上海市甘泉高中2019-2020学年物理沪科版选修3-4：4.1光的干涉 跟踪训练（含解析）

4.1光的干涉
1．下图为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹．若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以
A．将光屏移近双缝
B．更换滤光片，改用波长更长的单色光
C．增大双缝的间距
D．将光源向双缝移动一小段距离
2．下列现象中，属于光的色散现象的是（）
A．雨后天空出现彩虹
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．海市蜃楼现象
D．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹
3．我国南宋时期的程大昌在其所著的《演繁露》中叙述道：“凡雨初霁，或露之未晞，其余点缀于草木枝叶之末……日光入之，五色俱足，闪铄不定。是乃日之光品著色于水，而非雨露有此五色也。”这段文字记叙的是光的何种现象
A．反射 B．色散 C．干涉 D．衍射
4．1801年，一位英国科学家首次在实验室里观察到了光的干涉现象，他是
A．托马斯·杨 B．泊松 C．牛顿 D．麦克斯韦
5．在薄膜干涉实验中，发生干涉的两列光的光程差( )
A．等于入射处薄膜的厚度
B．等于入射处薄膜厚度的两倍
C．与入射光的波长有关
D．与观察者到薄膜的距离有关
6．下列图中属于双缝干涉图像的是（ ）
A． B． C． D．
7．在杨氏双缝实验中，若两缝之间的距离稍为加大，其他条件不变，则干涉条纹将
A．变密 B．变疏 C．不变 D．消失
8．（多选)以下说法中正确的是
A．增透膜是利用了光的色散现象
B．电子表的液晶显示是利用了光的偏振现象
C．照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的全反射现象
D．电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的
E. 声波击碎玻璃杯的实验原理是共振
9．下面是四种与光有关的事实，其中与光的干涉有关的是（ ）
A．用光导纤维传播信号
B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度
C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带
D．水面上的油膜呈现彩色
10．为检测矿泉水的品质，我们可以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，特制容器不影响光的传播，放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气，特制容器未画出)，通过对比填充矿泉水后的干涉条纹间距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．设空气的折射率为1，则下列说法正确的是（ ）
A．x2＞x1
B．x2＜x1
C．该矿泉水的折射率为
D．该矿泉水的折射率为
11．在双缝干涉实验中，光屏上某点到双缝和的路程差为，如果用频率为的光照射双缝，试问：
（1）该光的波长是多少？
（2）试通过计算分析点出现亮条纹还是暗条纹？
12．某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。测量时，选用的双缝的间距为0.250mm，测得屏与双缝间的距离为1.30m，第1条暗条纹到第5条暗条纹之间的距离为9.48mm。求所测单色光的波长。(结果以纳米为单位，保留3位有效数字)。

13．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上点P的距离之差为0.6 μm，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，试分析判断点P应出现亮条纹还是暗条纹？分别为第几条亮条纹或暗条纹？
14．如图所示，在双缝干涉实验中，S1、S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P到S1、S2的距离之差为，现分别用A、B两束单色光在空气中做双缝干涉实验。
（1）若A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4l0-7m，则P点是亮条纹还是暗条纹；
（2）若B光在某介质中的波长为3.15l0-7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°，则P点是亮条纹还是暗条纹。
参考答案
1．B
【解析】
试题分析：双缝干涉的相邻条纹间距，其中是双缝到光屏的距离，是双缝间距，是入射光的波长，将光屏移近双逢，使得变小，条纹间距变小，选项A错．改用波长更长的单色光，变大，条纹间距变大，选项B对．增大双缝的间距即增大条纹间距变小，选项C错．将光源向双缝移动一小段距离，对条纹间距没有影响，选项D错．
考点：双逢干涉条纹间距
2．A
【解析】雨后天空出现彩虹属于光的色散，A正确；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射，B错误；海市蜃楼现象属于光的折射现象，C错误；日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹属于薄膜干涉，D错误．
3．B
【解析】试题分析：雨后当太阳光射入空气中的小水滴时，太阳光经过折射发生色散，从而感觉雨露呈现彩色．
雨过天晴时，太阳光照在枝叶上的雨珠上，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，B正确．
4．A
【解析】英国物理学家托马斯?杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象，A正确．
5．C
【解析】
在薄膜干涉实验中，发生干涉的两列光的光程差等于入射处薄膜厚度的两倍，选B.
6．A
【解析】
双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹是不等间距，即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹．可知A正确．
7．A
【解析】
根据公式，若两缝之间的距离稍为加大，即d变大，则△x变窄，即干涉条纹变密，故A正确，BCD错误．故选A．
【点睛】
此题考查条纹的间距公式的应用，注意影响条纹间距的因素．
8．BDE
【解析】光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，由前后两表面的反射光线，频率相同，进行相互叠加，故A错误；液晶显示是利用了光的偏振现象，故B正确；照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光，故C错误；电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的，D正确；当声波的频率等于玻璃杯的固有频率时玻璃杯震荡最剧烈，最容易被击碎，即声波击碎玻璃杯的实验原理是共振，E正确；
9．BD
【解析】
A．光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号，与光的干涉无关．选项A错误；
B．检查平面的平整度的原理是经过空气层的前后两面反射的光线在标准样板的下表面叠加发生薄膜干涉形成干涉条纹，故与光的干涉有关，选项B正确；
C．白光是复色光，而同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同，故虽然不同的单色光的入射角相同，但经玻璃折射后的出射角不同，即发生了色散是折射的结果，与光的干涉无关，选项C错误；
D．光照射在水面上的油膜上光在油膜的上下两个表面分别发生反射，两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹，故与光的干涉有关，选项D正确；
故选BD．
【名师点睛】
解答此题要知道：光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号；检查平面的平整度是利用薄膜干涉；色散是同种玻璃对不同的单色光的折射率不同造成的；水面上的油膜呈现彩色是薄膜干涉造成的．
10．BC
【解析】
由 知，；装置相同，由折射定律得：，故故BC正确，AD错误．
11．（1）（2）暗条纹
【解析】
(1)由公式可得
(2)p到双缝S1和S2的路程差为
所以是暗条纹。
12．
【解析】
第1条暗条纹到第5条暗条纹之间的距离为9.48mm，则两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为
将数据代入公式可得该色光的波长
13．用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹
【解析】
如图所示，双缝S1、S2到光屏上任一点P的路程差Δr＝S2S2′，当Δr等于单色光波长的整数倍时，S2和S1同时到达波峰或波谷，由S1和S2发出的光在点P互相加强，点P出现亮条纹；当Δr等于单色光半个波长的奇数倍时，若S2到达波峰(波谷)，则S1到达波谷(波峰)，这样由S1和S2发出的光在点P互相抵消，点P出现暗条纹．
频率为f1的单色光波长
λ1＝＝＝0.6×10－6m＝0.6μm
频率为f2的单色光波长
λ2＝＝＝0.4×10－6 m＝0.4μm
可见
Δr＝λ1，Δr＝λ2
可见，用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹．
14．（1）暗条纹；（2）明条纹
【解析】
（1）由于光从一种介质进入另一种介质中频率不变，故
根据
求得
k＝3.5
于是P点出现暗条纹。
(2）对B光由临界角为37°可知
故
根据
求得

于是P点出现明条纹