2021学年高中物理分层训练十二光的干涉含解析新人教版选修34

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资源描述

-1-分层训练(十二)光的干涉A组:基础达标练1.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,但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生2.真空中,由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上,不会产生干涉现象.这是因为()A.两个光源发出光的频率相同B.两个光源发出光的强度不同C.两个光源的光速不同D.这两个光源是彼此独立的,不是相干光源3.某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象,其中A为单缝屏,B为双缝屏,C为光屏.当让一束阳光照射A屏时,C屏上并没有出现干涉条纹,移走B后,C上出现一窄亮斑.分析实验失败的原因可能是()A.单缝S太窄B.单缝S太宽C.S到S1和S2距离不相等D.阳光不能作为光源4.关于光的干涉,下列说法中正确的是()A.在双缝干涉现象中,相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B.在双缝干涉现象中,把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光,相邻两个亮条纹间距将变宽C.在双缝干涉现象中,将绿光换成红光,相邻两个亮条纹间距将变宽D.在双缝干涉现象中,入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫5.如图所示,用频率为f的单色光垂直照射双缝,在光屏上P点出现第三条暗条纹,已知-2-光速为c,则P点到双缝的距离之差r2-r1应为()A.c2fB.3c2fC.2c3fD.5c2f6.(多选)分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验.已知λ红>λ紫,在屏上得到相邻亮纹间的距离分别为Δx1和Δx2,则()A.Δx1<Δx2B.Δx1>Δx2C.若双缝间距d减小,而其他条件保持不变,则Δx增大D.若双缝间距d减小,而其他条件保持不变,则Δx不变B组:能力提升练7.(多选)如图所示是杨氏双缝干涉实验示意图,其中S1、S2为双缝,D为光屏,实验中观察到屏上O点为中央亮纹的中心,P1为第一级亮纹的中心.若将双缝间的距离变小,其他条件不变,则下列说法正确的是()A.屏上的干涉条纹的间距将变大B.屏上的O点可能出现暗条纹C.屏上的P1位置仍然可能为亮条纹的中心D.屏上的P1位置可能为暗条纹的中心8.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的距离之差为2.1μm.今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验,问P点处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4×10-7m;(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7m,当B光从这种介质射向空气时临界角为37°.-3-分层训练(十二)光的干涉1.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A项错误,B项正确.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条纹,C项错误.两列光波要相遇就会叠加,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D项错误.答案:B2.解析:题中两光源发出的光都是白光,频率不确定,没法比较,选项A错误;光的强度对光的干涉没有影响,选项B错误;光速在真空中是确定的,它对光的干涉也没有影响,选项C错误;不同光源发出的光频率一般不同,所以不会产生干涉现象,这样的光源不是相干光源,选项D正确.答案:D3.解析:双缝干涉中单缝的作用是获得线光源,而线光源可以看成是由许多个点光源沿一条线排列组成的,这里观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽,得不到线光源.故选项B正确.答案:B4.解析:在双缝干涉现象中,相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的,故A错误;入射光的波长越长,相邻两个亮条纹的间距越大,故B错误,C正确;由于各色光条纹间-4-距不同,且红光条纹最宽,紫光条纹最窄,故彩色条纹应为内紫外红,D错误.答案:C5.解析:由题中条件可知,r2-r1=52λ,又因为λ=cf,则可得D项正确.答案:D6.解析:由Δx=ldλ,λ红>λ紫,得Δx1>Δx2.当双缝间距d减小,其他条件不变时,条件间距Δx应增大.故选B、C.答案:BC7.解析:根据公式Δx=ldλ可知,若将双缝间的距离变小,即d变小,其他条件不变,则条纹间距变大,所以P1到双缝的路程差小于一个波长,不可能还是亮条纹的中心,但可能为暗条纹的中心,故A、D正确,C错误;双缝干涉实验中,若将双缝间的距离变小,通过双缝S1、S2的光仍然是相干光,到O点的路程差仍然为零,即屏上的O点仍然为中央亮条纹的中心,B错误.答案:AD8.解析:(1)设光在空气中的波长为λ1,由于在介质中传播时频率不变,所以由n=λ1λ2得λ1=nλ2=1.5×4×10-7m=6×10-7m.由光程差Δδ=2.1μm=2.1×10-6m得N1=Δδλ1=2.1×10-66×10-7=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P点处为暗条纹.(2)根据临界角与折射率的关系,sinC=1n,可得n=1sin37°=53,所以B光在空气中的波长为λ3=nλ2介=53×3.15×10-7m=5.25×10-7m.由光程差和波长的关系:N2=Δδλ3=2.1×10-65.25×10-7=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

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