2019-2020學(xué)年高中物理 課時分層作業(yè)13 光的干涉（含解析）新人教版選修3-4

《2019-2020學(xué)年高中物理 課時分層作業(yè)13 光的干涉（含解析）新人教版選修3-4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 課時分層作業(yè)13 光的干涉（含解析）新人教版選修3-4（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、課時分層作業(yè)(十三) (限時40分鐘) [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練] 1．對兩列光波在空中疊加，以下說法中正確的是(　　) A．不同的色光有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 B．不同的色光不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 C．光的強(qiáng)度不同有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 D．光的強(qiáng)度不同不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 E．是否發(fā)生干涉現(xiàn)象與光的強(qiáng)度無關(guān) BCE　[兩列光波疊加是否發(fā)生干涉現(xiàn)象關(guān)鍵看兩列光波是否是相干光，即是否滿足頻率相同、相位差恒定的條件，不同的色光頻率不同，所以不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故B項正確；光的強(qiáng)度不同，但仍有可能滿足相干條件，也就是有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故選項C、E正確，D錯誤．] 2．關(guān)于光的干涉，下列說法中正確的是(　

2、　) A．在雙縫干涉現(xiàn)象里，相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是相等的 B．在雙縫干涉現(xiàn)象里，入射光波長變短，相鄰兩個明條紋間距將變窄 C．只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉 D．頻率不同的兩列光波也能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，只是不穩(wěn)定 E．頻率不同的光不可能疊加 ABC　[在雙縫干涉現(xiàn)象中，相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是相等的，入射光的波長越長，相鄰兩個明條紋的間距越大；兩列波產(chǎn)生干涉時，頻率必須相同．任何兩列光波都能疊加．] 3．楊氏雙縫干涉實(shí)驗中，下列說法正確的是(n為自然數(shù)，λ為光波波長)(　　) A．在距雙縫的光程差相等的點(diǎn)形成暗條紋 B．在距雙縫的光程差為nλ的點(diǎn)形成明條

3、紋 C．在距雙縫的光程差為n的點(diǎn)形成明條紋 D．在距雙縫的光程差為λ的點(diǎn)形成暗條紋 E．在雙縫的光程差相等的點(diǎn)一定出現(xiàn)明條紋 BDE　[在雙縫干涉實(shí)驗中，當(dāng)某處距雙縫距離之差Δδ為波長的整數(shù)倍時，即Δδ＝nλ，n＝0、1、2、3…，則這點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，該處出現(xiàn)明條紋；當(dāng)距離之差Δδ為半波長的奇數(shù)倍時，即Δδ＝(2n＋1)，n＝0、1、2、3…，則這點(diǎn)為減弱點(diǎn)，該處出現(xiàn)暗條紋．B、D、E正確．] 4.如圖所示，用一束平行的白光經(jīng)圖示裝置垂直照到擋光板Q上，板上開兩條靠得很近的平行狹縫S1、S2，在屏P上可以看到干涉條紋，O點(diǎn)是屏上到兩狹縫距離相等的一點(diǎn)，則干涉條紋是________的，O點(diǎn)

4、是________點(diǎn)． [解析]　不同顏色的光波長不同，白色光含有不同顏色的光，各種色光形成的干涉條紋間距不同，故顯示的條紋是彩色的．O到S1、S2的距離相同，所以各色光在此處均為亮紋． [答案]　彩色　亮 5.煤礦中的瓦斯危害極大，某同學(xué)查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率，于是他根據(jù)雙縫干涉現(xiàn)象設(shè)計了一個監(jiān)測儀，其原理如圖所示：在雙縫前面放置兩個完全相同的透明容器A、B，容器A與干凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測瓦斯?jié)舛龋绻恋恼醒隣點(diǎn)變?yōu)榘导y，說明B中氣體一定__________瓦斯． [解析]　如果屏的正中央O

5、變?yōu)榘导y，說明從兩個子光源到屏的光程差發(fā)生變化，所以B中氣體一定含瓦斯． [答案]　含 6．光通過雙縫后在屏上產(chǎn)生彩色條紋，若用紅色和綠色玻璃各擋住一縫，則屏上________干涉條紋(填“有”或“無”)． [解析]　紅光和綠光的頻率不同，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象． [答案]　無 7．在雙縫干涉實(shí)驗中，光屏上P點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離之差ΔS1＝0.75 μm，光屏上Q點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離之差ΔS2＝1.5 μm.若用頻率ν＝6.0×1014 Hz的黃光照射雙縫，則P點(diǎn)出現(xiàn)_______條紋，Q點(diǎn)出現(xiàn)_______條紋． [解析]　由光的頻率ν＝6.0×1014 Hz，知光的波長λ＝＝

6、5×10－7 m．P點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離之差ΔS1＝0.75 μm＝7.5×10－7 m＝1.5λ.Q點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離之差ΔS2＝1.5 μm＝15×10－7 m＝3λ，因此，P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋，Q點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋． [答案]　暗　亮 8．如圖所示，在雙縫干涉中，若用λ1＝5.0×10－7m的光照射，屏上O為中央亮條紋，屏上A為第二級亮條紋所在處，若換用λ2＝4.0×10－7m的光照射時，屏上O處是什么情況？屏上A處又是什么情況？ [解析]　屏上O點(diǎn)到雙縫的距離之差，無論用何種光做實(shí)驗，路程差都是0，所以O(shè)處仍為亮條紋，此亮條紋為中央亮紋．設(shè)屏上A點(diǎn)到雙縫的距離差為Δx，因用λ1

7、＝5.0×10－7 m的光照射時，A處為第二級亮條紋，有Δx＝2λ1，但對λ2的入射光來說Δx＝kλ2，故Δx＝2λ1＝1×10－6 m＝kλ2＝k×4.0×10－7 m有k＝2.5，即Δx為的奇數(shù)倍，所以A處為暗條紋，則：Δx＝(2n＋1)(n＝0，±1，±2，±3…) 解得n＝2，而n＝0時為一級暗條紋，因n＝2， 所以A處為三級暗條紋． [答案]　O處為亮條紋　A處為三級暗條紋 [能力提升練] 9．某同學(xué)利用如圖所示實(shí)驗觀察光的干涉現(xiàn)象，其中A為單縫屏，B為雙縫屏，C為光屏．當(dāng)他讓一束陽光照射A屏?xí)r，C屏上并沒有出現(xiàn)干涉條紋，他移走B后，C上出現(xiàn)一窄亮斑．分析實(shí)驗失敗的原因可能

8、是________． [解析]　雙縫干涉中單縫的作用是獲得線光源，而線光源可以看做是由許多個點(diǎn)光源沿一條線排列組成的，這里觀察不到光的干涉現(xiàn)象是由于單縫太寬，得不到線光源． [答案]　單縫S太寬 10.如圖所示，在用單色光做雙縫干涉實(shí)驗時，若單縫S從雙縫S1、S2的中央對稱軸位置處稍微向上移動，還能不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象？如果能，中央亮紋向哪移動？ [解析]　本實(shí)驗中單縫S的作用是形成頻率一定的線光源，雙縫S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移動S后，沒有改變傳到雙縫的光的頻率，由S1、S2射出的仍是相干光．若單縫S稍微向上移動，則單縫S發(fā)出的光到達(dá)屏上P點(diǎn)的下方某點(diǎn)的光程差為零，故

9、中央亮紋下移． [答案]　仍可產(chǎn)生干涉條紋，且中央亮紋P的位置略向下移． 11.如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1和S2的距離之差為2.1 μm.今分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗，問P點(diǎn)處是亮條紋還是暗條紋？ (1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長為4×10－7m； (2)已知B光在某種介質(zhì)中波長為3.15×10－7 m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時臨界角為37°. [解析]　(1)設(shè)光在空氣中的波長為λ1，由于在介質(zhì)中傳播時頻率不變，所以由n＝得：λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m.由光程差Δδ＝

10、2.1 μm＝2.1×10－6 m得：N1＝＝＝3.5.由此可知，從S1、S2到P點(diǎn)的光程差是半波長的奇數(shù)倍，故P點(diǎn)處為暗條紋．(2)根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系，sin C＝，所以n＝＝，所以B光在空氣中的波長為λ3＝nλ2介＝×3.15×10－7 m＝5.25×10－7 m．由光程差和波長的關(guān)系：N2＝＝＝4.由此可知，當(dāng)B光做光源時，P點(diǎn)處為亮條紋． [答案]　(1)暗條紋　(2)亮條紋 12．如圖所示，用激光束照射雙縫干涉實(shí)驗裝置，后面屏上出現(xiàn)干涉條紋，其中單縫的作用是產(chǎn)生線光源，單縫、雙縫應(yīng)平行放置．若將單縫繞中心軸旋轉(zhuǎn)(不超過90°)條紋將發(fā)生什么變化？若將雙縫繞中心軸旋轉(zhuǎn)(不超過90°)條紋將發(fā)生什么變化？ [解析]　在雙縫干涉實(shí)驗中，單縫的作用是形成線光源，雙縫的作用是形成振動情況相同的相干光源，當(dāng)單縫旋轉(zhuǎn)時，雙縫被照亮的面積減小，雙縫雖然仍能形成相干光源，但由于通過雙縫的光能量減少，所以屏上仍能產(chǎn)生干涉條紋，但條紋變暗．當(dāng)雙縫旋轉(zhuǎn)時，同樣會導(dǎo)致干涉條紋變暗．同時，干涉條紋保持與雙縫平行，也隨雙縫的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)． [答案]　見解析 - 5 -