4.4光的干涉
1.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
2.一束由、两单色光组成的复色光从空气射向由玻璃材料制成的棱镜,经三棱镜折射分离成两束单色光、,如图所示,则下列说法正确的是
.
A.光在玻璃中的传播速度小于光在玻璃中的传播速度
B.光在真空中的波长大于光在真空中的波长
C.光在玻璃中的频率小于在真空中的频率
D.光从玻璃射向空气的临界角大于光从玻璃射向空气的临界角
E.、两束光分别通过同一双缝干涉试验仪,光干涉条纹的间距大于光干涉条纹的间距
3.下列说法中正确的是
A.简谐运动的回复力不可能是恒力
B.当声源静止、观察者运动时,一定能观察到多普勒效应
C.双缝干涉实验中双缝作用是形成相干波
D.物体做受拍振动时的频率由固有频率决定
4.图示为双缝干涉实验的示意图,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹,若要想减小干涉图样相邻亮条纹的间距,下列做法正确的是____。
A.用红光替换绿光
B.用紫光替换绿光
C.增大单缝屏到双缝屏的距离
D.减小双缝屏到光屏的距离
E.增大S1与S2的间距
5.下列高中物理教材上插图涉及到光的干涉原理的是(
)
A.
B.
C.
D.
6.两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖,O是圆心,MN是法线,PQ是足够长的光屏。甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点,折射角为r。则下列说法正确的是
A.乙光以i入射时一定发生全反射
B.甲光的频率比乙光的频率大
C.光的干涉现象说明光是一列横波
D.甲光在玻璃砖中的临界角C满足
E.若绕O点逆时针旋转玻璃砖,PQ上可能接收不到甲光
7.某一质检部门为检测一批矿泉水的质量,利用干涉原理测定矿泉水的折射率.方法是将待测矿泉水填充到特制容器中,放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气),如图所示,特制容器未画出,通过比对填充后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率.则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)
A.x2B.x2>x1
C.该矿泉水的折射率为
D.该矿泉水的折射率为
8.如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,则( )
A.图中a光为偏振光
B.图中b光为偏振光
C.以SP为轴将B转过后,在P处将看到光亮
D.以SP为轴将B转过后,在P处将看到光亮
E.以SP为轴将A转过后,在P处将看到光亮
9.只含有a、b两种单色光的复色光由真空射向某种介质,光路如图所示,则下列说法正确的是(
)
A.a光在玻璃砖中的传播速度比b光小
B.a光的频率比b光小
C.a光的临界角比b光小
D.a、b通过相同的双缝干涉实验装置,a光的条纹间距比b光大
10.下列说法正确的是___________
A.机械波和电磁波都能发生干涉、衍射现象
B.海啸发生后尚未到达海岸边,沿海渔民没有反应,但狗显得烦噪不安,这是因为次声波传播速度比超声波大
C.一质点做简谐运动,质点每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同
D.光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象
E.
在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度都是不相同的
11.在利用双缝干涉测量光的波长实验中,转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹,读出手轮的读数0.045mm,如图甲所示.继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹,如图乙所示,读出手轮的读数为_______mm.如果已经量得双缝的间距是0.30
mm,双缝和光屏之间的距离是900
mm,则待测光的波长是___________m.(结果保留三位有效数字)
12.用双缝干涉测光的波长.实验装置如图(甲)所示,已知单缝与双缝间的距离L1=100mm,双缝与屏的距离L2=700mm,双缝间距d=0.25mm.用测量头来测量亮纹中心的距离.测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图(乙)所示),记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数.
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图(丙)所示,则对准第1条时读数x1=2.190mm、对准第4条时读数x2=______________mm
(2)根据以上条件,可算出这种光的λ=______________nm(保留三位有效数字)
(3)在双缝干涉实验中发现条纹太密,难以测量,下列操作中可以使条纹变稀疏的是(______)
A.改用波长较短的光(如紫光)做入射光
B.增大双缝到屏的距离
C.减少双缝间距
D.增大双缝间距
13.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,用图甲装置测量红光的波长:
(1)图甲中标示的器材
“A”应为_______;?
(2)图乙中测量头的读数为____mm;?
(3)下列操作正确的是____。
?
A.先调节光源高度,观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头
B.接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压
C.观察到条纹比较模糊,可以调节拨杆进行调整
D.测量某亮条纹位置时,目镜分划板中心刻度线与该亮纹边缘重合
(4)下列图示中条纹间距表示正确是____。?
参考答案
1.D
【解析】
双缝干涉的条纹间距,为双缝到屏的距离,为入射光的波长,是双缝的间距.白光通过双缝后对7种单色光来讲,只有有是不同的,所以条纹间距不同,导致7种单色光的亮条纹暗条纹交替出现形成彩色条纹,各种色光传播的速度都一样m/s,,波长不同即频率不同,
D正确.。
2.BDE
【解析】
A.由图可知,通过三棱镜后,a光的偏折角小于b光的偏折角,故说明玻璃对a光的折射率小于b光的折射率,根据v=c/n分析可知,a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度,故A错误;
B.a光的折射率小于b光的折射率,说明a光的频率小于b光的频率,由c=λf知,a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长,故B正确;
C.光的频率由光源决定,与介质无关,所以a光在玻璃中的频率与在真空中的频率相等,故C错误;
D.a光的折射率小于b光的折射率,根据全反射临界角公式sinC=1/n分析知,a光的临界角比b光的大,故D正确.
E.a光的波长大于b光,由双缝干涉条纹间距公式可知,a光的干涉条纹大于b光的干涉条纹,故E正确.
故选BDE.
3.AC
【解析】
A.简谐运动的回复力随位移的变化而变化,则不可能是恒力,选项A正确;
B.当声源静止、观察者靠近或者远离声源时,才能观察到多普勒效应,选项B错误;
C.双缝干涉实验中双缝作用是形成相干波,选项C正确;
D.物体做受迫振动时的频率由驱动力的频率决定,与固有频率无关,选项D错误.
4.BDE
【解析】
AB.根据条纹间距公式
可知,用波长小的光可以减小条纹间距,紫光比绿光波长短,红光比绿光波长长,故A错误B正确。
C.
根据条纹间距公式
可知,增大单缝屏到双缝屏的距离,不会改变条纹间距,故C错误。
DE.
根据条纹间距公式
可知,减小双缝屏到光屏的距离L,增大S1与S2的间距d,都可以减小条纹间距,故DE正确。
5.BC
【解析】
A.图中用到的光导纤维,采用的是全反射的原理,故A错误;
B.全息照相利用的是光的干涉原理,故B正确;
C.镜头玻璃的颜色利用的是薄膜干涉原理,故C正确;
D.图象中是光的衍射现象,故D错误;
6.BDE
【解析】
AB.根据双缝干涉条纹的间距公式:△x=λ,知甲的波长较小,乙的波长较大,所以甲的频率大,乙的频率小,对同一种介质,甲的折射率大。根据全反射的临界角:sinC=可知甲的临界角小,乙的临界角大,当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点发生折射时,乙光以i入射时一定不会发生全反射。故A错误,B正确。
C.光的干涉现象说明光具有波动性,但不能说明光是横波,光的偏振现象才能说明光是一种横波。故C错误。
D.根据全反射的临界角:sinC=,结合:n=,所以甲光在玻璃砖中的临界角C满足:sinC=。故D正确。
E.若绕O点逆时针旋转玻璃砖,随i的增大,由于甲的临界角小,先发生全反射,所以PQ上可能接收不到甲光。故E正确。
7.AC
【解析】
AB.根据双缝干涉条纹的间距公式:
可以知道光在水中的波长小于空气中的波长,所以在水中的干涉条纹间距小于填充前的干涉条纹间距,所以A正确,B错误;
CD.根据双缝干涉条纹的间距公式:
可得:
所以.故C正确,D错误
8.BDE
【解析】
A.自然光沿各个方向发散是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只沿着某一特定方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光,则A错误;
B.它通过A偏振片后,即变为偏振光,则B正确;
C.设通过A偏振片的光沿竖直方向振动,P点无光亮,则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光,将B转过后,P处仍无光亮,故C错误;
D.设通过A偏振片的光沿竖直方向振动,P点无光亮,则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光,若将B转过,则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片,则偏振光能通过B,即在P处有光亮,
故D正确;
E.设通过A偏振片的光沿竖直方向振动,P点无光亮,则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光,以SP为轴将A转过后,则过A偏振片只能通过水平方向振动的偏振光,所以此光也能通过B偏振片,故E正确。
9.AC
【解析】
A.由题,两光束的入射角i相同,折射角ra<rb,根据折射定律得到,折射率na>nb.由公式分析得知,在玻璃砖中a光的速度比b光的速度小。故A正确。
B.由于b光的折射率较小,则b光的频率较小,故B错误。
C.根据分析知:a光的折射率大,临界角小,故C正确。
D、折射角ra>rb,频率fa>fb,则波长λa<λb,根据公式,则知a光的干涉条纹间距小于b光的间距。故D错误。
10.ACD
【解析】
明确波的性质;狗能接受到次声波,但人无法接受次声波;简谐运动中,质点经过同一位置,速度不一定相同,而加速度一定相同;根据光速不变原理,判断在不同参考系中,光在真空中的速度.
【详解】
A、所有的波都具有的特性是:能产生干涉和衍射现象;故A正确.
B、海啸发生时,发出很强的次声波,狗能接受到次声波,但人无法接受次声波;故B错误.
C、做简谐运动的质点每次通过同一位置时,位移一定,速度有两种可能的方向,速度不一定相同,加速度一定相同;故C正确.
D、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象;故D正确.
E、根据光速不变原理,在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度都是相同的;故E错误.
故选ACD.
【点睛】
本题考查了物理光学以及波动和振动的基础知识,要求学生熟悉教材中的基本知识和基本规律.
11.14.535
5.37×10-7
【解析】
图甲螺旋测微器的读数为0mm+0.01×4.5mm=0.045mm.图乙螺旋测微器读数为14.5mm+0.01×3.5mm=14.535mm.
第一个是0.045mm,第二个是14.535mm,它们的差值是14.490mm,
中间跨越了10-1=9个条纹间距,所以条纹间距是:
根据条纹间距公式变形得:
12.7.868
676
BC
【解析】
(1)
螺旋测微器的固定刻度为7.5mm,可动刻度为36.8×0.01mm=0.368mm,所以最终读数为7.5mm+0.368mm=7.868mm,所以对准第4条时读数为
(2)相邻条纹的间距为,根据得波长为;
(3)根据得要使条纹变稀疏,则减小双缝间距,增大双缝到屏的距离,或增大入射光的波长,故选项B、C正确,A、D错误.
13.红光滤色片(写滤光片也对)
(10.34~10.40)
mm
ABC
C
【解析】
(1)[1].图甲中标示的器材
“A”应为红光滤色片;
(2)[2].图乙中测量头的读数为:10mm+18×0.02mm=10.36mm;?
(3)[3].A.
根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验操作步骤可知,安装器材的过程中,先调节光源高度,观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再安装单缝、双缝以及装上测量头,故A正确;
B.若要小灯泡正常发光,则接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压,故B正确;
C.观察到条纹比较模糊,可能是单缝与双缝不平行,可以调节拨杆进行调整,故C正确;
D.测量某亮条纹位置时,目镜分划板中心刻度线与该亮纹的中心重合,故D错误.
(4)[4].干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和,为两个相邻的明条纹(或暗条纹)的中心之间的距离,故图C是正确的,图ABD错误.