作光源时,P点处为亮条纹。答案:(1)暗条纹(2)亮条纹
