2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册4.3光的干涉 同步练习基础过关(Word版含答案)
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册4.3光的干涉 同步练习基础过关(Word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 351.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-06 12:01:49 | ||
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文档简介
4.3光的干涉新学期同步练习基础过关--2021_2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修一
练习
一、单选题，共8小题
1．如图甲所示，检测加工过程中工件表面的几何形状与设计要求之间的微小差异时，用精密工艺制造的一个精度很高的平面玻璃板（样板），放在被检查平面上面，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被检查平面之间形成一个楔形空气膜。用单色光从上面照射，若被检查平面是平整的，会看到图乙所示的条纹。上述检测主要利用了（ ）
A．光的干涉 B．光的衍射 C．光的偏振 D．光的粒子性
2．在水面下同一深处有两个点光源P、Q，能发出不同颜色的光。当它们发光时，在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光，以下说确的是（ ）
A．P光的频率大于Q光
B．P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长
C．P光在水中的传播速度小于Q光
D．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光条纹间的距离小于Q光
3．在杨氏双缝干涉实验中，绿色平行光源经过双缝后在光屏中间位置附近形成间距相等、明暗相间的绿色亮条纹，下列操作能减小条纹间距的是（ ）
A．减小双缝间距 B．换用红色光源
C．减小光照强度 D．减小光屏到双缝的距离
4．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。如图所示，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示红外线的真空波长，膜对该光的折射率n=2，则所镀薄膜的最小厚度应为（ ）
A．λ B．λ C．λ D．λ
5．如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向由真空从OD面射入玻璃，之后分成两束分别从B、C两点射出（不考虑光在玻璃砖中的反射），其中从B点射出的为a光，从C点射出的为b光。则下列说法正确的是（ ）
A．从B点射出玻璃砖的a光的频率较小
B．将a光和b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较小
C．a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等
D．若将a光和b光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则a光照亮的水面区域大
6．如图所示，两种单色光组成的复合光沿方向射向半圆形玻璃砖（O为圆心），反射光线沿方向，折射光线沿方向，折射光线只有单色光b，则下列说法正确的是（ ）
A．单色光a比b的频率高 B．反射光线方向只有单色光a
C．单色光a在玻璃砖中传播速度比b快 D．经同一干涉装置得到a光的干涉条纹间距比b光大
7．甲、乙两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图、所示，图中有一半圆玻璃砖，O是圆心，是法线，是足够长的光屏。甲单色光以入射角由玻璃砖内部射向点，折射角为。则下列说法正确的是（ ）
A．乙光以入射时一定发生全反射
B．甲光的频率比乙光的频率小
C．甲光在玻璃砖中的临界角满足
D．若绕点逆时针旋转玻璃砖，上一定能接收到甲光
8．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．在真空中a、b、c三色光的传播速度相同
B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从介质中沿某方向射入空气，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
二、多选题，共5小题
9．如图所示，检查精密零件的表面质量，将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面和被检查平面间形成一个楔形空气膜，单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射出两列光波叠加情况，从反射光中看到干涉条纹，根据干涉条纹的形状，来确定工件表面情况，下面关于条纹的说法中正确的是（ ）
A．干涉条纹的产生是由于光在劈尖形空气膜上下两个表面反射形成的两列光波叠加的结果
B．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖方向移动
C．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的另一侧
D．增大薄片的厚度，条纹间距变大
10．利用如图所示的装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，下列说法中正确的是（ ）
A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B．将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D．测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致波长测量值偏小
11．一束复色可见光入射到置于空气中的足够长的、厚度均匀的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示。对于两束单色光，下列说法正确的是（ ）
A．a光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大
B．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
C．用同样装置做光的双缝干涉实验，a光比b光得到的干涉条纹间距大
D．单色光a从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角
12．关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生的干涉现象，下列说法正确的是（ ）
A．干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果
B．若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀的
C．用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射的间距小
D．薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的过能力
13．对于薄膜干涉，下列认识中正确的是（ ）
A．是薄膜前后两个表面反射回来的光叠加的结果
B．暗纹出现的地方，两个表面反射的光在这里是波谷和波谷相遇叠加
C．可以在入射光的同一侧观察薄膜干涉条纹
D．用单色光做光源时，出现平行的明暗条纹，说明整个膜的厚度相同
三、填空题，共3小题
14．在双缝干涉实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距与绿光的干涉条纹间距相比______ （填“＞”、“＜”或“＝”）．若实验中红光的波长为，双缝到屏幕的距离为，测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为，则双缝之间的距离为______．
15．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，用波长为5.30×10－7m的激光，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m．则在这里出现的应是__________（填“明条纹”或“暗条纹”）．
16．1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究光波的性质。菲涅耳利用双面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果，即菲涅耳双面镜干涉实验，实验装置及光路如图所示，将两块边缘磨光的平面镜和的边缘对齐，之后倾斜微小的角度θ，用单色光源S向它们照射，则在双面镜对面的光屏L上会出现干涉条纹（D为遮光板，使光源S发出的光不能直接照射到光屏上，S刚好位于与夹角的角平分线上）。根据实验装置及光路回答下列问题：若增大线光源S到O点的距离，其余条件不变，则屏上相邻两条亮纹（暗纹）中央的距离将______（填“增大”或“减小”）；若换用光子能量较小的单色光，则光屏上相邻两条亮纹（暗纹）中央的距离将______（填“增大”或“减小”）。
四、解答题，共2小题
17．如图所示是双缝干涉实验装置，屏上O点到双缝S1、S2的距离相等．当用波长为0.75μm的单色光照射时，P是位于O上方的第二条亮纹位置，若换用波长为0.6μm的单色光做实验，P处是亮纹还是暗纹？在OP之间共有几条暗纹？
18．用单色光做双缝干涉实验时，已知屏上一点P到双缝的路程差r＝1.5×10－6m，当单色光波长λ1＝0.5μm时，P点将形成亮条纹还是暗条纹？若单色光波长λ2＝0.6μm，此时在中央亮条纹和P点之间有几条暗条纹？
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．A
【详解】
空气薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的。
故选A。
2．B
【详解】
A．在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光，证明此时P光全反射的临界角大于Q光，由全反射临界角公式
说明P光的折射率小于Q光，所以P光的频率小于Q光，故A错误；
B．由题可知，P光的折射率小于Q光，那么P光在水中的传播速度大于Q光，所以P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长，故B正确；
C．由光在介质中的传播速度可知
P光的折射率小于Q光，P光在水中的传播速度大于Q光，故C错误；
D．双缝干涉相邻等宽条纹间距
P光的波长大于Q光的波长，所以P光条纹间的距离大于Q光，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
根据双缝干涉条纹间距公式
可知减小入射光的波长、增大双缝间距，以及减小屏幕与双缝的距离，可以减小条纹的间距，而与光源距离双缝间距，光照强度无关，由于红光的波长大于绿光的波长，可知换用红色激光可以增大条纹间距，故D正确，ABC错误。
故选D。
4．A
【详解】
因为薄膜的厚度为波长的，增透膜两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光中的红外线，从而减少了反射光的能量，故
以λ表示此红外线在真空的波长，其在薄膜中的波长为
解得
因为n=2，故厚度d的最小值为
故选A。
5．C
【详解】
A．由图可知，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的频率较大，A错误；
B．，由干涉条纹间距公式
可知b光的干涉条纹间距较大，B错误；
C．连接B、D；C、D，设，，设玻璃砖半径为R，则有
，
设玻璃砖对a光的折射率为，对b光的折射率为，则有
，
故a光和b光在玻璃砖的传播时间为
，
设复色光从真空射入玻璃砖时的入射角为，则有
，
联立以上各式解得
C正确；
D．a光和b光在水中传播时有
由
可知b光的全反射临界角较大，所以b光照亮的范围大，D错误。
故选C。
6．A
【详解】
AB．沿着OB方向的是a、b的反射光，所以沿OB方向的光是复合光，a光发生了全反射，由
可得a光的折射率比b光的折射率大，则单色光a比b的频率高，故A正确，B错误；
C．由
可得单色光a在玻璃砖中传播速度比b慢，故C错误；
D．由
可得a光的波长比b光的波长小，由
可得经同一干涉装置得到a光的干涉条纹间距比b光小，故D错误。
故选A。
7．C
【详解】
A．对同一种介质，甲的折射率大，设全反射的临界角为，根据
可知甲的临界角小，乙的临界角大，当甲单色光以入射角由玻璃砖内部射向点发生折射时，乙光以入射时一定不会发生全反射，故A错误；
B．根据双缝干涉相邻亮条纹的间距公式
知甲的波长较小，乙的波长较大，所以甲的频率大，乙的频率小，故B错误；
C．对甲光有
可得
故C正确；
D．绕点逆时针旋转玻璃砖，随着的增大，甲光可能会发生全反射，所以上可能接收不到甲光，故D错误。
故选C。
8．A
【详解】
A．在真空中a、b、c三色光的传播速度是相同的，A正确；
B．a、b、c三种色光中，a光的偏折程度最大，棱镜对a光的折射率最大，则a光的频率最大，a光的波长最小，则c光的波长最长，因为双缝干涉条纹的间距与波长成正比，则c光形成的干涉条纹的间距最大，B错误；
C．由图可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，由公式分析可知，a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大，C错误；
D．c光的折射率最小，a光的折射率最大，由临界角公式分析可知，a光的临界角最小，c光的临界角最大，则若让a、b、c三色光以同一入射角，从介质中沿某方向射入空气，b光恰能发生全反射，则c光一定不能发生全反射，D错误。
故选A。
9．AB
【详解】
A．薄膜干涉形成的条纹是空气膜的上下表面的反射光干涉产生的，故A正确；
B．根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故B正确；
C．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的同一侧，故C错误；
D．根据薄膜干涉的现象可知，如果增大薄片的厚度，空气膜的劈角变大，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变小，所以相邻亮条纹间距应变小，故D错误；
故选AB。
10．ABD
【详解】
A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A正确；
B．将滤光片由紫色的换成红色的，波长变长，根据干涉条纹间距Δx＝λ知条纹间距变宽，故B正确；
C．将单缝向双缝移动一小段距离后，条纹间距不变，故C错误；
D．把5个条纹间距数成6个，则Δx减小，根据Δx＝λ，可知波长测量值偏小，故D正确；
故选ABD。
11．AB
【详解】
A．相同入射角，a光的折射角小于b光的折射角，a光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大，选项A正确；
B．a光的频率大于b光，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，选项B正确；
C．由光的双缝干涉实验条纹间隔公式
可知a光比b光得到的干涉条纹间距小，选项C错误；
D．根据
可知单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角，故D错误；
故选AB。
12．AC
【详解】
A．在肥皂薄膜干涉中，薄膜前后两个表面反射的光正好是两个相干光，它们相互叠加形成干涉条纹，A正确；
B．肥皂薄膜在重力作用下，上面薄、下面厚，厚度是变化的，厚度均匀的薄膜是不会出现干涉条纹的，B错误；
C．波长越短的光波，对同一个装置，干涉条纹越窄，绿光的波长小于黄光的波长，所以绿光照射薄膜产生的干涉条纹的间距比黄光照射时的间距小，C正确；
D．出现明、暗条纹的位置与薄膜厚度有关，对于某位置，若光线叠加后加强，则与此等厚度的位置反射光线叠加都加强，从而形成亮条纹，对暗条纹也是一样道理，竖直的肥皂薄膜，其厚度相等的位置在同一水平面上，因此干涉条纹基本上是水平的，D错误。
故选AC。
13．AC
【详解】
A．薄膜干涉是由薄膜前后两个表面反射的光线叠加而成，故A正确；
B．条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果，故B错误；
C．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的同一侧，故C正确；
D．用单色光做光源时，出现平行的明暗条纹，如满足
为明条纹，如满足
为暗纹，这说明整个膜的厚度不同。故D错误。
故选AC。
14．＞
【详解】
双缝干涉条纹间距，红光波长长，所以用红光的双缝干涉条纹间距较大，即
>．条纹间距根据数据可得，根据可得．
【点睛】
双缝干涉实验的条纹间距公式熟记，对于从红光到紫光的波长频率折射率全反射临界角等等要认清变化趋势．
15．暗条纹
【详解】
波长为5.30×10-7m，路程差7.95×10-7m=3×(0.5×5.30×10-7)m，为半波长的奇数倍，故为暗条纹。
16．减小 增大
【详解】
光源S在平面镜和中成虚像和，S发出的光经反射后的光线可看做是从虚像发出的；S发出的光经反射后的光线可看做是从虚像发出的。这两束反射光在光屏上叠加可形成干涉条纹，而和等效于两个相干光源，因此和间的距离相当于双缝间距d，设光源S到O点距离为a，根据几何关系可得
设线段长为L，相邻两条亮纹（暗纹）中央的间距的表达式为
可知当a增大时，屏上相邻两条亮纹（暗纹）中央的间距将减小，当换用光子能量较小的单色光时，波长变长，所以屏上相邻两条亮纹（暗纹）中央的间距将增大。
17．暗纹 有两条暗纹
【详解】
当用波长为λ1=0.75μm单色光时P为O上方第二条亮纹，
所以P到双缝S1、S2的距离差△r=2λ1=2×0.75μm=1.5μm.
改用λ2=0.6μm.的单色光时，路程差△r=λ2，所以P为暗纹，
从O到P路程差由零逐渐增大，必有路程差为和λ2的两点，即OP之间还有两条暗纹．
18．亮条纹，两条
【详解】
由题意，P到双缝的路程差r与λ1的关系为
即路程差是波长的整数倍，所以在P点将形成亮条纹。
P到双缝的路程差r与λ2的关系为
即路程差是半波长的奇数倍，在P点将形成暗条纹，并且在0～范围内，和同样是半波长的奇数倍，所以此时在中央亮条纹和P点之间有两条暗条纹。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
练习
一、单选题，共8小题
1．如图甲所示，检测加工过程中工件表面的几何形状与设计要求之间的微小差异时，用精密工艺制造的一个精度很高的平面玻璃板（样板），放在被检查平面上面，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被检查平面之间形成一个楔形空气膜。用单色光从上面照射，若被检查平面是平整的，会看到图乙所示的条纹。上述检测主要利用了（ ）
A．光的干涉 B．光的衍射 C．光的偏振 D．光的粒子性
2．在水面下同一深处有两个点光源P、Q，能发出不同颜色的光。当它们发光时，在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光，以下说确的是（ ）
A．P光的频率大于Q光
B．P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长
C．P光在水中的传播速度小于Q光
D．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光条纹间的距离小于Q光
3．在杨氏双缝干涉实验中，绿色平行光源经过双缝后在光屏中间位置附近形成间距相等、明暗相间的绿色亮条纹，下列操作能减小条纹间距的是（ ）
A．减小双缝间距 B．换用红色光源
C．减小光照强度 D．减小光屏到双缝的距离
4．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。如图所示，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示红外线的真空波长，膜对该光的折射率n=2，则所镀薄膜的最小厚度应为（ ）
A．λ B．λ C．λ D．λ
5．如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向由真空从OD面射入玻璃，之后分成两束分别从B、C两点射出（不考虑光在玻璃砖中的反射），其中从B点射出的为a光，从C点射出的为b光。则下列说法正确的是（ ）
A．从B点射出玻璃砖的a光的频率较小
B．将a光和b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较小
C．a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等
D．若将a光和b光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则a光照亮的水面区域大
6．如图所示，两种单色光组成的复合光沿方向射向半圆形玻璃砖（O为圆心），反射光线沿方向，折射光线沿方向，折射光线只有单色光b，则下列说法正确的是（ ）
A．单色光a比b的频率高 B．反射光线方向只有单色光a
C．单色光a在玻璃砖中传播速度比b快 D．经同一干涉装置得到a光的干涉条纹间距比b光大
7．甲、乙两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图、所示，图中有一半圆玻璃砖，O是圆心，是法线，是足够长的光屏。甲单色光以入射角由玻璃砖内部射向点，折射角为。则下列说法正确的是（ ）
A．乙光以入射时一定发生全反射
B．甲光的频率比乙光的频率小
C．甲光在玻璃砖中的临界角满足
D．若绕点逆时针旋转玻璃砖，上一定能接收到甲光
8．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．在真空中a、b、c三色光的传播速度相同
B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从介质中沿某方向射入空气，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
二、多选题，共5小题
9．如图所示，检查精密零件的表面质量，将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面和被检查平面间形成一个楔形空气膜，单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射出两列光波叠加情况，从反射光中看到干涉条纹，根据干涉条纹的形状，来确定工件表面情况，下面关于条纹的说法中正确的是（ ）
A．干涉条纹的产生是由于光在劈尖形空气膜上下两个表面反射形成的两列光波叠加的结果
B．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖方向移动
C．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的另一侧
D．增大薄片的厚度，条纹间距变大
10．利用如图所示的装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，下列说法中正确的是（ ）
A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B．将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D．测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致波长测量值偏小
11．一束复色可见光入射到置于空气中的足够长的、厚度均匀的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示。对于两束单色光，下列说法正确的是（ ）
A．a光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大
B．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
C．用同样装置做光的双缝干涉实验，a光比b光得到的干涉条纹间距大
D．单色光a从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角
12．关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生的干涉现象，下列说法正确的是（ ）
A．干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果
B．若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀的
C．用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射的间距小
D．薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的过能力
13．对于薄膜干涉，下列认识中正确的是（ ）
A．是薄膜前后两个表面反射回来的光叠加的结果
B．暗纹出现的地方，两个表面反射的光在这里是波谷和波谷相遇叠加
C．可以在入射光的同一侧观察薄膜干涉条纹
D．用单色光做光源时，出现平行的明暗条纹，说明整个膜的厚度相同
三、填空题，共3小题
14．在双缝干涉实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距与绿光的干涉条纹间距相比______ （填“＞”、“＜”或“＝”）．若实验中红光的波长为，双缝到屏幕的距离为，测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为，则双缝之间的距离为______．
15．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，用波长为5.30×10－7m的激光，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m．则在这里出现的应是__________（填“明条纹”或“暗条纹”）．
16．1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究光波的性质。菲涅耳利用双面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果，即菲涅耳双面镜干涉实验，实验装置及光路如图所示，将两块边缘磨光的平面镜和的边缘对齐，之后倾斜微小的角度θ，用单色光源S向它们照射，则在双面镜对面的光屏L上会出现干涉条纹（D为遮光板，使光源S发出的光不能直接照射到光屏上，S刚好位于与夹角的角平分线上）。根据实验装置及光路回答下列问题：若增大线光源S到O点的距离，其余条件不变，则屏上相邻两条亮纹（暗纹）中央的距离将______（填“增大”或“减小”）；若换用光子能量较小的单色光，则光屏上相邻两条亮纹（暗纹）中央的距离将______（填“增大”或“减小”）。
四、解答题，共2小题
17．如图所示是双缝干涉实验装置，屏上O点到双缝S1、S2的距离相等．当用波长为0.75μm的单色光照射时，P是位于O上方的第二条亮纹位置，若换用波长为0.6μm的单色光做实验，P处是亮纹还是暗纹？在OP之间共有几条暗纹？
18．用单色光做双缝干涉实验时，已知屏上一点P到双缝的路程差r＝1.5×10－6m，当单色光波长λ1＝0.5μm时，P点将形成亮条纹还是暗条纹？若单色光波长λ2＝0.6μm，此时在中央亮条纹和P点之间有几条暗条纹？
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参考答案
1．A
【详解】
空气薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的。
故选A。
2．B
【详解】
A．在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光，证明此时P光全反射的临界角大于Q光，由全反射临界角公式
说明P光的折射率小于Q光，所以P光的频率小于Q光，故A错误；
B．由题可知，P光的折射率小于Q光，那么P光在水中的传播速度大于Q光，所以P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长，故B正确；
C．由光在介质中的传播速度可知
P光的折射率小于Q光，P光在水中的传播速度大于Q光，故C错误；
D．双缝干涉相邻等宽条纹间距
P光的波长大于Q光的波长，所以P光条纹间的距离大于Q光，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
根据双缝干涉条纹间距公式
可知减小入射光的波长、增大双缝间距，以及减小屏幕与双缝的距离，可以减小条纹的间距，而与光源距离双缝间距，光照强度无关，由于红光的波长大于绿光的波长，可知换用红色激光可以增大条纹间距，故D正确，ABC错误。
故选D。
4．A
【详解】
因为薄膜的厚度为波长的，增透膜两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光中的红外线，从而减少了反射光的能量，故
以λ表示此红外线在真空的波长，其在薄膜中的波长为
解得
因为n=2，故厚度d的最小值为
故选A。
5．C
【详解】
A．由图可知，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的频率较大，A错误；
B．，由干涉条纹间距公式
可知b光的干涉条纹间距较大，B错误；
C．连接B、D；C、D，设，，设玻璃砖半径为R，则有
，
设玻璃砖对a光的折射率为，对b光的折射率为，则有
，
故a光和b光在玻璃砖的传播时间为
，
设复色光从真空射入玻璃砖时的入射角为，则有
，
联立以上各式解得
C正确；
D．a光和b光在水中传播时有
由
可知b光的全反射临界角较大，所以b光照亮的范围大，D错误。
故选C。
6．A
【详解】
AB．沿着OB方向的是a、b的反射光，所以沿OB方向的光是复合光，a光发生了全反射，由
可得a光的折射率比b光的折射率大，则单色光a比b的频率高，故A正确，B错误；
C．由
可得单色光a在玻璃砖中传播速度比b慢，故C错误；
D．由
可得a光的波长比b光的波长小，由
可得经同一干涉装置得到a光的干涉条纹间距比b光小，故D错误。
故选A。
7．C
【详解】
A．对同一种介质，甲的折射率大，设全反射的临界角为，根据
可知甲的临界角小，乙的临界角大，当甲单色光以入射角由玻璃砖内部射向点发生折射时，乙光以入射时一定不会发生全反射，故A错误；
B．根据双缝干涉相邻亮条纹的间距公式
知甲的波长较小，乙的波长较大，所以甲的频率大，乙的频率小，故B错误；
C．对甲光有
可得
故C正确；
D．绕点逆时针旋转玻璃砖，随着的增大，甲光可能会发生全反射，所以上可能接收不到甲光，故D错误。
故选C。
8．A
【详解】
A．在真空中a、b、c三色光的传播速度是相同的，A正确；
B．a、b、c三种色光中，a光的偏折程度最大，棱镜对a光的折射率最大，则a光的频率最大，a光的波长最小，则c光的波长最长，因为双缝干涉条纹的间距与波长成正比，则c光形成的干涉条纹的间距最大，B错误；
C．由图可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，由公式分析可知，a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大，C错误；
D．c光的折射率最小，a光的折射率最大，由临界角公式分析可知，a光的临界角最小，c光的临界角最大，则若让a、b、c三色光以同一入射角，从介质中沿某方向射入空气，b光恰能发生全反射，则c光一定不能发生全反射，D错误。
故选A。
9．AB
【详解】
A．薄膜干涉形成的条纹是空气膜的上下表面的反射光干涉产生的，故A正确；
B．根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故B正确；
C．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的同一侧，故C错误；
D．根据薄膜干涉的现象可知，如果增大薄片的厚度，空气膜的劈角变大，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变小，所以相邻亮条纹间距应变小，故D错误；
故选AB。
10．ABD
【详解】
A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A正确；
B．将滤光片由紫色的换成红色的，波长变长，根据干涉条纹间距Δx＝λ知条纹间距变宽，故B正确；
C．将单缝向双缝移动一小段距离后，条纹间距不变，故C错误；
D．把5个条纹间距数成6个，则Δx减小，根据Δx＝λ，可知波长测量值偏小，故D正确；
故选ABD。
11．AB
【详解】
A．相同入射角，a光的折射角小于b光的折射角，a光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大，选项A正确；
B．a光的频率大于b光，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，选项B正确；
C．由光的双缝干涉实验条纹间隔公式
可知a光比b光得到的干涉条纹间距小，选项C错误；
D．根据
可知单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角，故D错误；
故选AB。
12．AC
【详解】
A．在肥皂薄膜干涉中，薄膜前后两个表面反射的光正好是两个相干光，它们相互叠加形成干涉条纹，A正确；
B．肥皂薄膜在重力作用下，上面薄、下面厚，厚度是变化的，厚度均匀的薄膜是不会出现干涉条纹的，B错误；
C．波长越短的光波，对同一个装置，干涉条纹越窄，绿光的波长小于黄光的波长，所以绿光照射薄膜产生的干涉条纹的间距比黄光照射时的间距小，C正确；
D．出现明、暗条纹的位置与薄膜厚度有关，对于某位置，若光线叠加后加强，则与此等厚度的位置反射光线叠加都加强，从而形成亮条纹，对暗条纹也是一样道理，竖直的肥皂薄膜，其厚度相等的位置在同一水平面上，因此干涉条纹基本上是水平的，D错误。
故选AC。
13．AC
【详解】
A．薄膜干涉是由薄膜前后两个表面反射的光线叠加而成，故A正确；
B．条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果，故B错误；
C．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的同一侧，故C正确；
D．用单色光做光源时，出现平行的明暗条纹，如满足
为明条纹，如满足
为暗纹，这说明整个膜的厚度不同。故D错误。
故选AC。
14．＞
【详解】
双缝干涉条纹间距，红光波长长，所以用红光的双缝干涉条纹间距较大，即
>．条纹间距根据数据可得，根据可得．
【点睛】
双缝干涉实验的条纹间距公式熟记，对于从红光到紫光的波长频率折射率全反射临界角等等要认清变化趋势．
15．暗条纹
【详解】
波长为5.30×10-7m，路程差7.95×10-7m=3×(0.5×5.30×10-7)m，为半波长的奇数倍，故为暗条纹。
16．减小 增大
【详解】
光源S在平面镜和中成虚像和，S发出的光经反射后的光线可看做是从虚像发出的；S发出的光经反射后的光线可看做是从虚像发出的。这两束反射光在光屏上叠加可形成干涉条纹，而和等效于两个相干光源，因此和间的距离相当于双缝间距d，设光源S到O点距离为a，根据几何关系可得
设线段长为L，相邻两条亮纹（暗纹）中央的间距的表达式为
可知当a增大时，屏上相邻两条亮纹（暗纹）中央的间距将减小，当换用光子能量较小的单色光时，波长变长，所以屏上相邻两条亮纹（暗纹）中央的间距将增大。
17．暗纹 有两条暗纹
【详解】
当用波长为λ1=0.75μm单色光时P为O上方第二条亮纹，
所以P到双缝S1、S2的距离差△r=2λ1=2×0.75μm=1.5μm.
改用λ2=0.6μm.的单色光时，路程差△r=λ2，所以P为暗纹，
从O到P路程差由零逐渐增大，必有路程差为和λ2的两点，即OP之间还有两条暗纹．
18．亮条纹，两条
【详解】
由题意，P到双缝的路程差r与λ1的关系为
即路程差是波长的整数倍，所以在P点将形成亮条纹。
P到双缝的路程差r与λ2的关系为
即路程差是半波长的奇数倍，在P点将形成暗条纹，并且在0～范围内，和同样是半波长的奇数倍，所以此时在中央亮条纹和P点之间有两条暗条纹。答案第1页，共2页
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