课件47张PPT。3 光的干涉一、杨氏干涉实验
1.物理史实:1801年,英国物理学家___________成功地观察到了光的干涉现象,开始让人们认识到光的波动性。托马斯·杨2.双缝干涉实验:
(1)实验过程:让一束平行的_________的单色光投射到一个有
两条狭缝S1和S2的挡板上,两狭缝相距很近,两狭缝就成了两个
波源,它们的频率、相位和振动方向总是_____的,两个光源发
出的光在挡板后面的空间互相叠加发生_____。
(2)实验现象:在屏上得到_________的条纹。
(3)实验结论:光是一种___。完全相同相同干涉明暗相间波(4)现象解释:S1和S2相当于两个频率、相位和振动方向相同的
波源,当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的_____倍
时(即恰好等于波长的_____倍时),两列光波在这点相互加强,
出现明条纹;当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的
_____倍时,两列光波在这点相互_____,出现暗条纹。偶数整数奇数削弱【自我思悟】
在双缝干涉实验中,如果入射光用白光,在两条狭缝上,一个用
红色滤光片(只允许通过红光)遮挡,一个用绿色遮光片(只允许通过绿光)遮挡。试想:屏上还有干涉条纹吗?
提示:屏上不会出现干涉条纹,因为双缝用红、绿遮光片遮挡后,透过的两束光频率不相等,就不是相干光源了,不会再发生干涉。二、光发生干涉的条件
1.干涉条件:两列光的_____相同、_____方向相同、相位差
_____。
2.相干光源:发出的光能够发生_____的两个光源。频率振动恒定干涉【自我思悟】
两只手电筒射出的光束在空间相遇,能否观察到光的干涉现象?
提示:两只手电筒射出的光束在空间相遇,不满足光发生干涉的条件,不能观察到光的干涉现象。【盲区扫描】
1.光能发生干涉现象,说明光是一种波。
2.光发生干涉现象时,如果入射光是单色光,则形成明暗相间的等间距的条纹;如果是白光,则形成彩色条纹。3.出现明、暗条纹的条件:(1)当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时(即恰好等于波长的整数倍时),两列光在这点相互加强,这里出现亮条纹;
(2)当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时,两列光在这点相互削弱,这里出现暗条纹。一、杨氏双缝干涉实验原理透析 拓展延伸
1.双缝干涉实验的装置示意图:实验装置如图所示,有光源、单缝、双缝和光屏。 2.单缝屏的作用:获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动情况。如果用激光直接照射双缝,可省去单缝屏。杨氏那时没有激光,因此他用强光照射一条狭缝,通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光。
3.双缝屏的作用:平行光照射到单缝S上,又照射到双缝S1、S2上,这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。4.屏上某处出现亮、暗条纹的条件:频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加,如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致,即振动方向总是相同;暗条纹处振动步调总是相反。具体产生亮、暗条纹的条件为
(1)亮条纹产生的条件:屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。即:
|PS1-PS2| =kλ=2k· (k=0,1,2,3…)
k=0时,PS1=PS2,此时P点位于屏上的O处,为亮条纹,此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹。k为亮条纹的级次。(2)暗条纹产生的条件:屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍。即:
|PS1-PS2|=(2k-1)· (k=1,2,3…)
k为暗条纹的级次,从第1级暗条纹开始向两侧展开。【微思考】
(1)做双缝干涉实验时必须具备什么条件才能观察到干涉条纹?
提示:必须是相干光源,且双缝间的间距必须很小。
(2)一般情况下光源发出的光很难观察到干涉现象,这是什么原因?
提示:光源不同部位发出的光不一定具有相同的频率和恒定的相位差。【题组通关】
【示范题】如图所示为双缝干涉实验装置,当使用波长为6×10-7m的橙色光做实验时,光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹。若使用波长为4×10-7m的紫光重复上述实验,在P和P1点形成的亮、暗条纹的情况是( )
A.P和P1都是亮条纹
B.P是亮条纹,P1是暗条纹
C.P是暗条纹,P1是亮条纹
D.P和P1都是暗条纹【解题探究】(1)光屏上P点及P1点形成相邻亮条纹的条件是什么?
提示:P点形成亮条纹的条件是Δx=0,P1点形成亮条纹的条件是Δx=λ。
(2)用不同波长的光做实验时,P、P1点一定形成亮条纹吗?
提示:S1、S2到P点路程差一定等于零,形成亮条纹,而P1形成亮条纹或暗条纹要根据S1、S2到P1点的路程差是波长的整数倍或半波长的奇数倍来判断。【规范解答】选B。
P1点对橙光：Δr=n·λ橙，
对紫光：Δr=nλ橙=n· λ紫=3n·
因为P1与P相邻,所以n=1,P1点是暗条纹。
对P点，因为Δr=0，所以仍是亮条纹，B正确。【通关1+1】
1.如图所示是研究光的双缝干涉的示意
图,挡板上有两条狭缝S1、S2,由S1和S2发
出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。
已知入射激光的波长为λ,屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等,如果把P处的亮条纹记作第0号亮条纹,由P向上数,与0号亮条纹相邻的亮条纹为1号亮条纹,与1号亮条纹相邻的亮条纹为2号亮条纹,则P1处的亮条纹恰好是10号亮条纹。设直线S1P1的长度为r1,S2P1的长度为r2,则r2-r1等于( )A.9.5λ B.10λ C.10.5λ D.20λ
【解析】选B。由题设可知,从中央亮条纹P算起,P1点处是第10号亮条纹的位置,表明缝S1、S2到P1处的距离差r2-r1为波长的整数倍,且刚好是10个波长,所以选项B正确。2.(2013·芜湖高二检测)下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( )
A.单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源
B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源
C.光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹
D.在光屏上能看到光的干涉图样,但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生【解析】选B。在双缝干涉实验中,单缝的作用是获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动情况,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源,故选项A错误、B正确。在两个相干光源完全相同的情况下,光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗纹,选项C错误。两列光波只要相遇就会叠加,满足相干条件就能发生干涉,所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉,用光屏接收只是为了肉眼观察的方便,故选项D错误。【变式训练】1.(2013·徐州高二检测)如图
所示是双缝干涉的实验装置,在光屏上P处发
现明条纹,则双缝到光屏上P点的距离之差为( )
A.光波的半波长的奇数倍
B.光波的波长的奇数倍
C.光波的半波长的偶数倍
D.光波的波长的偶数倍【解析】选C。当双缝到光屏上P点的距离之差等于半波长的偶数倍时,出现明条纹,故C正确。2.在双缝干涉实验中,用频率ν=5×1014Hz的单色光照射双缝,若屏上P点到双缝距离之差为0.9μm,则P点将出现 条纹。若将整个装置放入折射率n=2的介质中进行上述实验,则P点将出现 条纹。【解析】由c=λν得
即 故P点出现暗条纹
放入n=2的介质中，v= =1.5×108 m/s
由v=λ′ν得λ′= =0.3×10-6 m
即Δx=3λ′，故P点出现亮条纹。
答案：暗 亮【素养升华】
双缝干涉中亮条纹或暗条纹的判断方法
判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹,要看该点到两个光源(双缝)的路程差与波长的比值。路程差等于波长的整数倍处出现亮条纹,等于半波长奇数倍处出现暗条纹。 二、双缝干涉图样的特点 拓展延伸
1.单色光的干涉图样:若用单色光作光源,
则干涉条纹是明暗相间的条纹,且条纹间
距相等。中央为亮条纹,两相邻亮条纹(或
暗条纹)间距离与光的波长有关,波长越大,
条纹间距越大。2.白光的干涉图样:若用白光作光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中央条纹是白色的。这是因为:
(1)从双缝射出的两列光波中,各种色光都能形成明暗相间的条纹,各种色光都在中央条纹处形成亮条纹,从而复合成白色条纹。
(2)两侧条纹间距与各色光的波长成正比,即红光的亮条纹间距宽度最大,紫光的亮条纹间距宽度最小,即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合,这样便形成了彩色干涉条纹。【微思考】
(1)单色光干涉时相邻两亮条纹的间距和相邻两暗条纹的间距相等吗?
提示:相邻两亮条纹间距和相邻两暗条纹间距是相等的。
(2)用白光做干涉实验时,除中央亮条纹外同一级条纹的颜色有什么特点?
提示:同一级条纹的颜色是内紫外红。 【题组通关】
【示范题】一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹,除中央白色条纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是( )
A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同
B.各色光的速度不同,造成条纹的间距不同
C.各色光的强度不同,造成条纹的间距不同
D.各色光通过双缝到达一确定点的距离不同【解题探究】(1)不同颜色的光产生的干涉条纹间距相同吗?
提示:不相同。
(2)经同一双缝干涉装置产生的干涉条纹间距与其波长有何关系?
提示:波长越长条纹间距越大。
【规范解答】选A。各色光的频率不同,波长不同,在屏上得到的干涉条纹的宽度不同,各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹。【通关1+1】
1.(多选)a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示,若只将a光换成b光照射同一干涉仪,形成的光的干涉图样如图乙所示。则下述正确的是( )
A.a光的频率较大 B.b光的频率较大
C.a光的波长较大 D.b光的波长较大【解析】选B、C。由干涉图样可知a光的干涉条纹间距大于b光
的条纹间距,由Δx= λ知a光的波长大于b光的波长,又由
c=λν知,b光的频率大于a光的频率,A、D错误,B、C正确。2.(2014·泰安高二检测)在光的双缝干涉现象里,下列描述正确的是( )
A.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红光
B.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短的紫光
C.相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的
D.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【解析】选A。条纹间距与光的波长成正比,在可见光中,红光波长最长,紫光波长最短,故偏离中央亮条纹最远的是红光,A正确、B错误。双缝干涉现象中,相邻两亮条纹或两暗条纹是等宽等间距的,故C错误。红光的波长比紫光的波长大,所以换成紫光后,相邻两亮条纹间距将变窄,故D错误。【变式训练】1.(2013·石家庄高二检测)在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),已知红光与绿光的频率、波长均不相等,这时( )A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条纹消失
B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的双缝干涉条纹仍然存在
C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮
D.屏上无任何光亮【解析】选C。两列光波发生干涉的条件之一是频率相等,利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光,在光屏上形成干涉条纹,但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后,红光和绿光的频率不相等,不能发生干涉,因此屏上不会出现干涉条纹。2.(2013·兰州高二检测)在杨氏双缝干涉
实验中,如果不用激光光源而用一般的单色
光源,为了完成实验可在双缝前边加一单缝
获得线光源,如图所示,在用单色光做双缝干涉实验时,若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动,则( )
A.不再产生干涉条纹
B.仍可产生干涉条纹,且中央亮纹P的位置不变
C.仍可产生干涉条纹,中央亮纹P的位置向上移
D.仍可产生干涉条纹,中央亮纹P的位置略向下移【解析】选D。本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源,双缝S1、S2的作用是形成相干光源,稍微移动S后,没有改变传到双缝的光的频率,由S1、S2射出的仍是相干光,由单缝S发出的光到达屏幕上P点下方某点光程差为零,故中央亮纹下移。【素养升华】
分析双缝干涉中明暗条纹问题的技巧
(1)一般解题步骤:
①由题设情况依λ真=nλ介,求得光在真空(或空气)中的波长。
②由屏上出现明暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还是
暗条纹。
③根据明条纹的判断式Δr=kλ(k=0,1,2…)或暗条纹的判断式
Δr=(2k+1) (k=0,1,2…),判断出k的取值,从而判断条纹数。 (2)应注意的问题:
①λ真=nλ介可以根据c=λ真ν、v=λ介ν、n= 三个式子推导得到。
②两列光发生干涉的条件是两列光的频率相同,振动方向相同,相位差恒定。
③相干光的获得方法。
a.将一束光分成两束而获得,此法称为分光法。
b.利用激光。 【资源平台】干涉实验装置改变时的条纹情况
【示范题】如图所示,用激光束照射双缝干涉实验装置,后面屏上出现干涉条纹。其中单缝的作用是产生线光源,单缝、双缝应平行放置。若将单缝绕中心轴旋转(不超过90°),条纹将发生什么变化?若将双缝绕中心轴旋转(不超过90°),条纹将发生什么变化?【标准解答】在双缝干涉实验中,单缝的作用是形成线光源,双缝的作用是形成振动情况相同的相干光源。当单缝旋转时,双缝被照亮的面积减小,双缝虽然仍能形成相干光源,但由于通过双缝的光能量减少,所以屏上仍能产生干涉条纹,但条纹变暗。当双缝旋转时,同样会导致干涉条纹变暗。同时,干涉条纹保持与双缝平行,也随双缝的旋转而旋转。
答案:见标准解答温馨提示：
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课时达标·效果检测
一、选择题
1.(2013·达州高二检测)如图所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( )
A.增大S1与S2的间距 B.减小双缝屏到光屏的距离
C.将绿光换为红光 D.将绿光换为紫光
【解析】选C。在双缝干涉实验中,相邻两亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx=λ,要想增大条纹间距可以减小两缝间距d或者增大双缝屏到光屏的距离L,或者换用波长更长的光做实验。由此可知,选项C正确,选项A、B、D错误。
2.(多选)(2013·温州高二检测)如图是杨氏双缝干涉实验示意图,其中S1、S2为双缝,D为光屏,实验中观察到屏上O点为中央亮纹的中心,P1为第一级亮纹的中心,若将双缝间的距离变小,其他条件不变,则( )
A.屏上干涉条纹的间距将变小
B.屏上O点仍然为中央亮条纹的中心
C.屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心
D.屏上P1位置可能为暗条纹的中心
【解析】选B、D。干涉条纹间距Δx=λ,d为双缝间距,d减小,Δx变大,A不正确;O点到双缝的光程差为零,所以O点始终是亮纹,B正确;P1到双缝的光程差小于一个波长,P1点有可能是暗条纹中心,故C不正确,D正确。
【变式训练】由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上,不会产生干涉现象。这是因为( )
A.两个光源发出光的频率相同
B.两个光源发出光的强度不同
C.两个光源的光速不同
D.这两个光源是彼此独立的,不是相干光源
【解析】选D。紧扣相干光源的条件必须为同频率的单色光源,而不同光源发出的光频率一般不同,所以不会产生干涉现象。
3.(2013·菏泽高二检测)如图所示,用频率为f的单色光垂直照射双缝,在光屏上的P点出现第3条暗条纹。已知光速为c,则P点到双缝的距离之差r2-r1应为
( )
A. B. C. D.
【解析】选D。在某点产生暗条纹的条件是:光程差r2-r1为半波长的奇数倍。已知P点出现第3条暗条纹,说明r2-r1=λ,由c=fλ得:λ=,则r2-r1=。
4.如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图,实线表示波峰,虚线表示波谷。在此时刻,介质中A点为波峰相叠加点,B点为波谷相叠加点,A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点。如果把屏分别放在A、B、C三个位置,那么( )
A.A、B、C三个位置都出现亮条纹
B.B位置出现暗条纹
C.C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定
D.以上结论都不对
【解题指南】(1)在干涉现象中,所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同,该点的振幅是两列波的振幅之和,而不要理解为该点始终处于波峰或波谷,在某些时刻它也可以位于平衡位置(如图中C点)。
(2)所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的,该点的振幅是两列波的振幅之差,如果两列波的振幅相同,则该点始终在平衡位置,对光波而言,该点是完全暗的。
【解析】选A。本题中,A、B、C三点总是振动加强的点,屏上对应出现的都是亮条纹。另外,要特别注意波谷与波谷相遇的点(图中B点)振动也是加强的,不要以为B点是暗的。
二、非选择题
5.在双缝干涉实验中,由双缝S1、S2发出的光在光屏上某点P叠加,若光的波长为600nm,光屏上P点到S1、S2的距离分别为3.2×10-2mm和1.1×10-2mm,则P点将出现 (选填“亮”或“暗”)条纹。
【解析】由S1P-S2P=3.2×10-2mm-1.1×10-2mm
=2.1×10-2mm
==35,
即S1P-S2P=35λ,故P点出现亮条纹。
答案:亮
6.(2013·苏州高二检测)如图所示,在双缝干涉实验中,若用λ1=5×10-7m的光照射,屏上O点是中央亮条纹,屏上A点为第二级亮条纹所在处。若换用λ2=4×10-7m的光照射时,屏上O点处是什么情况?屏上A点处又是什么情况?
【解题指南】本题主要考查双缝干涉原理、路程差与波长的数量关系。当路程差d满足光波波长的整数倍时,该点为亮条纹,当路程差d为半波长的奇数倍时,该点为暗条纹。
【解析】从双缝到屏上O点的距离之差,无论用何种频率的光照射,路程差总是零。所以O点仍然是亮条纹。
从双缝到屏上A点的路程差d=S2A-S1A,用λ1光照射时为第二级亮条纹,即d=2λ1
代入数据d=1×10-6m,这个路程差1×10-6m对于波长为λ2的光波来说=2.5。
即为半波长的奇数倍,A处为暗条纹
d=(2k+1)(k=0,±1,±2…)
1×10-6m=(2k+1)m,即k=2
当k=0时为第一级暗条纹,所以当k=2时应为第三级暗条纹。
答案:见解析
一、选择题
1.(2013·上海高考)白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,其原因是不同色光的( )
A.传播速度不同 B.强度不同
C.振动方向不同 D.频率不同
【解析】选D。白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,其原因是不同色光的频率不同。
2.(2013·沈阳高二检测)煤矿中的瓦斯危害极大,某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率,于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪,其原理如图所示:在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B,容器A与干净的空气相通,在容器B中通入矿井中的气体,观察屏上的干涉条纹,就能够监测瓦斯浓度。如果屏的正中央O点变为暗条纹,说明B中气体( )
A.一定含瓦斯 B.一定不含瓦斯
C.不一定含瓦斯 D.无法判断
【解析】选A。如果屏的正中央O变为暗条纹,说明从两个子光源到屏的光程差发生变化,所以B中气体一定含瓦斯。
【变式训练】两盏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.两盏灯亮度不同
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
【解析】选C。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。
3.杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(n为自然数,λ为光波波长)( )
①在距双缝的路程相等的点形成暗条纹;②在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹;③在距双缝的路程差为n的点形成亮条纹;④在距双缝的路程差为
(n+)λ的点形成暗条纹。
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
【解析】选D。在双缝干涉实验中,当某处距双缝距离之差Δx为波长的整数倍时,即Δx=kλ,k=0,1,2,3…这点为加强点,该处出现亮条纹;当某处距双缝距离之差Δx为半波长的奇数倍时,即Δx=(2k+1),k=0,1,2,3…这点为减弱点,该处出现暗条纹。
【总结提升】光的干涉条件的分析
(1)生活中任何两个各自独立发光的光源产生的光在空间相叠加都不会产生干涉,这是由物体的发光机理决定的,即任何两个各自独立的光源都不是相干光源。
(2)杨氏双缝干涉中单缝的作用就是从同一光源得到线光源,以便能有相同的频率和振动规律。双缝是由同一个狭缝照亮的,所以双缝也就成了一对相干光源。
(3)光的相干条件中频率相同是光发生干涉的必要条件,要发生干涉,两光源还必须具有相同的振动方向和恒定的相位差。
【变式训练】取两块平板玻璃,合在一起用手捏紧,会从玻璃板上看到彩色条纹,这是光的干涉现象。有关这一现象的叙述正确的是( )
A.这是上、下两块玻璃板的上表面反射光干涉的结果
B.这是两玻璃板间的空气薄层上、下两表面的反射光干涉的结果
C.这是上面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果
D.这是下面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果
【解析】选B。形成干涉条纹是有一定条件的,即两列相干光的路程差需要连续变化,当Δr=±kλ(k=0,1,2…)时,形成明条纹,当Δr=±(2k+1)(k=0,1,2…)时,形成暗条纹。当入射光是白光时,就会形成彩色条纹,对平板玻璃来说,每一块平板玻璃上、下表面都是平行的,故不具备产生干涉条纹的条件,而中间的空气薄层则可能具备这一条件。
4.(2014·长春高二检测)如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图,乙图为用绿光进行实验时,在屏上观察到的条纹情况,a为中央条纹,丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况,a′为中央亮条纹,则以下说法正确的是
( )
A.丙图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长
B.丙图可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长
C.丙图可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短
D.丙图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短
【解析】选A。根据双缝干涉图样的特点,入射光的波长越长,同一装置产生的双缝干涉图样中条纹的间距就越大,由题意可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长,因此B、C、D错,A对。
二、非选择题
5.(2013·青岛高二检测)如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×10-7m,屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10-7m。则在这里出现的应是
(选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为6.30×10-7m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将 (选填“变宽”“变窄”或“不变”)。
【解析】根据路程差Δx=·3,故路程差是半波长的奇数倍,是暗条纹。改用波长为6.30×10-7m的激光,则波长变大,条纹间距变宽。
答案:暗条纹 变宽
6.光纤通信是20世纪70年代以后发展起来的新兴技术,世界上许多国家都在积极研究和发展这种技术。发射导弹时,可在导弹后面连一根细如蛛丝的光纤,就像放风筝一样,这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间,起着双向传输信号的作用。光纤制导的下行光信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为0.85μm的单色光。上行光信号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为1.06μm的单色光。这种操纵系统通过这根光纤向导弹发出控制指令,导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标。根据以上信息,回答下列问题:
(1)在光纤制导中,上行光信号在真空中波长是多少?
(2)为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光?(已知光纤纤芯的折射率为1.47)
【解析】(1)设信号频率为f,在真空中的波长为λ0,c=λ0f,光在纤芯中的频率仍为f,波长为λ,则光在纤芯中的速度v=λf,又n=,可以得出:λ0=nλ=1.47×1.06μm=1.56μm。
(2)若上行光信号和下行光信号的频率相同,将发生干涉现象而互相干扰。
答案:(1)1.56μm (2)见解析
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