4.3光的干涉 同步练习（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 4.3光的干涉 同步练习（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-13 23:46:42 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修一 4.3 光的干涉 同步练习
一、单选题
1．把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜。取出后竖直放置，用单色光照射，可以看到条纹间距不等的明暗条纹，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．由于条纹非等间距，故为衍射条纹
B．在竖直方向薄膜厚度变化不均匀导致了干涉条纹非等间距
C．若将铁丝圈在竖直平面内旋转，条纹图样也会跟着转
D．在中国空间站做这个实验，仍然可以看到明暗条纹
2．如图是某同学用“双缝干涉法”做测定某单色光的波长实验示意图。图中，单缝到双缝的距离为L1，双缝到墙壁的距离为L2，双缝间距为d，墙壁上的干涉图样及尺寸如图，则该单色光的波长为（ ）
A． B． C． D．
3．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
4．电焊时会产生较强的紫外线，为减少紫外线的照射，电焊工防护面罩的镜面上要镀上一层膜，如紫外线中某成分在真空中的波长为λ0，镜面所镀膜对该紫外线的折射率为n，为更有效地减少这种紫外线通过镜面，镜面上镀膜的最小厚度应为（ ）
A． B． C． D．
5．光热转换是将太阳能转换为其他物质内能的过程，太阳能热水器如图所示，就是一种光热转换装置，它的主要转化器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转化成水的内能。真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成热能，这种镀膜技术的物理依据是（ ）
A．光的直线传播 B．光的粒子性 C．光的干涉 D．光的衍射
6．关于光的干涉的说法正确的是（ ）
A．在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是不等的
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．只有颜色相同的两列光波才能产生干涉
D．颜色不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定
7．用a、b两种不同的单色光，先后用同一装置做双缝干涉实验，得到两种干涉条纹，其中a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距，则（ ）
A．a光的频率大于b光的频率
B．对同种玻璃a光的折射率大于b光的折射率
C．在同种玻璃中，a光的传播速度等于b光的速度
D．从玻璃射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角
8．两块标准平面玻璃板形成一个劈形空间，内部为空气时，用单色光垂直照射玻璃板上表面，产生等间距的明暗相间的干涉条纹。若在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将（ ）
A．变小 B．变大 C．不变 D．无法确定
9．1834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
10．如图所示，一条红色光线和一条紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线都是由圆心O点沿方向射出，下列说法正确的是（ ）
A．光线是红光，光线是紫光
B．光线比光线穿过玻璃柱体所需时间长
C．将光线顺时针转动到与光线重合，O点的透射光线一定会变为两条
D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由光线变为光线，相邻干涉亮条纹间距变小
11．“牛顿环”又称“牛顿圈”．如图甲所示．牛顿环的上表面是半径很大的玻璃球冠的平面，下表面是球冠的凸面．其工作原理为“薄膜干涉”．可以用来判断透镜表面凸凹、精确检验光学元件表面质量、测量透镜表面曲率半径和液体折射率等．把牛顿环与玻璃面接触，在日光下或用白光照射时，可以看到明暗相间的彩色圆环；若用单色光照射，则会出现一些明暗相间的单色圆环，如图乙所示．它们是由球面和被检测面上反射的光相互干涉而形成的条纹，这些圆环的分布情况与球冠半径及被测物品的表面情况有关．以下分析正确的是( )
A．圆环的间距大小与球冠半径大小无关
B．球冠的半径越大，圆环的间距越小
C．若观察到的是规则圆环，则被检测的面是均匀、对称的
D．被检测的面必须是平的
12．某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，双缝与屏之间的介质先后为空气与矿泉水，屏上的干涉条纹间距分别为Δx1与Δx2。当介质为矿泉水时，屏上P点处是P0上方的第3条亮条纹（不包括P0点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，则（ ）
A．Δx2大于Δx1
B．该矿泉水的折射率为
C．当介质为矿泉水时，来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为
D．仅将S0水平向左移动的过程中，P点处能观察到暗条纹
二、填空题
13．易错辨析
（1）托马斯·杨用光的干涉实验证明了光是一种波；( )
（2）在双缝干涉实验中，中央亮纹的宽度最大；( )
（3）在双缝干涉实验中，光屏上何处出现亮条纹，何处出现暗条纹是由光的路程差所决定的；( )
（4）用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的光；( )
（5）只有频率相同的两列光波才能产生干涉；( )
（6）干涉条纹的产生是光在液膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果。( )
14．光的干涉实验最早是英国物理学家______在1801年成功完成的，杨氏实验有力地证明了光是一种______。
15．如图，某种复合光经过半圆形的玻璃砖后分成a、b两束，其中光束a与法线的夹角为60°，光束b与法线的夹角为45°，则玻璃对a、b两种光的折射率之比na∶nb=_____；若a、b两种光在这种玻璃中的波长之比为，现用同一双缝干涉装置分别测量a、b两种光的波长，则得到的相邻亮条纹间距之比为Δxa∶Δxb=_____。
16．如图所示，某种复合光经过半圆形玻璃砖后分成a、b两束，光束a与法线的夹角为60°，光束b与法线的夹角为45°，则玻璃对a、b两种光的折射率之比na：nb=__________；若复合光的入射角增大至37°，则a光束射出玻璃砖时与原法线的夹角为__________；若用a、b两束光照射同一双缝干涉装置，测量a、b两束光的相邻亮条纹间距之比为△xa：△xb，a、b两束光的频率之比fa：fb=__________。
17．下列说法正确的是_______
A．肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的
B．在双缝干涉实验中条纹变宽,可能是将入射光由绿光变为红光造成的
C．光导纤维传送图像信息利用了光的衍射原理
D．光从真空中以相同的入射角斜射入水中,红光的折射角大于紫光的折射角
E.A、B两种光从相同的介质入射到真空中,若A光的频率大于B光的频率,则逐渐增大入射角,A光先发生全反射
三、解答题
18．使低气压水银弧光灯所发出的光照射间距为的双缝，在离开双缝远的屏幕上得到一组干涉条纹，从中央往外数第1条和第5条暗条纹之间的距离为，求灯所发出的光的波长。
19．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？
20．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．
21．在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法。A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气膜。现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化。当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升高到t2时，亮度再一次回到最亮。
（1）在B板上方观察到的亮暗变化是由哪两个表面的反射光叠加形成的；
（2）温度由t1升高到t2时，A的高度升高多少。
22．用白光做双缝干涉实验时，多数亮纹都是彩色的，为什么中间的一条亮条纹是白色的
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A．由于条纹非等间距，故为干涉条纹，A错误；
B．在竖直方向薄膜厚度变化不均匀导致了干涉条纹非等间距，B正确；
C．若将铁丝圈在竖直平面内旋转，由于厚度发生改变，干涉条纹变化，并不是也旋转，C错误；
D．空间站处于失重状态，在竖直方向薄膜厚度变化与地球不一致，因此看到条纹效果不一样，D错误。
故选B。
2．C
【详解】
由图可知干涉条纹间距为
解得该单色光的波长为
故选C。
3．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。
4．B
【详解】
为更有效地减少这种紫外线通过镜面，则
又有
联立得镜面上镀膜的最小厚度应为
故选B。
5．C
【详解】
真空玻璃管上的镀膜是一层增透膜，利用了光的干涉的原理，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．双缝干涉条纹中亮条纹与暗条纹的宽度相等，选项A错误；
B．由干涉条纹的宽度正比于波长知，波长大，条纹宽，红光的波长大于紫光的波长，故入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变窄，选项B错误；
CD．频率决定光的颜色，由光的干涉条件知只有颜色相同的两列光波才能产生干涉，选项C正确，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
双缝干涉实验，干涉条纹间距为
可知如果用a、b两种不同的单色光，先后用同一装置做双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距，则a光的波长大于b光的波长，则
A．a光的频率小于b光的频率，故A错误；
B．对同种玻璃a光的折射率小于b光的折射率，故B错误；
C．在同种玻璃中，根据
可知，在同种玻璃中，a光的传播速度大于b光的速度，故C错误；
D．根据临界角公式
可知，从玻璃射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为
即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差
时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为 ，相邻亮条纹之间的距离
同理加入水后
由于
在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将变小。
故选A。
9．A
【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。
10．B
【详解】
A．由图看出，两束光在O点的折射出空气的折射角相同，A光的在玻璃中的入射角小于B光再玻璃中的入射角，由折射定律分析得知，玻璃对AO光的折射率大于对BO光的折射率，则AO光线是紫光，BO光线是红光，A错误；
B．由
可知，AO光线在玻璃中传播速度较小，所以AO光线较BO光线穿过玻璃砖所需时间长，B正确；
C．由
可知，紫光的临界角小于红光，故将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合时，紫光可能发生全反射，则出射光线只有一条，C错误；
D．根据双缝干涉条纹间距公式
若L和d不变时，入射光由波长较短的紫光改为波长较长的红光，干涉条纹间距变大，D错误。
故选B。
11．C
【详解】
AB．若将玻璃球体的半径再增大一些，则玻璃球体与被检测的平面之间的夹角将减小，它们之间的空气膜的厚度的变化减慢，所以形成的同心圆环的间距增大，球冠的半径越大，圆环的间距越大，AB错误；
C．根据薄膜干涉的原理可知，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，与同一亮环相对应的各处空气薄膜的厚度是相同的，所以若观察到的是规则圆环，则被检测的面是均匀、对称的，C正确；
D．根据薄膜干涉的特点可知，被检测的面可以是平的，也可以是凸的，或凹的，D错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．设入射光在矿泉水中的波长为，由
可知，干涉条纹间距正比于波长，因
故Δx2小于Δx1，A错误；
B．根据公式可得
B错误；
C．设入射光在矿泉水中的波长为，矿泉水的折射率为n，则有
由第三条亮条纹对应路程差为
但光在介质中的传播速度我
时间差为
C正确；
D．仅将S0水平向左移动对观察结果没有影响，D错误。
故选C。
13． 正确 错误 正确 正确 错误 正确
【详解】
（1）[1]托马斯·杨用光的干涉实验证明了光是一种波，故正确。
（2）[2]在双缝干涉实验中，条纹宽度相等，故错误。
（3）[3]在双缝干涉实验中，光屏上何处出现亮条纹，何处出现暗条纹是由光的路程差所决定的，故正确。
（4）[4]由可知，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的光，故正确。
（5）[5]只有频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列光波才能产生干涉，故错误。
（6）[6]干涉条纹的产生是光在液膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故正确。
14． 托马斯·杨 波
【详解】
略
15． 3∶2
【详解】
[1]由光的折射定律
可分别得出
na=
nb=
所以
na∶nb=
[2]真空中的波长
λ0=nλ
所以
根据
所求条纹间距之比
【点睛】
此题是对光的折射定律及双缝干涉的考查；关键是知道光的折射定律的表达式以及双缝干涉的条纹间距的表达式，注意表达式中的λ是真空中的波长．
16． 37°
【详解】
[1]．根据可得
则
[2]．a光的临界角为
可知若复合光的入射角增大至37°，则a光束已经发生全反射，此时a光射出玻璃砖时与原法线的夹角为37°；
[3]．根据
则
17．BDE
肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象；
根据光的干涉条纹间距公式，即可求解；
光导纤维是利用光的全反射；
根据光的折射定律，即可判定；
由全反射定律可知临界角的大小关系．
【详解】
A项：肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象造成的，故A错误；
B项：根据光的干涉条纹间距公式，可知，当在双缝干涉实验中条纹变宽，可能是将入射光由绿光变为红光造成的，因红光的波长比绿光长，故B正确；
C项：光导纤维传送图象信息利用了光的全反射原理，故C错误；
D项：光从真空中以相同的入射角斜射入水中，根据光的折射定律可知，红光的折射率小于紫光，因此红光偏折程度小，那么红光的折射角大于紫光的折射角，故D正确；
E项：A光的频率大于B光的频率，则有A光的折射率较大，A光的临界角较小，AB两种光从相同的介质入射到真空中，逐渐增大入射角，A光先达到临界角，则A光先发生全反射，故E正确．
故选BDE．
【点睛】
考查光的干涉原理，干涉条纹间距公式的内容，理解光的折射定律与全反射条件，掌握临界角的概念，注意E选项容易选错．
18．560nm
【详解】
第1条和第5条暗条纹之间的距离为，则两个相邻明条纹（暗条纹）间的距离为
将数据代入
可得该灯所发出的光的波长
19．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。
20．6.1 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
21．（1）见解析；（2）
【详解】
（1）A、B间为空气薄膜，在B板上方观察到的亮暗变化，是由B的下表面反射的光和A的上表面反射的光叠加产生的。
（2）当温度为t1时，设空气薄膜厚度为d1，此时最亮说明
当温度为t2时，设空气薄膜厚度为d2，此时再一次最亮说明
解得
故温度由t1升高到t2，A的高度升高。
22．见解析
【详解】
由于白光是由波长不同的各种颜色的光组成的，依据双缝干涉条纹间距公式
可知，波长越长的条纹间距越大，因此相同的色光发生干涉，在光屏上出现干涉条纹间距不同，因不同色光都在中央亮纹叠加，从而出现白光，而向两边则会出现彩色干涉条纹。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜。取出后竖直放置，用单色光照射，可以看到条纹间距不等的明暗条纹，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．由于条纹非等间距，故为衍射条纹
B．在竖直方向薄膜厚度变化不均匀导致了干涉条纹非等间距
C．若将铁丝圈在竖直平面内旋转，条纹图样也会跟着转
D．在中国空间站做这个实验，仍然可以看到明暗条纹
2．如图是某同学用“双缝干涉法”做测定某单色光的波长实验示意图。图中，单缝到双缝的距离为L1，双缝到墙壁的距离为L2，双缝间距为d，墙壁上的干涉图样及尺寸如图，则该单色光的波长为（ ）
A． B． C． D．
3．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
4．电焊时会产生较强的紫外线，为减少紫外线的照射，电焊工防护面罩的镜面上要镀上一层膜，如紫外线中某成分在真空中的波长为λ0，镜面所镀膜对该紫外线的折射率为n，为更有效地减少这种紫外线通过镜面，镜面上镀膜的最小厚度应为（ ）
A． B． C． D．
5．光热转换是将太阳能转换为其他物质内能的过程，太阳能热水器如图所示，就是一种光热转换装置，它的主要转化器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转化成水的内能。真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成热能，这种镀膜技术的物理依据是（ ）
A．光的直线传播 B．光的粒子性 C．光的干涉 D．光的衍射
6．关于光的干涉的说法正确的是（ ）
A．在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是不等的
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．只有颜色相同的两列光波才能产生干涉
D．颜色不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定
7．用a、b两种不同的单色光，先后用同一装置做双缝干涉实验，得到两种干涉条纹，其中a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距，则（ ）
A．a光的频率大于b光的频率
B．对同种玻璃a光的折射率大于b光的折射率
C．在同种玻璃中，a光的传播速度等于b光的速度
D．从玻璃射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角
8．两块标准平面玻璃板形成一个劈形空间，内部为空气时，用单色光垂直照射玻璃板上表面，产生等间距的明暗相间的干涉条纹。若在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将（ ）
A．变小 B．变大 C．不变 D．无法确定
9．1834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
10．如图所示，一条红色光线和一条紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线都是由圆心O点沿方向射出，下列说法正确的是（ ）
A．光线是红光，光线是紫光
B．光线比光线穿过玻璃柱体所需时间长
C．将光线顺时针转动到与光线重合，O点的透射光线一定会变为两条
D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由光线变为光线，相邻干涉亮条纹间距变小
11．“牛顿环”又称“牛顿圈”．如图甲所示．牛顿环的上表面是半径很大的玻璃球冠的平面，下表面是球冠的凸面．其工作原理为“薄膜干涉”．可以用来判断透镜表面凸凹、精确检验光学元件表面质量、测量透镜表面曲率半径和液体折射率等．把牛顿环与玻璃面接触，在日光下或用白光照射时，可以看到明暗相间的彩色圆环；若用单色光照射，则会出现一些明暗相间的单色圆环，如图乙所示．它们是由球面和被检测面上反射的光相互干涉而形成的条纹，这些圆环的分布情况与球冠半径及被测物品的表面情况有关．以下分析正确的是( )
A．圆环的间距大小与球冠半径大小无关
B．球冠的半径越大，圆环的间距越小
C．若观察到的是规则圆环，则被检测的面是均匀、对称的
D．被检测的面必须是平的
12．某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，双缝与屏之间的介质先后为空气与矿泉水，屏上的干涉条纹间距分别为Δx1与Δx2。当介质为矿泉水时，屏上P点处是P0上方的第3条亮条纹（不包括P0点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，则（ ）
A．Δx2大于Δx1
B．该矿泉水的折射率为
C．当介质为矿泉水时，来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为
D．仅将S0水平向左移动的过程中，P点处能观察到暗条纹
二、填空题
13．易错辨析
（1）托马斯·杨用光的干涉实验证明了光是一种波；( )
（2）在双缝干涉实验中，中央亮纹的宽度最大；( )
（3）在双缝干涉实验中，光屏上何处出现亮条纹，何处出现暗条纹是由光的路程差所决定的；( )
（4）用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的光；( )
（5）只有频率相同的两列光波才能产生干涉；( )
（6）干涉条纹的产生是光在液膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果。( )
14．光的干涉实验最早是英国物理学家______在1801年成功完成的，杨氏实验有力地证明了光是一种______。
15．如图，某种复合光经过半圆形的玻璃砖后分成a、b两束，其中光束a与法线的夹角为60°，光束b与法线的夹角为45°，则玻璃对a、b两种光的折射率之比na∶nb=_____；若a、b两种光在这种玻璃中的波长之比为，现用同一双缝干涉装置分别测量a、b两种光的波长，则得到的相邻亮条纹间距之比为Δxa∶Δxb=_____。
16．如图所示，某种复合光经过半圆形玻璃砖后分成a、b两束，光束a与法线的夹角为60°，光束b与法线的夹角为45°，则玻璃对a、b两种光的折射率之比na：nb=__________；若复合光的入射角增大至37°，则a光束射出玻璃砖时与原法线的夹角为__________；若用a、b两束光照射同一双缝干涉装置，测量a、b两束光的相邻亮条纹间距之比为△xa：△xb，a、b两束光的频率之比fa：fb=__________。
17．下列说法正确的是_______
A．肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的
B．在双缝干涉实验中条纹变宽,可能是将入射光由绿光变为红光造成的
C．光导纤维传送图像信息利用了光的衍射原理
D．光从真空中以相同的入射角斜射入水中,红光的折射角大于紫光的折射角
E.A、B两种光从相同的介质入射到真空中,若A光的频率大于B光的频率,则逐渐增大入射角,A光先发生全反射
三、解答题
18．使低气压水银弧光灯所发出的光照射间距为的双缝，在离开双缝远的屏幕上得到一组干涉条纹，从中央往外数第1条和第5条暗条纹之间的距离为，求灯所发出的光的波长。
19．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？
20．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．
21．在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法。A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气膜。现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化。当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升高到t2时，亮度再一次回到最亮。
（1）在B板上方观察到的亮暗变化是由哪两个表面的反射光叠加形成的；
（2）温度由t1升高到t2时，A的高度升高多少。
22．用白光做双缝干涉实验时，多数亮纹都是彩色的，为什么中间的一条亮条纹是白色的
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．由于条纹非等间距，故为干涉条纹，A错误；
B．在竖直方向薄膜厚度变化不均匀导致了干涉条纹非等间距，B正确；
C．若将铁丝圈在竖直平面内旋转，由于厚度发生改变，干涉条纹变化，并不是也旋转，C错误；
D．空间站处于失重状态，在竖直方向薄膜厚度变化与地球不一致，因此看到条纹效果不一样，D错误。
故选B。
2．C
【详解】
由图可知干涉条纹间距为
解得该单色光的波长为
故选C。
3．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。
4．B
【详解】
为更有效地减少这种紫外线通过镜面，则
又有
联立得镜面上镀膜的最小厚度应为
故选B。
5．C
【详解】
真空玻璃管上的镀膜是一层增透膜，利用了光的干涉的原理，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．双缝干涉条纹中亮条纹与暗条纹的宽度相等，选项A错误；
B．由干涉条纹的宽度正比于波长知，波长大，条纹宽，红光的波长大于紫光的波长，故入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变窄，选项B错误；
CD．频率决定光的颜色，由光的干涉条件知只有颜色相同的两列光波才能产生干涉，选项C正确，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
双缝干涉实验，干涉条纹间距为
可知如果用a、b两种不同的单色光，先后用同一装置做双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距，则a光的波长大于b光的波长，则
A．a光的频率小于b光的频率，故A错误；
B．对同种玻璃a光的折射率小于b光的折射率，故B错误；
C．在同种玻璃中，根据
可知，在同种玻璃中，a光的传播速度大于b光的速度，故C错误；
D．根据临界角公式
可知，从玻璃射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为
即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差
时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为 ，相邻亮条纹之间的距离
同理加入水后
由于
在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将变小。
故选A。
9．A
【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。
10．B
【详解】
A．由图看出，两束光在O点的折射出空气的折射角相同，A光的在玻璃中的入射角小于B光再玻璃中的入射角，由折射定律分析得知，玻璃对AO光的折射率大于对BO光的折射率，则AO光线是紫光，BO光线是红光，A错误；
B．由
可知，AO光线在玻璃中传播速度较小，所以AO光线较BO光线穿过玻璃砖所需时间长，B正确；
C．由
可知，紫光的临界角小于红光，故将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合时，紫光可能发生全反射，则出射光线只有一条，C错误；
D．根据双缝干涉条纹间距公式
若L和d不变时，入射光由波长较短的紫光改为波长较长的红光，干涉条纹间距变大，D错误。
故选B。
11．C
【详解】
AB．若将玻璃球体的半径再增大一些，则玻璃球体与被检测的平面之间的夹角将减小，它们之间的空气膜的厚度的变化减慢，所以形成的同心圆环的间距增大，球冠的半径越大，圆环的间距越大，AB错误；
C．根据薄膜干涉的原理可知，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，与同一亮环相对应的各处空气薄膜的厚度是相同的，所以若观察到的是规则圆环，则被检测的面是均匀、对称的，C正确；
D．根据薄膜干涉的特点可知，被检测的面可以是平的，也可以是凸的，或凹的，D错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．设入射光在矿泉水中的波长为，由
可知，干涉条纹间距正比于波长，因
故Δx2小于Δx1，A错误；
B．根据公式可得
B错误；
C．设入射光在矿泉水中的波长为，矿泉水的折射率为n，则有
由第三条亮条纹对应路程差为
但光在介质中的传播速度我
时间差为
C正确；
D．仅将S0水平向左移动对观察结果没有影响，D错误。
故选C。
13． 正确 错误 正确 正确 错误 正确
【详解】
（1）[1]托马斯·杨用光的干涉实验证明了光是一种波，故正确。
（2）[2]在双缝干涉实验中，条纹宽度相等，故错误。
（3）[3]在双缝干涉实验中，光屏上何处出现亮条纹，何处出现暗条纹是由光的路程差所决定的，故正确。
（4）[4]由可知，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的光，故正确。
（5）[5]只有频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列光波才能产生干涉，故错误。
（6）[6]干涉条纹的产生是光在液膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故正确。
14． 托马斯·杨 波
【详解】
略
15． 3∶2
【详解】
[1]由光的折射定律
可分别得出
na=
nb=
所以
na∶nb=
[2]真空中的波长
λ0=nλ
所以
根据
所求条纹间距之比
【点睛】
此题是对光的折射定律及双缝干涉的考查；关键是知道光的折射定律的表达式以及双缝干涉的条纹间距的表达式，注意表达式中的λ是真空中的波长．
16． 37°
【详解】
[1]．根据可得
则
[2]．a光的临界角为
可知若复合光的入射角增大至37°，则a光束已经发生全反射，此时a光射出玻璃砖时与原法线的夹角为37°；
[3]．根据
则
17．BDE
肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象；
根据光的干涉条纹间距公式，即可求解；
光导纤维是利用光的全反射；
根据光的折射定律，即可判定；
由全反射定律可知临界角的大小关系．
【详解】
A项：肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象造成的，故A错误；
B项：根据光的干涉条纹间距公式，可知，当在双缝干涉实验中条纹变宽，可能是将入射光由绿光变为红光造成的，因红光的波长比绿光长，故B正确；
C项：光导纤维传送图象信息利用了光的全反射原理，故C错误；
D项：光从真空中以相同的入射角斜射入水中，根据光的折射定律可知，红光的折射率小于紫光，因此红光偏折程度小，那么红光的折射角大于紫光的折射角，故D正确；
E项：A光的频率大于B光的频率，则有A光的折射率较大，A光的临界角较小，AB两种光从相同的介质入射到真空中，逐渐增大入射角，A光先达到临界角，则A光先发生全反射，故E正确．
故选BDE．
【点睛】
考查光的干涉原理，干涉条纹间距公式的内容，理解光的折射定律与全反射条件，掌握临界角的概念，注意E选项容易选错．
18．560nm
【详解】
第1条和第5条暗条纹之间的距离为，则两个相邻明条纹（暗条纹）间的距离为
将数据代入
可得该灯所发出的光的波长
19．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。
20．6.1 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
21．（1）见解析；（2）
【详解】
（1）A、B间为空气薄膜，在B板上方观察到的亮暗变化，是由B的下表面反射的光和A的上表面反射的光叠加产生的。
（2）当温度为t1时，设空气薄膜厚度为d1，此时最亮说明
当温度为t2时，设空气薄膜厚度为d2，此时再一次最亮说明
解得
故温度由t1升高到t2，A的高度升高。
22．见解析
【详解】
由于白光是由波长不同的各种颜色的光组成的，依据双缝干涉条纹间距公式
可知，波长越长的条纹间距越大，因此相同的色光发生干涉，在光屏上出现干涉条纹间距不同，因不同色光都在中央亮纹叠加，从而出现白光，而向两边则会出现彩色干涉条纹。
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