（浙江專版）2019年高中物理 第十三章 光 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十三）光的干涉（含解析）新人教版選修3-4

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1、光的干涉 一、單項(xiàng)選擇題 1．如圖所示，用頻率為f的單色光垂直照射雙縫，在光屏上的P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋，已知光速為c，則P點(diǎn)到雙縫距離之差S2P－S1P應(yīng)為(　　) A. B. C. D. 解析：選B　單色光的波長(zhǎng)為λ＝，又P點(diǎn)出現(xiàn)第3級(jí)暗條紋，即S2P－S1P＝＝，選項(xiàng)B正確。 2．一束白光通過(guò)雙縫后在屏上觀察到干涉條紋，除中央白色條紋外，兩側(cè)還有彩色條紋，其原因是(　　) A．各色光的波長(zhǎng)不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋間距不同 B．各色光的速度不同，造成條紋的間距不同 C．各色光的強(qiáng)度不同，造成條紋的間距不同 D．各色光通過(guò)

2、雙縫到達(dá)一確定點(diǎn)的距離不同 解析：選A　各色光的頻率不同，波長(zhǎng)不同，在屏上得到的干涉條紋的寬度不同，各種顏色的條紋疊加后得到彩色條紋，故A正確。 3．在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果(　　) A．用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋 B．用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋 C．用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋 D．用紫光作為光源，屏上將看不到任何條紋 解析：選B　用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯(cuò)；用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅色條紋與暗條紋(即黑條紋)相間排列，B對(duì)；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉條紋，C錯(cuò)；紫光作為光源，也會(huì)發(fā)生雙縫干涉，

3、即出現(xiàn)紫色黑色相間的條紋，D錯(cuò)。 4．關(guān)于光的干涉的說(shuō)法正確的是(　　) A．在雙縫干涉現(xiàn)象里，亮條紋和暗條紋的寬度是不等的 B．在雙縫干涉現(xiàn)象里，把入射光由紅光換成紫光，相鄰兩個(gè)亮條紋間距將變寬 C．只有顏色相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉 D．顏色不同的兩列光波也能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，只是不穩(wěn)定 解析：選C　雙縫干涉條紋中亮條紋與暗條紋的寬度相等，A錯(cuò)；由干涉條紋的寬度正比于波長(zhǎng)知，波長(zhǎng)大，條紋寬，紅光的波長(zhǎng)大于紫光的波長(zhǎng)，故入射光由紅光換成紫光，相鄰兩個(gè)亮條紋間距將變窄，B錯(cuò)；頻率決定光的顏色，由光的干涉條件知C對(duì)，D錯(cuò)。 5．如圖所示為單色光雙縫干涉實(shí)驗(yàn)?zāi)骋粫r(shí)刻的波形，實(shí)線表示波峰，

4、虛線表示波谷。在此時(shí)刻，介質(zhì)中A點(diǎn)為波峰相疊加點(diǎn)，B點(diǎn)為波谷相疊加點(diǎn)，A、B連線上的C點(diǎn)為某中間狀態(tài)相疊加點(diǎn)。如果把屏分別放在A、B、C三個(gè)位置，那么(　　) A．A、B、C三個(gè)位置都出現(xiàn)亮條紋 B．B位置處出現(xiàn)暗條紋 C．C位置出現(xiàn)亮條紋或暗條紋要由其他條件決定 D．以上結(jié)論都不對(duì) 解析：選A　在干涉現(xiàn)象中，所謂“振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)”是指兩列波在該點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是相同，該點(diǎn)的振幅是兩列波的振幅之和，在某些時(shí)刻它也可以位于平衡位置(如題圖中C點(diǎn))。題圖中A、B、C三個(gè)位置到兩縫的距離差都為零，故都是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，都出現(xiàn)亮條紋，故A正確。 二、多項(xiàng)選擇題 6．下列關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

5、的說(shuō)法中正確的是(　　) A．單縫的作用是獲得一個(gè)線光源 B．雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況相反的相干光源 C．頻率相同、相位差恒定的兩列單色光能夠產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 D．照射單縫的單色光的頻率越高，光屏上出現(xiàn)的條紋寬度越寬 解析：選AC　在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，單縫的作用是獲得一個(gè)線光源，雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的光源，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；頻率相同、相位差恒定的兩列光可以發(fā)生干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)C正確；由c＝λf可得λ＝，頻率越高，波長(zhǎng)越短，條紋間距越窄，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7．關(guān)于光的干涉，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉 B．頻率不同的兩列光波也

6、能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，只是不穩(wěn)定 C．兩個(gè)完全相同的相干光源做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，從兩個(gè)狹縫到達(dá)屏上的路程差是光波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)亮條紋 D．兩個(gè)完全相同的相干光源做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，從兩個(gè)狹縫到達(dá)屏上的路程差是光波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)暗條紋 解析：選AC　發(fā)生干涉現(xiàn)象時(shí)兩列光的頻率必須相同，選項(xiàng)A正確；頻率不同不能產(chǎn)生干涉，而不是干涉不穩(wěn)定，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；干涉發(fā)生時(shí)出現(xiàn)亮條紋的條件是路程差是波長(zhǎng)的整數(shù)倍或者半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，選項(xiàng)C正確；干涉發(fā)生時(shí)出現(xiàn)暗條紋的條件是路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 8．雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，綠光通過(guò)單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2與單縫S的距離相等

7、，光通過(guò)雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點(diǎn)到兩縫的距離相等，P點(diǎn)是距O點(diǎn)最近的第一條亮條紋。已知紅光、綠光和藍(lán)光三種色光比較，紅光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，藍(lán)光的波長(zhǎng)最短，那么如果將入射的單色光換成紅光或藍(lán)光，討論屏上O點(diǎn)及其上方的干涉條紋的情況，下列敘述正確的是(　　) A．O點(diǎn)是紅光的亮條紋 B．紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方 C．O點(diǎn)不是藍(lán)光的亮條紋 D．藍(lán)光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方 解析：選AB　因O點(diǎn)到S1、S2的距離相等，Δr＝0，故各種色光在O點(diǎn)均為亮條紋，A正確，C錯(cuò)誤；藍(lán)光的波長(zhǎng) 最短，第一條亮條紋離O點(diǎn)最近，應(yīng)在P點(diǎn)下方，而紅光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，第一條亮條紋離O點(diǎn)

8、最遠(yuǎn)，應(yīng)在P點(diǎn)上方，故B正確，D錯(cuò)誤。 三、非選擇題 9．光纖通信是70年代以后發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)，世界上許多國(guó)家都在積極研究和發(fā)展這種技術(shù)。發(fā)射導(dǎo)彈時(shí)，可在導(dǎo)彈后面連一根細(xì)如蛛絲的光纖，就像放風(fēng)箏一樣，這種纖細(xì)的光纖在導(dǎo)彈和發(fā)射裝置之間，起著雙向傳輸信號(hào)的作用。光纖制導(dǎo)的下行光信號(hào)是鎵鋁砷激光器發(fā)出的在纖芯中波長(zhǎng)為0.85 μm的單色光。上行光信號(hào)是銦鎵砷磷發(fā)光二極管發(fā)射的在纖芯中波長(zhǎng)為1.06 μm的單色光。這種操縱系統(tǒng)通過(guò)這根光纖向?qū)棸l(fā)出控制指令，導(dǎo)彈就如同長(zhǎng)“眼睛”一樣盯住目標(biāo)。 根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題： (1)在光纖制導(dǎo)中，上行光信號(hào)在真空中的波長(zhǎng)是多少？ (2)為什么上行光信號(hào)和下行光信號(hào)要采用兩種不同頻率的光？(已知光纖纖芯的折射率為1.47) 解析：(1)設(shè)信號(hào)頻率為f，真空中的波長(zhǎng)為λ0，c＝λ0f，光在纖芯中的頻率仍為f，波長(zhǎng)為λ，則光在纖芯中的速度v＝λf，又n＝，可以得出λ0＝nλ＝1.47×1.06 μm≈1.56 μm。 (2)若上行光信號(hào)和下行光信號(hào)的頻率相同，將發(fā)生干涉現(xiàn)象而互相干擾。 答案：(1)1.56 μm　(2)見解析 - 4 -