选择性必修一4.3光的干涉同步练习 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 选择性必修一4.3光的干涉同步练习 （word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-15 13:17:58 | ||
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文档简介
选择性必修一 4.3 光的干涉 同步练习
一、单选题
1．如图为厦门中学生助手用绿光做双缝干涉实验所获得的条纹图样，下列正确的是（ ）
A．若仅改用红光，条纹宽度不变
B．若仅改用红光，条纹宽度变大
C．若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹宽度不变
D．若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹宽度变大
2．每年夏季，我国多地会出现如图甲所示日晕现象。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示是一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光。已知光的频率越大，在同一种介质中的折射率就越大，则（ ）
A．a光的频率比b光大
B．在冰晶中，b光的传播速度比a光小
C．通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距比a光大
D．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光小
3．用单色光做双缝干涉实验时，下列说法中正确的是（ ）
A．入射光的波长越长，相邻两亮条纹中心的距离越小
B．入射光的频率越高，相邻两亮条纹中心的距离越大
C．把入射光由绿光变成紫光，相邻两亮条纹中心的距离变小
D．把入射光由绿光变成红光，相邻两亮条纹中心的距离变小
4．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中。要增大观察到的条纹间距，正确的做法是（ ）
A．增大双缝与屏间的距离
B．增大单缝与双缝间的距离
C．增大双缝间的距离
D．改用波长更小的光
5．如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，某同学观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在毛玻璃屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间距变窄。下列改动可能会实现这个效果的是（ ）
A．仅将滤光片向右移动靠近单缝
B．仅减小双缝间的距离
C．仅增大双缝与毛玻璃屏间的距离
D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片
6．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．
7．双缝干涉实验中将光源从绿光改为红光，为使条纹间距不变，可增大（ ）
A．光源到双缝的距离 B．双缝的间距
C．双缝到光屏的距离 D．双缝的长度
8．一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．下列说法中正确的是（ ）
A．玻璃砖对a、b的折射率关系为
B．a、b在玻璃中的传播速度关系为
C．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
D．由双缝干涉条纹宽度公式：可知，用同一双缝干涉装置实验时a光干涉条纹的间距比b光宽
9．下列说法正确的是（ ）
A．水池底部装有不同颜色的彩灯，紫光灯看起来最深
B．向人体内发射一定频率的超声波，被血管中的血液反射后，测得反射波频率的变化，即可知道血液的流速和血管的情况，这是利用了波的多普勒效应
C．用同一装置观测红光和绿光双缝干涉条纹，绿光条纹间距较小，说明绿光波长较长
D．被冰雪覆盖的夜晚感觉没有那么黑是因为雪对光的全反射造成的
10．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6μm，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，则P点出现亮、暗条纹的情况是（ ）
A．用单色光f1和f2分别照射时，均出现亮条纹
B．用单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹
C．用单色光f1照射时出现亮条纹，用单色光f2照射时出现暗条纹
D．用单色光f1照射时出现暗条纹，用单色光f2照射时出现亮条纹
11．如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中。要增大观察到的条纹间距，正确的做法是（ ）
A．增大双缝与毛玻璃间的距离 B．增大单缝与双缝间的距离
C．增大透镜与单缝间的距离 D．增大单缝与光源间的距离
12．如图所示分别是a光、b光各自通过同一单缝衍射仪器形成的图样（灰黑色部分表示亮纹，保持缝到屏距离不变），则下列说法正确的是（ ）
A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B．在水中，a光的传播速度大于b光的传播速度
C．a光、b光通过同一双缝干涉仪器时a光产生的条纹间距比b光的小
D．a光和b光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大
二、填空题
13．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______。
14．如图甲是双缝干涉实验装置示意图。图乙、丙是用红光和紫光在同一装置做实验得到的干涉图样，a、b分别表示中央明条纹。已知红光波长大于紫光波长，回答下列问题：
(1)双缝的作用是__________。
(2)乙、丙分别是______光和______光。
15．薄膜干涉
（1）薄膜干涉是液膜前后两个面___________的光共同形成的。
（2）不同位置液膜前后两个面的反射光的___________不同，某些位置两列波叠加后相___________，出现亮条纹，另一些位置，两列波相___________，出现了暗条纹。
（3）如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10-7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10-7 m。则在这里出现的应是___________（填“亮条纹”或“暗条纹”）。
16．如图所示，一束光射向一块半球形玻璃砖底面中心O点，经折射后分成a、b两束光．则下面结论正确的是_____________．
A．在真空中a光的波长小于b光的波长
B．在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
C．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
D．a光的频率大于b光的频率
E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上进行实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
17．要产生干涉必须满足一定条件，两列光的频率__________，振动方向___________，具有恒定的________。激光散斑测速应用了光的干涉原理，二次曝光照相获得的散斑对相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体运动速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距，已知二次曝光时间间隔为△t，双缝到屏的距离为L，相邻两条纹间距为△x，激光波长为λ，则运动物体的速度表达式为_____。
三、解答题
18．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力，有人想利用薄膜干涉的原理设计一种“增反膜”，以减小紫外线对眼睛的伤害，他选用的薄膜材料的折射率为，所要消除的紫外线的频率为。
（1）他设计的这种“增反膜”所依据的是什么原理？
（2）这种“增反膜”的厚度至少是多少？
19．杨氏双缝干涉实验中，双缝的一条缝前放一块绿色滤光片，另一条缝前放一块黄色滤光片，还能看到干涉现象吗？为什么？
20．用单色光做双缝干涉实验，已知屏上一点P到双缝的路程差，当用波长为的单色光照射时，P点将出现亮条纹还是暗条纹？若用波长为的单色光照射，此时在中央亮条纹和P点之间有几条暗条纹？
21．如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10－6m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？
(1)已知A光在折射率为1.5的介质中波长为4×10－7m；
(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为；
(3)若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象。
22．一斜劈形透明介质劈尖，尖角为，高为. 今以尖角顶点为坐标原点，建立坐标系如图(a)所示；劈尖斜面实际上是由一系列微小台阶组成的，在图(a)中看来，每一个小台阶的前侧面与xz平面平行，上表面与yz平面平行. 劈尖介质的折射率n随而变化，，其中常数. 一束波长为的单色平行光沿轴正方向照射劈尖；劈尖后放置一薄凸透镜，在劈尖与薄凸透镜之间放一挡板，在挡板上刻有一系列与方向平行、沿y方向排列的透光狭缝，如图(b)所示. 入射光的波面（即与平行入射光线垂直的平面）、劈尖底面、挡板平面都与轴垂直，透镜主光轴为x轴. 要求通过各狭缝的透射光彼此在透镜焦点处得到加强而形成亮纹. 已知第一条狭缝位于y=0处；物和像之间各光线的光程相等.
(1). 求其余各狭缝的y坐标；
(2). 试说明各狭缝彼此等距排列能否仍然满足上述要求.
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
AB．根据条纹间距表达式
红光的波长大于绿光的波长，可知若仅改用红光，条纹宽度变大，选项A错误，B正确；
CD．若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹宽度减小，选项CD错误。
故选B。
2．B
【详解】
A．由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，则六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，所以a光的频率比b光小，故A错误；
B．六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，根据
可知在冰晶中，b光的传播速度比a光小，故B正确；
C．由于a光的频率比b光小，则a光波长大于b光波长，根据
可知，通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距较小，故C错误；
D．根据
可知从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．根据
可知入射光的波长越长，相邻两亮条纹中心的距离越大，A错误；
B．根据
可知入射光的频率越高，波长越短，相邻两亮条纹中心的距离越小，B错误；
C．把入射光由绿光变成紫光，波长变短，相邻两亮条纹中心的距离变小，C正确；
D．把入射光由绿光变成红光，波长变长，相邻两亮条纹中心的距离变大，D错误；
故选C。
4．A
【详解】
因为双缝干涉中条纹间距满足
其中，为光的波长，为双缝到屏的距离，为双缝间的距离，所以要增大观察到的条纹间距，可以增大双缝与屏间的距离，减小双缝间的距离，改用波长更大的光，而单缝与双缝间的距离不影响条纹间距，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．D
【详解】
A．滤光片的作用是得到相干光源，靠近单缝和远离单缝不影响干涉，A错误；
BC．双缝干涉两相邻亮条纹的间距为
仅减小双缝之间的距离d或仅增大双缝与毛玻璃屏间的距离，条纹间距都会变大，B错误；
D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片，滤光片射向双缝等的光的波长λ减小，根据
可知，条纹间距减小，D正确。
故选D。
6．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。
7．B
【详解】
将光源从绿光改为红光是光源的波长变大，根据双缝干涉的条纹间距公式
可知为使条纹间距不变，可增大双缝的间距d，故B正确，ACD错误。
故选B。
8．C
【详解】
A．由图象知a光偏折大，折射率大，即
na＞nb
故A错误；
B．根据传播速度，折射率大的波速小，即
va＜vb
故B错误；
C．根据临界角公式知折射率大的临界角小，a的临界角小，故C正确；
D．因为a折射率大，频率大，则波长小，所以可知，用同一双缝干涉装置实验时a光干涉条纹的间距比b光窄，故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
A．紫光灯看起来最浅，因为水对紫光的折射率最大，根据视深与实深的关系式，折射率越大，看起来越浅，故A错误；
B．向人体内发射一定频率的超声波，被血管中的血液反射后，测得反射波频率的变化，即可知道血液的流速和血管的情况，这是利用了波的多普勒效应，故B正确；
C．用同一实验装置观察双缝干涉现象，根据可知，绿光条纹间距较小，说明绿光波长较短，故C错误；
D．被冰雪覆盖的夜晚感觉没有那么黑是因为雪对光的漫反射造成的，故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
单色光f1的波长
单色光f2的波长
因P点到双缝的距离之差
Δx=0.6μm=λ1
所以用单色光f1照射时P点出现亮条纹。又
所以用单色光f2照射时P点出现暗条纹，故ABD错误，C正确。
故选C。
11．A
【详解】
根据条纹间距公式
可知
BCD．增大单缝与双缝间的距离、增大透镜与单缝间的距离、增大单缝与光源间的距离都不会改变条纹间距，故BCD错误；
A．增大双缝与毛玻璃间的距离，即增大，条纹间距增大，故A正确。
故选A。
12．B
【详解】
A．真空中光的速度均为，故A错误；
B．单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，由于光的中央亮条纹较粗，则光的波长较大，根据
可知，光的波长较大，光的频率较小，对于同一介质，光的折射率较小，根据
得，光的传播速度较大，故B正确；
C．根据
得双缝干涉实验时光产生的条纹间距比光的大，故C错误；
D．发生折射时光线的传播方向可能发生改变，不改变光的频率，故D错误。
故选B。
13． 偶数倍 奇数倍
【详解】
14． 形成相干光源 紫 红
【详解】
(1)[1]根据实验原理，双缝的作用是形成相干光源。
(2)[2][3]根据干涉条纹间距的大小来确定波长的长短，从而求解。由图可知，根据干涉条纹间距
丙图的条纹间距较大，则波长较长，即为红光，则乙图为紫光。
15． 反射 路程差 加强 削弱 暗条纹
【详解】
[1] 薄膜干涉是液膜前后两个面反射的光共同形成的；
[2][3][4]不同位置液膜前后两个面的反射光的路程差不同，某些位置两列波叠加后相加强，出现亮条纹，另一些位置，两列波相削弱，出现了暗条纹。
[5]屏上P点距双缝和的路程差=7.95×m满足
路程差为半波长的奇数倍，故在P处应出现暗条纹。
16．BCE
【详解】
光线a的偏折程度小，根据折射定律公式 可知a光的折射率小；a光的频率小，根据，a光在真空中的波长较长，故AD错误，C正确；再根据公式，知a光在玻璃中的传播速度大，故B正确；光线a在真空中的波长较长，根据双缝干涉条纹间距公式，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故E正确。
故选BCE．
17． 相同 相同 相位差
【详解】
[1][2][3]．要产生干涉必须满足一定条件，两列光的频率相同，振动方向相同，具有恒定的相位差。
[4]．根据条纹间距表达式
可得双缝间距
由于待测物体运动速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距，即：
可得
18．（1）见解析；（2）
【详解】
（1）为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差应等于光在薄膜中的波长的整数倍，即
因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的即可；
（2）紫外线在真空中的波长是
在膜中的波长为
则“增反膜”的厚度至少是
19．见解析
【详解】
不能看到干涉现象，因为只有当两束频率相等的光相遇时才会发生干涉现象．当双缝的一条缝前放一块绿色滤光片，另一条缝前放一块黄色滤光片，这时就变成一束绿光和一束黄光相遇，它们的频率不等，故它们相遇时不会发生干涉现象．
20．亮条纹；两条
【详解】
当时
故P点将出现亮条纹，且中央亮条纹和P点之间有两条亮条纹
当时
故P点将出现暗条纹，且中央亮条纹和P点之间有两条暗条纹
21．(1)暗条纹；(2)亮条纹；(3)见解析
【详解】
(1)设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由
n＝＝
得
λ1＝nλ2=1.5×4×10－7m=6×10－7m
根据路程差
Δr＝2.1×10－6m
可知
N1＝＝＝3.5
由此可知，从S1和S2到P点的路程差是波长λ1的3.5倍，所以P点为暗条纹
(2)根据临界角与折射率的关系sinC=得
n==
由此可知，B光在空气中波长λ3为
λ3＝nλ介＝×3.15×10－7m＝5.25×10－7m
路程差Δr和波长λ3的关系为：
N2===4
可见，用B光做光源，P点为亮条纹
(3)若让A光照射S1，B光照射S2，这时既不能发生干涉，也不发生衍射，此时在光屏上只能观察到亮光。
22．(1) （2）
【详解】
1. 考虑射到劈尖上某值处的光线，计算该光线由到之间的光程. 将该光线在介质中的光程记为，在空气中的光程记为. 介质的折射率是不均匀的，光入射到介质表面时，在 处，该处介质的折射率；射到处时，该处介质的折射率. 因折射率随x线性增加，光线从处射到（是劈尖上值处光线在劈尖中传播的距离）处的光程与光通过折射率等于平均折射率
(1)
的均匀介质的光程相同，即
(2)
忽透过劈尖斜面相邻小台阶连接处的光线（事实上，可通过选择台阶的尺度和挡板上狭缝的位置来避开这些光线的影响），光线透过劈尖后其传播方向保持不变，因而有
(3)
于是
. (4)
由几何关系有
(5)
故
. (6)
从介质出来的光经过狭缝后仍平行于轴，狭缝的值应与对应介质的值相同，这些平行光线会聚在透镜焦点处.
对于处，由上式得
(7)
y处与处的光线的光程差为
. (8)
由于物像之间各光线的光程相等，故平行光线之间的光程差在通过透镜前和会聚在透镜焦点处时保持不变；因而(8)式在透镜焦点处也成立. 为使光线经透镜会聚后在焦点处彼此加强，要求两束光的光程差为波长的整数倍，即
. (9)
由此得
. (10)
除了位于y=0处的狭缝外，其余各狭缝对应的y坐标依次为
(11)
2. 各束光在焦点处彼此加强，并不要求(11)中各项都存在. 将各狭缝彼此等距排列仍可能满足上述要求. 事实上，若依次取，其中为任意正整数，则
. (12)
这些狭缝显然彼此等间距，且相邻狭缝的间距均为，光线在焦点处依然相互加强而形成亮纹.
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图为厦门中学生助手用绿光做双缝干涉实验所获得的条纹图样，下列正确的是（ ）
A．若仅改用红光，条纹宽度不变
B．若仅改用红光，条纹宽度变大
C．若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹宽度不变
D．若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹宽度变大
2．每年夏季，我国多地会出现如图甲所示日晕现象。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示是一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光。已知光的频率越大，在同一种介质中的折射率就越大，则（ ）
A．a光的频率比b光大
B．在冰晶中，b光的传播速度比a光小
C．通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距比a光大
D．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光小
3．用单色光做双缝干涉实验时，下列说法中正确的是（ ）
A．入射光的波长越长，相邻两亮条纹中心的距离越小
B．入射光的频率越高，相邻两亮条纹中心的距离越大
C．把入射光由绿光变成紫光，相邻两亮条纹中心的距离变小
D．把入射光由绿光变成红光，相邻两亮条纹中心的距离变小
4．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中。要增大观察到的条纹间距，正确的做法是（ ）
A．增大双缝与屏间的距离
B．增大单缝与双缝间的距离
C．增大双缝间的距离
D．改用波长更小的光
5．如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，某同学观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在毛玻璃屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间距变窄。下列改动可能会实现这个效果的是（ ）
A．仅将滤光片向右移动靠近单缝
B．仅减小双缝间的距离
C．仅增大双缝与毛玻璃屏间的距离
D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片
6．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．
7．双缝干涉实验中将光源从绿光改为红光，为使条纹间距不变，可增大（ ）
A．光源到双缝的距离 B．双缝的间距
C．双缝到光屏的距离 D．双缝的长度
8．一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．下列说法中正确的是（ ）
A．玻璃砖对a、b的折射率关系为
B．a、b在玻璃中的传播速度关系为
C．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
D．由双缝干涉条纹宽度公式：可知，用同一双缝干涉装置实验时a光干涉条纹的间距比b光宽
9．下列说法正确的是（ ）
A．水池底部装有不同颜色的彩灯，紫光灯看起来最深
B．向人体内发射一定频率的超声波，被血管中的血液反射后，测得反射波频率的变化，即可知道血液的流速和血管的情况，这是利用了波的多普勒效应
C．用同一装置观测红光和绿光双缝干涉条纹，绿光条纹间距较小，说明绿光波长较长
D．被冰雪覆盖的夜晚感觉没有那么黑是因为雪对光的全反射造成的
10．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6μm，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，则P点出现亮、暗条纹的情况是（ ）
A．用单色光f1和f2分别照射时，均出现亮条纹
B．用单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹
C．用单色光f1照射时出现亮条纹，用单色光f2照射时出现暗条纹
D．用单色光f1照射时出现暗条纹，用单色光f2照射时出现亮条纹
11．如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中。要增大观察到的条纹间距，正确的做法是（ ）
A．增大双缝与毛玻璃间的距离 B．增大单缝与双缝间的距离
C．增大透镜与单缝间的距离 D．增大单缝与光源间的距离
12．如图所示分别是a光、b光各自通过同一单缝衍射仪器形成的图样（灰黑色部分表示亮纹，保持缝到屏距离不变），则下列说法正确的是（ ）
A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B．在水中，a光的传播速度大于b光的传播速度
C．a光、b光通过同一双缝干涉仪器时a光产生的条纹间距比b光的小
D．a光和b光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大
二、填空题
13．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______。
14．如图甲是双缝干涉实验装置示意图。图乙、丙是用红光和紫光在同一装置做实验得到的干涉图样，a、b分别表示中央明条纹。已知红光波长大于紫光波长，回答下列问题：
(1)双缝的作用是__________。
(2)乙、丙分别是______光和______光。
15．薄膜干涉
（1）薄膜干涉是液膜前后两个面___________的光共同形成的。
（2）不同位置液膜前后两个面的反射光的___________不同，某些位置两列波叠加后相___________，出现亮条纹，另一些位置，两列波相___________，出现了暗条纹。
（3）如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10-7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10-7 m。则在这里出现的应是___________（填“亮条纹”或“暗条纹”）。
16．如图所示，一束光射向一块半球形玻璃砖底面中心O点，经折射后分成a、b两束光．则下面结论正确的是_____________．
A．在真空中a光的波长小于b光的波长
B．在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
C．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
D．a光的频率大于b光的频率
E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上进行实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
17．要产生干涉必须满足一定条件，两列光的频率__________，振动方向___________，具有恒定的________。激光散斑测速应用了光的干涉原理，二次曝光照相获得的散斑对相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体运动速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距，已知二次曝光时间间隔为△t，双缝到屏的距离为L，相邻两条纹间距为△x，激光波长为λ，则运动物体的速度表达式为_____。
三、解答题
18．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力，有人想利用薄膜干涉的原理设计一种“增反膜”，以减小紫外线对眼睛的伤害，他选用的薄膜材料的折射率为，所要消除的紫外线的频率为。
（1）他设计的这种“增反膜”所依据的是什么原理？
（2）这种“增反膜”的厚度至少是多少？
19．杨氏双缝干涉实验中，双缝的一条缝前放一块绿色滤光片，另一条缝前放一块黄色滤光片，还能看到干涉现象吗？为什么？
20．用单色光做双缝干涉实验，已知屏上一点P到双缝的路程差，当用波长为的单色光照射时，P点将出现亮条纹还是暗条纹？若用波长为的单色光照射，此时在中央亮条纹和P点之间有几条暗条纹？
21．如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10－6m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？
(1)已知A光在折射率为1.5的介质中波长为4×10－7m；
(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为；
(3)若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象。
22．一斜劈形透明介质劈尖，尖角为，高为. 今以尖角顶点为坐标原点，建立坐标系如图(a)所示；劈尖斜面实际上是由一系列微小台阶组成的，在图(a)中看来，每一个小台阶的前侧面与xz平面平行，上表面与yz平面平行. 劈尖介质的折射率n随而变化，，其中常数. 一束波长为的单色平行光沿轴正方向照射劈尖；劈尖后放置一薄凸透镜，在劈尖与薄凸透镜之间放一挡板，在挡板上刻有一系列与方向平行、沿y方向排列的透光狭缝，如图(b)所示. 入射光的波面（即与平行入射光线垂直的平面）、劈尖底面、挡板平面都与轴垂直，透镜主光轴为x轴. 要求通过各狭缝的透射光彼此在透镜焦点处得到加强而形成亮纹. 已知第一条狭缝位于y=0处；物和像之间各光线的光程相等.
(1). 求其余各狭缝的y坐标；
(2). 试说明各狭缝彼此等距排列能否仍然满足上述要求.
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
AB．根据条纹间距表达式
红光的波长大于绿光的波长，可知若仅改用红光，条纹宽度变大，选项A错误，B正确；
CD．若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹宽度减小，选项CD错误。
故选B。
2．B
【详解】
A．由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，则六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，所以a光的频率比b光小，故A错误；
B．六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，根据
可知在冰晶中，b光的传播速度比a光小，故B正确；
C．由于a光的频率比b光小，则a光波长大于b光波长，根据
可知，通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距较小，故C错误；
D．根据
可知从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．根据
可知入射光的波长越长，相邻两亮条纹中心的距离越大，A错误；
B．根据
可知入射光的频率越高，波长越短，相邻两亮条纹中心的距离越小，B错误；
C．把入射光由绿光变成紫光，波长变短，相邻两亮条纹中心的距离变小，C正确；
D．把入射光由绿光变成红光，波长变长，相邻两亮条纹中心的距离变大，D错误；
故选C。
4．A
【详解】
因为双缝干涉中条纹间距满足
其中，为光的波长，为双缝到屏的距离，为双缝间的距离，所以要增大观察到的条纹间距，可以增大双缝与屏间的距离，减小双缝间的距离，改用波长更大的光，而单缝与双缝间的距离不影响条纹间距，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．D
【详解】
A．滤光片的作用是得到相干光源，靠近单缝和远离单缝不影响干涉，A错误；
BC．双缝干涉两相邻亮条纹的间距为
仅减小双缝之间的距离d或仅增大双缝与毛玻璃屏间的距离，条纹间距都会变大，B错误；
D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片，滤光片射向双缝等的光的波长λ减小，根据
可知，条纹间距减小，D正确。
故选D。
6．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。
7．B
【详解】
将光源从绿光改为红光是光源的波长变大，根据双缝干涉的条纹间距公式
可知为使条纹间距不变，可增大双缝的间距d，故B正确，ACD错误。
故选B。
8．C
【详解】
A．由图象知a光偏折大，折射率大，即
na＞nb
故A错误；
B．根据传播速度，折射率大的波速小，即
va＜vb
故B错误；
C．根据临界角公式知折射率大的临界角小，a的临界角小，故C正确；
D．因为a折射率大，频率大，则波长小，所以可知，用同一双缝干涉装置实验时a光干涉条纹的间距比b光窄，故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
A．紫光灯看起来最浅，因为水对紫光的折射率最大，根据视深与实深的关系式，折射率越大，看起来越浅，故A错误；
B．向人体内发射一定频率的超声波，被血管中的血液反射后，测得反射波频率的变化，即可知道血液的流速和血管的情况，这是利用了波的多普勒效应，故B正确；
C．用同一实验装置观察双缝干涉现象，根据可知，绿光条纹间距较小，说明绿光波长较短，故C错误；
D．被冰雪覆盖的夜晚感觉没有那么黑是因为雪对光的漫反射造成的，故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
单色光f1的波长
单色光f2的波长
因P点到双缝的距离之差
Δx=0.6μm=λ1
所以用单色光f1照射时P点出现亮条纹。又
所以用单色光f2照射时P点出现暗条纹，故ABD错误，C正确。
故选C。
11．A
【详解】
根据条纹间距公式
可知
BCD．增大单缝与双缝间的距离、增大透镜与单缝间的距离、增大单缝与光源间的距离都不会改变条纹间距，故BCD错误；
A．增大双缝与毛玻璃间的距离，即增大，条纹间距增大，故A正确。
故选A。
12．B
【详解】
A．真空中光的速度均为，故A错误；
B．单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，由于光的中央亮条纹较粗，则光的波长较大，根据
可知，光的波长较大，光的频率较小，对于同一介质，光的折射率较小，根据
得，光的传播速度较大，故B正确；
C．根据
得双缝干涉实验时光产生的条纹间距比光的大，故C错误；
D．发生折射时光线的传播方向可能发生改变，不改变光的频率，故D错误。
故选B。
13． 偶数倍 奇数倍
【详解】
14． 形成相干光源 紫 红
【详解】
(1)[1]根据实验原理，双缝的作用是形成相干光源。
(2)[2][3]根据干涉条纹间距的大小来确定波长的长短，从而求解。由图可知，根据干涉条纹间距
丙图的条纹间距较大，则波长较长，即为红光，则乙图为紫光。
15． 反射 路程差 加强 削弱 暗条纹
【详解】
[1] 薄膜干涉是液膜前后两个面反射的光共同形成的；
[2][3][4]不同位置液膜前后两个面的反射光的路程差不同，某些位置两列波叠加后相加强，出现亮条纹，另一些位置，两列波相削弱，出现了暗条纹。
[5]屏上P点距双缝和的路程差=7.95×m满足
路程差为半波长的奇数倍，故在P处应出现暗条纹。
16．BCE
【详解】
光线a的偏折程度小，根据折射定律公式 可知a光的折射率小；a光的频率小，根据，a光在真空中的波长较长，故AD错误，C正确；再根据公式，知a光在玻璃中的传播速度大，故B正确；光线a在真空中的波长较长，根据双缝干涉条纹间距公式，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故E正确。
故选BCE．
17． 相同 相同 相位差
【详解】
[1][2][3]．要产生干涉必须满足一定条件，两列光的频率相同，振动方向相同，具有恒定的相位差。
[4]．根据条纹间距表达式
可得双缝间距
由于待测物体运动速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距，即：
可得
18．（1）见解析；（2）
【详解】
（1）为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差应等于光在薄膜中的波长的整数倍，即
因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的即可；
（2）紫外线在真空中的波长是
在膜中的波长为
则“增反膜”的厚度至少是
19．见解析
【详解】
不能看到干涉现象，因为只有当两束频率相等的光相遇时才会发生干涉现象．当双缝的一条缝前放一块绿色滤光片，另一条缝前放一块黄色滤光片，这时就变成一束绿光和一束黄光相遇，它们的频率不等，故它们相遇时不会发生干涉现象．
20．亮条纹；两条
【详解】
当时
故P点将出现亮条纹，且中央亮条纹和P点之间有两条亮条纹
当时
故P点将出现暗条纹，且中央亮条纹和P点之间有两条暗条纹
21．(1)暗条纹；(2)亮条纹；(3)见解析
【详解】
(1)设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由
n＝＝
得
λ1＝nλ2=1.5×4×10－7m=6×10－7m
根据路程差
Δr＝2.1×10－6m
可知
N1＝＝＝3.5
由此可知，从S1和S2到P点的路程差是波长λ1的3.5倍，所以P点为暗条纹
(2)根据临界角与折射率的关系sinC=得
n==
由此可知，B光在空气中波长λ3为
λ3＝nλ介＝×3.15×10－7m＝5.25×10－7m
路程差Δr和波长λ3的关系为：
N2===4
可见，用B光做光源，P点为亮条纹
(3)若让A光照射S1，B光照射S2，这时既不能发生干涉，也不发生衍射，此时在光屏上只能观察到亮光。
22．(1) （2）
【详解】
1. 考虑射到劈尖上某值处的光线，计算该光线由到之间的光程. 将该光线在介质中的光程记为，在空气中的光程记为. 介质的折射率是不均匀的，光入射到介质表面时，在 处，该处介质的折射率；射到处时，该处介质的折射率. 因折射率随x线性增加，光线从处射到（是劈尖上值处光线在劈尖中传播的距离）处的光程与光通过折射率等于平均折射率
(1)
的均匀介质的光程相同，即
(2)
忽透过劈尖斜面相邻小台阶连接处的光线（事实上，可通过选择台阶的尺度和挡板上狭缝的位置来避开这些光线的影响），光线透过劈尖后其传播方向保持不变，因而有
(3)
于是
. (4)
由几何关系有
(5)
故
. (6)
从介质出来的光经过狭缝后仍平行于轴，狭缝的值应与对应介质的值相同，这些平行光线会聚在透镜焦点处.
对于处，由上式得
(7)
y处与处的光线的光程差为
. (8)
由于物像之间各光线的光程相等，故平行光线之间的光程差在通过透镜前和会聚在透镜焦点处时保持不变；因而(8)式在透镜焦点处也成立. 为使光线经透镜会聚后在焦点处彼此加强，要求两束光的光程差为波长的整数倍，即
. (9)
由此得
. (10)
除了位于y=0处的狭缝外，其余各狭缝对应的y坐标依次为
(11)
2. 各束光在焦点处彼此加强，并不要求(11)中各项都存在. 将各狭缝彼此等距排列仍可能满足上述要求. 事实上，若依次取，其中为任意正整数，则
. (12)
这些狭缝显然彼此等间距，且相邻狭缝的间距均为，光线在焦点处依然相互加强而形成亮纹.
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