2021学年高中物理分层训练十二光的干涉含解析新人教版选修34

-1-分层训练(十二)光的干涉A组：基础达标练1．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2．真空中，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3．某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏．当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑．分析实验失败的原因可能是()A．单缝S太窄B．单缝S太宽C．S到S1和S2距离不相等D．阳光不能作为光源4．关于光的干涉，下列说法中正确的是()A．在双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．在双缝干涉现象中，把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽C．在双缝干涉现象中，将绿光换成红光，相邻两个亮条纹间距将变宽D．在双缝干涉现象中，入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫5.如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第三条暗条纹，已知-2-光速为c，则P点到双缝的距离之差r2－r1应为()A.c2fB.3c2fC.2c3fD.5c2f6．(多选)分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验．已知λ红＞λ紫，在屏上得到相邻亮纹间的距离分别为Δx1和Δx2，则()A．Δx1＜Δx2B．Δx1＞Δx2C．若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx增大D．若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx不变B组：能力提升练7．(多选)如图所示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，则下列说法正确的是()A．屏上的干涉条纹的间距将变大B．屏上的O点可能出现暗条纹C．屏上的P1位置仍然可能为亮条纹的中心D．屏上的P1位置可能为暗条纹的中心8．如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2的距离之差为2.1μm.今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点处是亮条纹还是暗条纹？(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7m；(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7m，当B光从这种介质射向空气时临界角为37°.-3-分层训练(十二)光的干涉1．解析：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A项错误，B项正确．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条纹，C项错误．两列光波要相遇就会叠加，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D项错误．答案：B2．解析：题中两光源发出的光都是白光，频率不确定，没法比较，选项A错误；光的强度对光的干涉没有影响，选项B错误；光速在真空中是确定的，它对光的干涉也没有影响，选项C错误；不同光源发出的光频率一般不同，所以不会产生干涉现象，这样的光源不是相干光源，选项D正确．答案：D3．解析：双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看成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单缝太宽，得不到线光源．故选项B正确．答案：B4．解析：在双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，故A错误；入射光的波长越长，相邻两个亮条纹的间距越大，故B错误，C正确；由于各色光条纹间-4-距不同，且红光条纹最宽，紫光条纹最窄，故彩色条纹应为内紫外红，D错误．答案：C5．解析：由题中条件可知，r2－r1＝52λ，又因为λ＝cf，则可得D项正确．答案：D6．解析：由Δx＝ldλ，λ红＞λ紫，得Δx1＞Δx2.当双缝间距d减小，其他条件不变时，条件间距Δx应增大．故选B、C.答案：BC7．解析：根据公式Δx＝ldλ可知，若将双缝间的距离变小，即d变小，其他条件不变，则条纹间距变大，所以P1到双缝的路程差小于一个波长，不可能还是亮条纹的中心，但可能为暗条纹的中心，故A、D正确，C错误；双缝干涉实验中，若将双缝间的距离变小，通过双缝S1、S2的光仍然是相干光，到O点的路程差仍然为零，即屏上的O点仍然为中央亮条纹的中心，B错误．答案：AD8．解析：(1)设光在空气中的波长为λ1，由于在介质中传播时频率不变，所以由n＝λ1λ2得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m.由光程差Δδ＝2.1μm＝2.1×10－6m得N1＝Δδλ1＝2.1×10－66×10－7＝3.5.由此可知，从S1、S2到P点的光程差是半波长的奇数倍，故P点处为暗条纹．(2)根据临界角与折射率的关系，sinC＝1n，可得n＝1sin37°＝53，所以B光在空气中的波长为λ3＝nλ2介＝53×3.15×10－7m＝5.25×10－7m．由光程差和波长的关系：N2＝Δδλ3＝2.1×10－65.25×10－7＝4.由此可知，当B光作光源时，P点处为亮条纹．答案：(1)暗条纹(2)亮条纹