4.3 光的干涉 同步练习（word版含答案）

4.3 光的干涉
一、单选题
1．一束复色光射到三棱镜的O点，色散后在光屏上形成两条光束，分别记录为a光和b光， 如图所示，下列说法正确的是（　 　）
A．入射光以O点为轴顺时针转动，光屏上a光先消失
B．a光的折射率大于b光的折射率
C．在真空中，a光的速度大于b光的
D．在同一双缝干涉装置中，a光产生的干涉条纹比b光的宽
2．如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分为a、b两束。则下列说法错误的是（　　）
A．a、b两束光相比较，在真空中a光的波长较长
B．在水中a光的速度与b光的一样大
C．若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，b光先消失
D．用同一双缝干涉实验装置分别用a、b光做实验，a光干涉相邻条纹间距大于b光干涉相邻条纹间距
3．1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源。S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜M反射在光屏上，最终在光屏上得到明暗相间的干涉条纹。设光源S到平面镜的距离和到光屏的距离分别为a和l，光的波长为。则下列说法正确的是（　　）
A．实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光
B．实验中，单色光的波长越短，干涉条纹越宽
C．光源到平面镜距离a越大，干涉条纹越宽
D．只改变光源到光屏的距离l，不能改变干涉条纹的宽度
4．由a、b两种光组成的复色光从玻璃射入空气时形成如图所示的光路图，已知出射光线只有b光。下列说法正确的是（　　）
A．反射光线中只包含a光
B．a光的折射率大于b光的折射率
C．a光在真空中的传播速度小于b光在真空中的传播速度
D．a、b两种光经同一装置完成双缝干涉实验，a光形成的干涉条纹间距大于b光形成的干涉条纹间距
5．下列说法正确的是（　　）
A．单色光在介质中传播时，介质的折射率越大，光的传播速度越小
B．薄膜干涉中，肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化
C．同一个双缝干涉实验中，蓝光产生的干涉条纹间距比红光的大
D．一束光从空气射入水中，如果入射角大于或等于临界角，就会产生全反射现象。
二、多选题
6．如图所示，一束复合光垂直玻璃砖界面进入球形气泡后分为a、b两种色光，下列说法正确的是（　　）
A．玻璃砖的气泡缺陷处显得更亮是光的全反射现象
B．a光的频率比b光的频率大
C．若保持复合光的方向不变仅将入射点上移，则a光最先消失
D．若让a、b两种色光通过同一双缝干涉装置，则a光形成的干涉条纹的间距更大
7．如图所示，两束单色光从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是（　　）
A．a光在水中的传播速度比b光慢
B．在水中a光的临界角大于b光的临界角
C．用同一单缝衍射实验装置分别以光做实验，b光的衍射现象更明显
D．若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是b光
E．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
8．将精度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的右端垫薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．干涉条纹是样板的下表面和被检查工件的上表面的反射光干涉形成的
B．眼睛应从入射光的另一侧观测干涉条纹
C．图乙条纹弯曲处对应着被检查平面处有凸起
D．增大薄片的厚度，条纹间距增大
9．对下列现象解释正确的是（　　）
A．图甲中全息照相利用了光的干涉原理
B．图乙中光的色散现象利用了光的衍射原理
C．图丙中水流导光利用了光的全反射原理
D．图丁中照相机镜头表面镀有增透膜利用了光的干涉原理
三、填空题
11．薄膜干涉
（1）薄膜干涉中的获得光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面______的光是由同一个光波分解而成的，它们具有相同的______、恒定的相位差及振动方向；
（2）薄膜干涉的原理
光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的______不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现______条纹；在另一些位置，两列波叠加后相互削弱，于是出现______条纹。
12．水平放置的单色线光源S发出的光有一部分直接射到竖直光屏上，一部分通过水平放置的平面镜反射后射到屏上，这两列光相遇时发生干涉形成明暗相间的条纹。若将屏向右平移，则相邻明条纹间距________（选填“增大”“减小”或“不变”）；若将线光源S向下平移，则相邻明条纹间距________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
四、解答题
13．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上点P的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，试分析判断点P应出现亮条纹还是暗条纹？分别为第几条亮条纹或暗条纹？
14．频率为6×1014Hz的激光从S1和S2投射到屏上，若屏上的点P到S1与到S2的路程差为3×10－6m，那么点P处是亮条纹还是暗条纹？设O为到S1和S2的路程相等的点，则PO间有几条暗条纹、几条亮条纹？(不含O、P两点处)
15．用氦氖激光器进行双缝干涉实验，将装置放入折射率为的某种油中来进行干涉实验，测得双缝间距离，双缝到屏的距离，已知氦氖激光器发出的红光在空气中的波长为，问这时屏上的条纹间距是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由图可知，a光的偏折程度较小，根据折射率公式可得a光折射率小于b光折射率，当入射光以O点为轴顺时针转动，光屏上b光先消失，AB错误；
C．光在真空中的传播速度相同，C错误；
D．由于a光折射率小于b光折射率，所以a光的波长大于b光波长，由公式
可知，a光产生的干涉条纹比b光宽，故D正确；
故选D。
2．B
【解析】
【详解】
B．由图可知，b光的偏折程度较大，故水对b光的折射率较大，由可知，在水中b光的速度较小，B错误，符合题意；
A．b光的折射率较大，频率较高，由可知，在真空中b光的波长较短，A正确，不符合题意；
C．由于b光的折射角总是较大，若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，b光先消失，C正确，不符合题意；
D．a光波长较长，由
可知，用同一双缝干涉实验装置分别用a、b光做实验，a光干涉相邻条纹间距大于b光干涉相邻条纹间距，D正确，不符合题意。
故选B。
4．A
【解析】
【详解】
A．根据题意画出光路图
如图所示，S发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像发出的光）是同一列光分成的，满足相干光条件。所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，故A正确；
BCD．该干涉可看成双缝干涉，设S与的距离为d，则
S到光屏的距离为l，代入双缝干涉公式
可得
可知越短，越小，条纹越窄；越大，越小，条纹越窄；改变距离l可以改变，可以改变条纹宽度；故BCD错误。
故选A。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．反射光线中包含a光和b光，A错误；
BC．由光路图可知b光的临界角大于a光的临界角，根据
可得，a光的折射率大于b光的折射率。无论何种光，在真空中的传播速度均为c， C错误B正确；
D．a光的折射率大于b光的折射率，则a光的波长小于b光的波长，双缝干涉条纹实验中，条纹间距公式为
可得a光形成的干涉条纹间距小于b光形成的干涉条纹间距，D错误。
故选B。
6．A
【解析】
【详解】
A．根据公式
易知，单色光在介质中传播时，介质的折射率越大，光的传播速度越小。故A正确；
B．薄膜干涉中，肥皂膜从形成到破裂，肥皂膜的厚度会发生变化，即发生干涉的两列光的路程差会发生变化，所以条纹的宽度和间距会发生变化。故B错误；
C．根据公式
蓝光的波长小于红光的波长，所以同一个双缝干涉实验中，蓝光产生的干涉条纹间距比红光的小。故C错误；
D．当光从空气射入水中，不会发生全反射，因为不满足光的全反射条件，即光从光密介质进入光疏介质。故D错误。
故选A。
7．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．玻璃砖的气泡缺陷处显得更亮是光的全反射现象，故A正确；
B．由题图知，两种色光射向气泡时，玻璃对a光的偏折程度较大，因此a光的折射率较大，则a光的频率比b光的频率大，故B正确；
C．因a光的折射率较大，由
sinC＝
知，a光的全反射临界角较小，由图可知，a光从玻璃砖射向气泡的入射角与b光相同，若保持复合光的方向不变仅将入射点上移，则a光最先达到全反射的条件，从而a光最先消失，故C正确；
D．让a、b两种色光通过同一双缝干涉装置，因a光的折射率较大，其波长较短，根据干涉条纹间距公式
则b光形成的干涉条纹的间距更大，D错误。
故选ABC。
8．BDE
【解析】
【详解】
A．由光路图可知，a光在水中的偏折程度较小，则折射率较小，根据
可知，a光在水中的传播速度比b光快，A错误；
B．根据公式
可知，在水中a光的临界角大于b光的临界角，B正确；
C．因a光的频率小，波长大，则用同一单缝衍射实验装置分别以、光做实验，a光的衍射现象更明显，C错误；
D．因a光的临界角较大，若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是b光，D正确；
E．因a光的频率小，波长大，根据
可知，用同一双缝干涉实验装置分别以、光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，E正确。
故选BDE。
9．AC
【解析】
【详解】
A．干涉条纹是样板的下表面和被检查工件的上表面的反射光干涉形成的，故A正确；
B．干涉发生在样板上侧，所以眼睛应从入射光的一侧观测干涉条纹，故B错误；
C．图乙条纹弯曲处，表明k级条纹在原有k+1级条纹位置滞后出现，即此处光程差变小，空气膜厚度变小，对应着被检查平面处有凸起，故C正确；
D．增大薄片的厚度，在被检查平面同一位置处光程差增大，对应干涉级数增大，而此位置到首级干涉条纹的距离不变，所以条纹间距减小，故D错误。
故选AC。
10．ACD
【解析】
【详解】
A．图甲中全息照相利用了光的干涉原理，故A正确；
B．图乙中光的色散现象利用了光的折射原理，故B错误；
C．图丙中水流导光利用了光的全反射原理，故C正确；
D．图丁中照相机镜头表面镀有增透膜利用了光的干涉原理，故D正确。
故选ACD。
11． 反射 频率 路程差 亮 暗
12． 增大 增大
【解析】
光路如图；
如果S被视为其中的一个缝，S经平面镜成的像S′相当于另一个“缝”；根据可知，若将屏向右平移，则l变大，则相邻明条纹间距增大；若将线光源S向下平移，则d减小，则相邻明条纹间距增大。
13．用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹
【解析】
【详解】
如图所示，双缝S1、S2到光屏上任一点P的路程差Δr＝S2S2′，当Δr等于单色光波长的整数倍时，S2和S1同时到达波峰或波谷，由S1和S2发出的光在点P互相加强，点P出现亮条纹；当Δr等于单色光半个波长的奇数倍时，若S2到达波峰(波谷)，则S1到达波谷(波峰)，这样由S1和S2发出的光在点P互相抵消，点P出现暗条纹．
频率为f1的单色光波长
λ1＝＝＝0.6×10－6m＝0.6μm
频率为f2的单色光波长
λ2＝＝＝0.4×10－6 m＝0.4μm
可见
Δr＝λ1，Δr＝λ2
可见，用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹．
14,亮条纹，6条暗条纹，5条亮条纹
【解析】
【详解】
单色光的波长
路程差为3×10－6m，
即路程差是半波长的偶数倍，P点出现亮条纹，而O点处为中央亮条纹。所以在PO间有5条亮条纹，6条暗条纹。
15．
【解析】
【分析】
【详解】
设光在这种油中的波长为，由
解得
而光的频率与介质无关，则有
又因
联立以上各式解得
则实验中干涉条纹间距为
答案第1页，共2页