4.3光的干涉-课后练习（word 含答案）

4.3光的干涉
一、选择题（共15题）
1．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光在空气中的
A．传播速度不同 B．强度不同
C．振动方向不同 D．波长不同
2．在双缝干涉实验中，实验装置如图所示，图中①②③④⑤依次是是光源、滤光片、单缝、双缝、光屏．调整实验装置中的双缝，使两狭缝间的距离增大，则在光屏上看到的条纹（ ）
A．条纹条数变少
B．条纹间距不变
C．条纹间距变大
D．条纹间距变小
3．两个普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为（　　）
A．两个灯亮度不同 B．灯光的波长太短
C．两灯光的振动情况不同 D．电灯发出的光不稳定
4．关于光的干涉，下列说法中正确的是（　　）
A．在双缝干涉现象里，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的
B．在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽
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
5．如图所示为双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏。用单色光从左侧照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹。下列说法正确的是（　　）
A．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小
B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大
C．若换作波长更长的单色光照射，干涉条纹间的距离减小
D．若换作白光照射，光屏上不出现条纹
6．从两只相同的手电筒射出的光，在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为（　　）
A．手电筒射出的光不是平行光
B．干涉图样太细小看不清楚
C．周围环境的光太强
D．这两束光为非相干光
7．下列说法正确的是（ ）
A．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空中，在不断增大入射角水面上首先消失的是绿光
B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现亮条纹，时而出现暗条纹
C．红光的光子能量比紫光光子能量大
D．只有横波才能产生干涉现象
8．如图所示是双缝干涉实验，使用波长为600nm的橙色光照射时，在光屏上的点和点上方的点恰好形成两列相邻的亮条纹。若用波长为400nm的紫光重复上述实验，则点和点形成的明暗条纹情况是
A．点和点都是亮条纹 B．点是亮条纹，点是暗条纹
C．点和点都是暗条纹 D．橙光的相邻亮条纹间距小于紫光的相邻亮条纹间距
9．下列说法正确的是（　　）
A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
B．波源与观察者互相靠近时，接收到的频率会变小
C．在干涉现象中，振动减弱点始终处于平衡位置
D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
10．某同学自己动手利用如图所示器材观察光的干涉现象，当他用一束阳光照射到单缝屏上时，光屏上并没有出现干涉条纹。他移走双缝屏后，光屏上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因，最大的可能性是（　　）
A．单缝S太窄
B．单缝太宽
C．S到S1到S2的距离不等
D．阳光不能作为光源
11．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列选项符合实际应用的是（　　）
A．在光导纤维内传送图像是利用光的色散
B．全息照相是利用光的干涉
C．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振
D．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射
12．如图，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．a、b、c 三色光在真空传播，a 光的波长最短
B．若三种色光在三棱镜发生全反射，则 a 光的临界角最大
C．a、b、c 三色光在玻璃三棱镜中传播，a 光速度最大
D．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
13．双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝和与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距双缝和的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是（　　）
A．O点处是红光的亮条纹 B．O点处不是蓝光的亮条纹
C．红光的第一条亮条纹在P点的上方 D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方
14．下列现象中是由全反射造成的是（ ）
A．露珠在阳光下格外明亮
B．直棒插入水中时,呈现弯折现象
C．海市蜃楼
D．在炎热夏天的柏油马路上远处的路面显格外明亮
E．肥皂泡在阳光下呈彩色条纹
15．下列说法正确的是__________．
A．受迫振动的频率由固有频率和驱动力频率共同决定，当固有频率等于驱动力频率时，振幅最大
B．声波不仅能在空气中传播，也能在液体、固体中传播，但传播速度不一样，空气中传播速度是最大的
C．电磁波是横波，而机械波既有横波又有纵波
D．照相机和望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，膜的上表面与玻璃表面反射光发生干涉
二、填空题
16．白光干涉中央亮纹旁边是颜色是______，红色和紫色的亮纹间距大的是______。
17．用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距______，红光条纹间距最______、黄光条纹间距比红光______，用蓝光时更小。
18．干涉条纹和光的波长之间的关系：
（1）亮条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半个波长的______；
（2）暗条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是半个波长的______。
19．实验过程
（1）观察双缝干涉图样
①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示：
②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光；
③调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿______到达光屏；
④安装单缝和双缝，尽量使缝的______位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝______，二者间距约为5～10cm；
⑤在单缝和光源间放上______，观察单色光的干涉条纹；
（2）测定单色光的波长
①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹；
②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的______，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的______，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第n条亮条纹；
③用刻度尺测量双缝与光屏间距离l（d是已知的）；
④改变双缝间的距离d，双缝到屏的距离l，重复测量。
三、综合题
20．在双缝干涉实验中，钠灯发出波长为589nm的光，在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样。图样上相邻两亮条纹中心间距为0.350cm，则双缝的间距是多少
21．用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm，在距离双缝为1.2 m处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5 mm，试求所用单色光的波长。
22．在杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ=5.89×10-7m，双缝间的距离d=1mm，双缝到屏的距离l=2m，则第1个亮光条到第11个亮条纹的中心为______ 。
23．如图所示，一束频率为f=6×1014Hz的绿光从截面为等腰直角三角形的三棱镜AB面射入棱镜，从AC面射出，方向平行于BC。已知三棱镜对绿光的折射率为n=，不计二次反射。（光在真空中的速度c=3×108m/s）
（1）通过计算在图上作出光束在射出三棱镜前的光路图；
（2）求光束在射出三棱中传播的速度；
（3）用出射光做双缝干涉实验，通过计算判断光屏上到两缝距离之差为Δr=7.5×10-7m的某点处出现的是明条纹还是暗条纹
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
白光包含各种颜色的光，它们的波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹，与其他因素无关。
A. 传播速度不同，故A不符合题意；
B. 强度不同，故B不符合题意；
C. 振动方向不同，故C不符合题意；
D. 波长不同，故D符合题意。
故选D。
2．D
【详解】
根据
可知，使两狭缝间的距离d增大，则会使变小，即条纹间距变小，D正确。
故选D。
3．C
【详解】
一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的。
故选C。
4．C
【详解】
A．在双缝干涉实验中，条纹间距是相等的，选项A错误；
B．根据
可知，当入射光由红光换成紫光时，条纹间距变窄，选项B错误；
CD．只有频率相同的两列波才能产生干涉现象，选项C正确，D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．根据双缝干涉条纹的间距公式知，减小双缝间的距离，即d变小，则干涉条纹间距增大，选项A错误；
B．根据双缝干涉条纹的间距公式知，增大双缝到屏的距离，即L增大，干涉条纹间距增大，选项B正确；
C．根据双缝干涉条纹的间距公式知若换作波长更长的单色光照射，干涉条纹间的距离增大，选项C错误；
D．换作白光照射，光屏上将出现条纹彩色条纹，选项D错误。
故选B。
6．D
【详解】
虽然本题强调两只相同的手电筒，但它们发出的光包含各种频率不同的光，不满足干涉产生的条件，这两束光为非相干光，看不到干涉图样。
故选D。
7．A
【详解】
A．由于红光的频率比绿光的小，所以红光的折射率小，即绿光全反射的临界角小，所以最先消失的为绿光，故A正确；
B．光的双缝干涉，在光屏上的某一位置会始终出现明条纹或暗条纹，并非时明时暗，故B错误；
C．红光的频率比紫光小，则红光的光子能量比紫光光子能量小，选项C错误；
D．波的干涉和衍射现象是波特有的现象，并非只有横波才能产生干涉现象，故D错误．
故选A．
8．B
【详解】
ABC．根据出现明暗条纹的条件可知，点到双缝的路程差为零，一定出现亮条纹。用波长为600nm的橙色光照射时，在光屏上的点和点恰好形成两列相邻的亮条纹，则
解得nm，换用波长为400nm的紫光时有
可知P点是暗条纹，B正确、AC错误；
D．因橙光的波长大于紫光，则根据
可知，橙光的相邻亮条纹间距大于紫光的相邻亮条纹间距，D错误。
故选B。
9．A
【详解】
A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期由周期性外力的周期来决定，与单摆的摆长无关，A正确；
B．当波源与观察者互相靠近时，观察者接收到的波的频率会变大，B错误；
C．在干涉现象中，振动减弱点的振幅是两列波的振幅只差，只有振幅相等时，处于平衡位置，C错误；
D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，D错误。
故选A。
10．B
【详解】
AB．由题意可知，当他用一束阳光照射到A上时，屏C上并没有出现干涉条纹，他移走B后，C上出现一窄亮斑，说明缝的宽度太大，否则会出现衍射条纹，若单缝S太窄，他移走B后，C上出现衍射条纹，而不是一窄亮斑，故A错误，B正确；
C．若S到S1和S2距离不等，仍出现干涉条纹，不过中央亮条纹不在屏与虚线的交点上，故C错误；
D．若太阳光作光源，仍会出现衍射条纹，如今在C上出现一窄亮斑，说明能否作为光源无关，故D错误。
故选B。
11．B
【详解】
A．在光导纤维内传送图像是利用光的全反射，故A错误；
B．全息照相是利用光的干涉，全息摄影采用激光作为照明光源，并将光源发出的光分为两束，一束直接射向感光片，另一束经被摄物的反射后再射向感光片。两束光在感光片上叠加产生干涉，故B正确；
C．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故C错误；
D．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射，故D错误。
故选B。
12．A
【详解】
A．根据光的偏折程度可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，则c光的波长最长，a光波长最短。故A正确。
B．光的折射率最大，由临界角公式分析得知，a光的临界角最小。故B错误。
C．c光的折射率最小，由公式分析得知，三色光在玻璃三棱镜中传播时c光速度最大，故C错误。
D．c光的波长最长，a光波长最短，而干涉条纹的间距与波长成正比，则a光形成的干涉条纹的间距最小，故D错误。
故选A。
13．AC
【详解】
AB．因为O点与双缝间的路程差等于零，可知不管红光或蓝光在该点都会出现明条纹，故A正确，B错误；
CD．根据双缝干涉条纹的间距公式
可知因为红光的波长大于绿光，蓝光的波长小于绿光，则红光的条纹间距大于绿光，蓝光的条纹的间距小于绿光，所用红光的第一条亮纹在P点的上方，蓝光的第一条亮纹在P点的下方，故C正确，D错误。
故选AC。
14．ACD
【详解】
A．露珠在阳光下格外明亮，这是全反射现象，A正确；
B．直棒插入水中时呈现弯折现象，这是光的折射现象，B错误；
C．海市蜃楼是全反射现象，C正确；
D．在炎热夏天的柏油马路上远处的路面显格外明亮是全反射现象，D正确；
E．肥皂泡在阳光下呈彩色条纹，这是薄膜干涉，E错误；
故选ACD。
15．CD
【详解】
A．受迫振动的频率由驱动力的频率决定，选项A错误；
B．声音在空气中的传播速度最小，选项B错误；
C．电磁波是横波，机械波有横波和纵波，选项C正确；
D．照相机和望远镜的镜头前的增透膜作用是让从膜前和膜后（玻璃表面）反射光发生干涉，从而减小反射光来增强透射光，选项D正确．
故选CD。
16． 紫色 红色
【详解】
根据双缝干涉条纹的间距公式知，红光的波长比紫光长，则亮条纹间距较宽，因此白光干涉中央亮纹旁边的颜色是紫色。
17． 不同 大 小
18． 偶数倍 奇数倍
19． 遮光筒轴线 中点 平行 滤光片 中央 中央
【详解】
（1）③调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏；
④安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行，二者间距约为5～10cm；
⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹；
（2）②②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第n条亮条纹；
20．
【详解】
根据双缝干涉实验条纹间距公式有
有
21．3.906×10－7 m
【详解】
由题知
Δx==×10－3 m，l=1.20m，d=0.25×10－3 m
根据公式
Δx=λ
得波长
Δx=m≈3.906×10－7 m
22．1.178×10–2m
【详解】
相邻亮条纹的中心间距
由题意知，亮条纹的数目n=10
解得，代入数据得L=1.178×10–2m
23．（1）见解析；（2）（3）暗条纹
【详解】
（1）设绿光在AC面上的折射角为α，则
得光在BC面上的入射角
r=30°
由几何关系可知，绿光在BC面上的反射角为75°。
因sin75°>，故绿光在BC面上发生全反射，则绿光在AB面上的折射角为30°，入射角为45°。光路图如图所示
（2）由解得
（3）绿光在空气中的波长
由Δr=1.5λ，可知该点出现的是暗条纹