4.4光的干涉同步训练(Word版含答案)

4.4光的干涉
一、选择题（共15题）
1．如图所示检查下方玻璃板上表面是否平整，单色光从上面照射会产生条纹，这是利用了光的（ ）
A．圆孔衍射
B．单缝衍射
C．双缝干涉
D．薄膜干涉
2．下列关于光的现象和解释说法正确的是（　　）
A．水面上的油膜在太阳光照射下呈现彩色，是光的衍射现象
B．惠更斯原理可以解释光的反射现象，但不能解释折射现象
C．两个完全相同的小灯泡发出的光相遇时会发生干涉
D．在杨氏双缝实验中，如果仅把红光改成绿光，则条纹间距将减小
3．关于光的现象，下列说法正确的是（　　）
A．波源与观察者发生相对运动时，声波会产生多普勒效应，光波不会产生多普勒效应
B．无影灯利用的是光的衍射原理
C．阳光下肥皂泡呈现彩色是光的薄膜干涉现象
D．雨后的彩虹是光的干涉现象
4．下列关于光现象的解释正确的是（　　）
A．两个完全相同的小灯泡发出的光相遇时会发生干涉
B．水面上的油膜在太阳光照射下呈现彩色，是光的干涉现象
C．荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠将光会聚而形成的
D．在杨氏双缝实验中，如果仅把红光改成绿光，则干涉条纹间距将增大
5．如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样．现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是（ ）
A．①③ B．①④ C．②④ D．只有③
6．如图所示，不同波长的两单色光a、b沿同一方向从空气射向半圆形玻璃砖，入射点O在直径的边缘，折射光线分别为OA、OB，则（　　）
A．a单色光的频率比b单色光的频率小
B．当a、b两束光由玻璃射向空气中，a光临界角比b光临界角大
C．在玻璃砖中a单色光从O到A的传播时间不等于b单色光从O到B的传播时间
D．用a、b两束光在相同条件下做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光小
7．两束单色光a和b沿如图所示方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，已知a光在底边界面处发生了全反射，两束光沿相同方向射出，则（ ）
A．在玻璃砖中，a光的速度比b光的小
B．在真空中，a光的波长大于b光的波长
C．分别用a和b在相同条件下做单缝衍射实验，a光的中央亮纹比b光的宽
D．分别用a和b在相同条件下做双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光的大
8．利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法，其中不正确的是（　　）
A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄
B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变
C．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变宽
9．如图所示，将激光束照在双缝上，光屏上会出现明暗相间的光的干涉条纹，如果想要增大条纹间的距离，可以采用的方法是（　　）
A．增大激光的频率 B．增大双缝到屏的距离
C．增大双缝之间的距离 D．增大激光器到双缝的距离
10．如图所示，直线OO′与上下表面平行的玻璃砖垂直且与其上表面交于N点。a、b为两束不同频率的单色光，以45°的入射角射到玻璃砖的上表面，入射点A、B到N点的距离相等，经折射后两束光相交于图中的P点。下列说法正确的是
A．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C．同时增大入射角(始终小于90°)，则a光在下表面先发生全反射
D．对同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽
11．一个透明均匀玻璃圆柱的横截面如图所示，一束由a、b两种单色光组成的复色光从A点射入，分成两束分别从B、C射出，则下列说法正确的是（　　）
A．a光的折射率大于b光的折射率
B．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C．b光射出玻璃时可能会发生全反射
D．a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距较大
12．O1O2是圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P，根据该光路图，下列说法正确的是（　　）
A．在该玻璃体中，A光比B光的运动时间长
B．在真空中A光的速度比B光的大
C．B光的频率比A光的频率高
D．用同一装置做双缝干涉实验时B光产生的条纹间距比A光的大
13．如图所示，一束光斜射向水面，入水后分成a、b两束，下列说法正确的是(　　)
A．a光比b光更容易发生衍射现象
B．a光的频率大于b光的频率
C．在水中a光的速度比b光的速度小
D．当a、b两种光从水射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角
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
14．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照射物品产生的热效应大大降低，因而广泛地应用于博物馆、商店等处，这种灯能降低热效应的原因之一，是在灯泡后面放置的反光镜表面上镀了一层薄膜（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，以表示红外线在该薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度可能是（ ）
A． B． C． D．
15．在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入空气泡，A为入射点，之后a、b光分别从C、D点射向介质，如图所示。已知A点的入射角为，介质对a光的折射率，下列判断正确的是（　　）
A．a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏向角为
B．在该介质中，光传播速度
C．光从该介质射向空气发生全反射时，临界角
D．a、b光分别通过同一双缝干涉装置时，屏上相邻两干涉条纹的间距
二、填空题
16．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（从中央亮条纹往上数），已知光速为c，则P点到双缝的距离之差应为______。
17．如图所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）．则在下面的四个图中说明：
（1）干涉图样的是________（填A ．B ．C ．D）
（2）衍射图样的是________（填A ．B ．C ．D）
（3）从左到右的色光ABCD顺序是________．
18．如图是半圆形玻璃砖截面，A是半圆弧上一点，O是圆心，BC是直径。一束复色光沿AO方向入射，经BC折射后分成a、b两束，光束a与BC面的夹角为45°。光束b与BC面的夹角为30°，则光束a、b在玻璃砖中从A到O的传播时间之比为________，临界角的正弦值之比为________；当用a、b两束光分别照射同一缝干涉装置的双缝时，光束________形成的干涉条纹间距较大。
19．人眼对绿光比较敏感，在照相机镜头前镀一层氟化镁薄膜可以增透绿光从而提高拍摄清晰度，这是利用了光的________现象．已知真空中光束为c，某绿光频率为f，氟化镁薄膜对该绿光的折射率为n，若增透该绿光，薄膜的厚度至少为___________．
三、综合题
20．拍摄干涉图样照片时，照片显示的干涉图样中的振动加强区与振动减弱区是否与拍摄时间无关？
21．在双缝干涉实验中，已知双缝间的距离是0.2 mm，双缝到光屏的距离为80 cm．某单色光的干涉图样中第一条亮纹中央到第四条亮纹中央的距离为7.80 mm，据此求单色光的波长是多少．
22．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)
23．用氦氖激光器发出的红外线进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距，双缝到屏的距离，测得屏上干涉条纹中亮条纹的间距离是．
氦氖激光器发出的红光波长是多少？
如果把整个装置放入折射率是的水中，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
【详解】
要检查玻璃板上表面是否平整，则干涉形成的条纹是a板的下表面和b板的上表面的反射光干涉产生的．具体为：当两反射光的路程差（即膜厚度的2倍）是半波长的偶数倍，出现明条纹，是半波长的奇数倍，出现暗条纹，若条纹是直的则板平整，若条纹发生弯曲，则玻璃板不平整，故检查下方玻璃板上表面是否平整，是利用了光的薄膜干涉，故ABC错误，D正确．故选D．
2．D
【详解】
A．水面上的油膜在太阳光照射下呈现彩色，是光的干涉现象，故A错误；
B．惠更斯总结了许多有关波的实验现象后提出了著名的惠更斯原理，并能很好的解释光的反射和折射现象，故B错误。
C．两个完全相同的小灯泡发出的光也有多种不同的频率，由干涉的条件可知，两个完全相同的小灯泡发出的光相遇时，不一定可以发生干涉，故C错误；
D．绿光的波长小于红光，在杨氏双缝实验中，根据
可知，如果仅把红光改成绿光，则条纹间距将减小，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．波源与观察者发生相对运动时，声波会产生多普勒效应，光波也会产生多普勒效应．A错误；
B．光源较大时，本影很小，无影灯是利用光的直线传播原理制成的．B错误；
C．肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是光的干涉造成的．C正确；
D．雨后的彩虹是光的折射现象，不是干涉现象．D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．小灯泡发出的光有多种不同的频率，由干涉的条件可知，两个完全相同的小灯泡发出的光相遇时，不一定可以发生干涉，故A错误；
B．在太阳光的照射下，油膜上下表面反射光在上表面发生叠加，呈现彩色条纹，是光的干涉现象，故B正确；
C．荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠将光全反射形成的，故C错误；
D．在杨氏双缝实验中，根据公式，如果仅把红光改成绿光，则波长变短，导致屏上的条纹间距将减小，故D错误。
故选B。
5．B
【详解】
①②由干涉图样可知，a光的双缝干涉条纹间距比b光的大，根据双缝干涉相邻条纹间距公式
△x=λ
可知，a光的波长长，则同一介质对a的折射率小，对b光的折射率大．根据平行玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，所以出射时a光应在右侧，故①正确；②错误；
③④由
sinC=
分析可知，a光的临界角较大．当光从棱镜射入空气中时，若发生全反射的话首先是b光，若b不发生全反射，能射出棱镜，则a光一定也不发生全反射从棱镜射出，故③错误；④正确。
故选B。
6．D
【详解】
A．因为a光的偏折程度大于b光，所以根据折射定律得知：玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，所以a单色光的频率比b单色光的频率大，故A错误；
B．根据全反射临界角公式
可知，a光的折射率大，则a光的临界角小于b光的临界角，故B错误；
C．对于任一光束研究：设入射角为i，折射角为r，玻璃砖的半径为R，则折射率为
光在玻璃中传播速度为
光在玻璃中传播距离为
S=2Rsinr
光在玻璃中传播时间为
联立以上可得
可知，i、R、c均相等，所以在玻璃砖中a单色光从O到A的传播时间等于b单色光从O到B的传播时间，故C错误；
D．根据折射率大，频率大，波长短，可知a光的折射率大于b光的折射率，则a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，根据干涉条纹间距与波长成正比，得知a光双缝干涉条纹间距比b光小，故D正确。
故选D。
7．A
【详解】
A．如图所示，根据光路的可逆性，若两束单色光a和b沿着co方向入射，则a光将发生全反射，而b光发生折射，则知，a光的临界角小于b光的临界角，由临界角公式得知，玻璃对a光的折射率较大，由分析得知，a光的速度比b光的小，故A正确；
B．玻璃对a光的折射率较大，则a光的频率大，波长短，故B错误；
C．a光的频率较大，波长较短，b光的频率较小，波长较长，波长越长衍射现象越明显，则a光的中央亮纹比b光的窄，故C错误；
D．a光的频率较大，波长较短，而干涉条纹的间距与波长成正比，故a光的条纹间距比b光的小，故D错误；
故选A．
8．D
【详解】
A．将屏移近双缝，L变小，根据知，干涉条纹间距变窄，选项A正确；
B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，选项B正确；
C．将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变长，干涉条纹间距变宽，选项C正确；
D．换一个两缝之间距离较大的双缝，d变大，干涉条纹间距变窄，选项D错误。
本题选不正确的，故选D。
9．B
【详解】
根据可知要增大条纹间的距离，可以增大双缝到屏的距离L或减小双缝之间的距离d，或增大波长，即减小光的频率。
故选B。
10．D
【详解】
A．在真空中光的传播速度都相等，A错误；
B．折射率为入射角的正弦与折射角正弦的比值，由图可知a的折射角大于b的折射角，因此
na又
所以
va>vb
B错误；
C．由与光线从上表面射入玻璃砖，上下两表面平行，根据对称性，无论如何增加入射角(始终小于90°)，两束光线都能从下表里面射出不会发生全反射，C错误；
D．由于
va>vb
可知
又因干涉条纹间距
因此a光干涉条纹比b光的干涉条纹宽，D正确。
故选D。
11．D
【详解】
A．由题图知b光的折射角较小，根据折射定律，知b光的折射率较大，故A错误；
B．根据
可知，b光的传播速度较小，故B错误；
C．由题图知，若b光射出玻璃时会发生全反射，由几何知识知b光射入玻璃时的折射角为临界角C，则入射角为，显然这不可能会发生，故b光射出玻璃时不可能会发生全反射，故C错误；
D．对于同一种介质，b光的折射率较大，说明b光的波长较短。根据条纹间距公式
可知，a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距较大，b光的干涉条纹间距较小，故D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．由图可知，A光的折射率小于B光的折射率，由可知，则在玻璃体中，A光的波速大于B光的，那么A光比B光的运时间短，故A错误；
B．所有光在真空中的速度一样，故B错误；
C．玻璃对A光的折射率比对B光的折射率小，而折射率越大，说明光的频率越高，即B光的频率大于A光的频率，故C正确；
D．由可知，在真空中A光的波长比B光的长，由可知，A光的条纹间距比B光的大，故D错误。
故选C。
13．ADE
【详解】
AB．由题图看出，a光的偏折程度小于b光的偏折程度，则a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小，由c=λf知，波长大，因此a光比b光更容易发生衍射现象，选项A正确，B错误；
C．由公式得，则在同样介质中a光传播的速度比b光的大，选项C错误；
D．因为a光的折射率小，由公式知，a光的临界角大，选项D正确；
E．a光的波长大，根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ知，a光产生的相邻亮条纹间距比b光的大，选项E正确。
故选ADE。
14．AC
【详解】
要消除不镀膜时玻璃表面反射回来的红外线的影响，在薄膜的两个界面上的反射光相干涉后应互相抵消，路程差应满足
可得所镀薄膜的厚度
当时，；当时，，不可能等于或。
故选AC。
15．AC
【详解】
设光线在A点的入射角为i，折射角分别为、
A．由折射定律
得
得
根据光路可逆性和几何知识可知，a光线从C点射出时，入射角和折射角分别等于A点折射时折射角和入射角，则偏向角为
故A正确；
B．在A点可知，a光的偏折角大于b光的偏折角，所以a光的折射率大于b光的折射率，由得知在该介质中，a光的传播速度比b光的传播速度小，故B错误；
C．由临界角公式，知a光全反射的临界角比b光全反射的临界角小，故C正确；
D．由前面的分析可a光的波长小于b光的波长，根据条纹间距公式可知a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹的间距，即，故D错误。
故选AC。
16．
【详解】
双缝到光屏上P点的距离之差是半波长的奇数倍，会出现暗条纹，第三条暗条纹对应的距离之差为
17． AC BD 红光、紫光、蓝光、黄光
【详解】
双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故AC两个是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距，可知波长λ越大，越大，故A第一个是红光，C是蓝光．
单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，知BD为衍射图样．而波长越大，中央亮条纹越粗，故D为黄光单缝衍射图样．
故从左向右依次是红光（双缝干涉）、紫光（单缝衍射）、蓝光（双缝干涉）和黄光（单缝衍射）．
18． a
【详解】
光束a、b在玻璃砖中的折射率
，
由
，
可得
由光束a、b在玻璃砖中的折射率
，
解得光束a、b在玻璃砖中的速度之比
光束a、b在玻璃砖中从A到O的传播时间
，
则光束a、b在玻璃砖中从A到O的传播时间之比为
由光束a、b在玻璃砖中的临界角的正弦值为
，
所以光束a、b在玻璃砖中的临界角的正弦值之比为
由，可知
根据可知，a的干涉条纹间距较大。
19． 干涉
【详解】
试题分析：照相机镜头上涂一层氟化镁，使反射光进行干涉叠加，从而削弱，可以增透所需要的光，这是利用光的干涉原理，薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的，使绿光在增透膜的前、后两个表面上的反射光互相抵消．若绿光在真空中波长为λ，在增透膜中的波长为λ′，由折射率与光速的光系和光速与波长及频率的关系得：，得：，那么增透膜厚度为：，因为，所以，
20．无关
【详解】
干涉图样的振动加强区和振动减弱区只与光程差和波长有关，当光程差是半波长的整数倍时是振动加强区，不是是波长的整数倍是振动减弱区，与拍摄的时间没有关系。
21．6.1 cm
【详解】
Δx=mm=2.60 mm
l=80 cm=800 mm
由Δx=λ
得λ=mm=6.5×10–4 mm=650 nm
所以此时空气柱长度=6.1 cm
22．亮条纹，6条暗条纹，5条亮条纹
【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。
23．
【详解】
根据，红光的波长为：
因为，所以
则红光进入水中的波长
所以
故屏上的明条纹间距是
答案第1页，共2页