高中物理 粤教版选修3-4 课后作业4.4　光的干涉 Word版含解析

1．以下光源可作为相干光源的是(　　)
A．两个相同亮度的烛焰
B．两个相同规格的灯泡
C．双丝灯泡
D．出自一个光源的两束光
【解析】　相干光的条件，必须是频率相同，相位差恒定，故只有D正确．
【答案】　D
2．(多选)在杨氏双缝干涉实验中，如果(　　)
A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹
【解析】　白光作杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D对．
【答案】　BD
3．某同学自己动手利用如图所示器材，观察光的干涉现象，其中，A为单缝屏，B为双缝屏，C为像屏，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．分析实验失败的原因，最大的可能是(　　)
A．单缝S太窄
B．单缝S太宽
C．S到S1和S2距离不等
D．阳光不能作光源
【解析】　双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看做是由许多个点光源沿一条线排列组成的，这里观察不到光的干涉现象是由于不满足相干条件，单缝太宽．
【答案】　B
4．汽车在行驶时常会滴下一些油滴，滴下的油滴在带水的路面上会形成一层薄油膜，并呈现出彩色，这是由于(　　)
A．光的色散 B．空气的折射
C．光的干涉 D．光的反射
【解析】　漂浮在水面上的油膜，在白光的照射下发生了干涉现象，因不同颜色的光波长不同，干涉条纹宽度不同，于是形成了彩色的干涉条纹．
【答案】　C
5．如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平整的装置，所用的单色光是用普通光源加滤光片产生的．检测中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的(　　)
A．a的上表面和b的下表面
B．a的上表面和b的上表面
C．a的下表面和b的上表面
D．a的下表面和b的下表面
【解析】　因为光波的波长很短，所以，只有利用很薄的介质膜才能观察到明显的干涉条纹．利用了标准样板和厚玻璃板间的空气薄层上、下表面的反射光线发生干涉．空气薄层的上、下表面就是a的下表面和b的上表面，故C正确．
【答案】　C
6．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λ的点形成暗条纹
A．①②　 B．②③
C．③④ D．②④
【解析】　在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差为波长的整倍数时，即Δr＝±kλ(k＝0,1,2…)，这点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差为半波长的奇数倍时，即Δr＝±(2k＋1)(k＝0,1,2…)，这点为减弱点，该处出现暗条纹．
【答案】　D
7．激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理，用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔Δt的乘积等于双缝间距．实验中可测得二次曝光时间间隔Δt、双缝到屏的距离l以及相邻两条亮纹间距Δx.若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是(　　)
A．v＝　 B．v＝
C．v＝ D．v＝
【解析】　根据Δx＝λ和d＝vΔt，得物体运动速度表达式v＝，所以B选项正确．
【答案】　B
[能力提升练]
8．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象，如图(a)所示是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，如图(b)所示是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，将金属线圈在其所在的平面内缓慢旋转，观察到的现象是(　　)
A．当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°
B．当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°
C．当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°
D．干涉条纹保持不变
【解析】　金属线圈在其所在竖直平面内缓慢旋转时，不影响薄膜上薄厚的分布，因而干涉条纹保持原来状态不变，D正确，故正确答案为D.
【答案】　D
9．光纤通信是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0.85 μm的单色光．用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1.06 μm的单色光．这样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，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＝1.47×1.06 μm≈1.56 μm.
(2)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】　见解析