2024年新教材高中物理第四章光及其应用第四节光的干涉训练含解析粤教版选择性必修第一册.doc
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第四节光的干涉
A级合格达标
1.以下光源可作为相干光源的是()
A.两个相同亮度的烛焰 B.两个相同规格的灯泡
C.双丝灯泡 D.出自一个点光源的两束光
解析:A、B、C三项中的光源均不是相干光源,故A、B、C错误;D项中两束光是来自同一点光源,两束光完全相同是相干光源,故D正确.
答案:D
2.下列现象中可以用薄膜干涉来说明的是()
A.雨后的彩虹
B.水面上的油膜在阳光照耀下呈彩色
C.透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色
D.荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮
解析:雨后的彩虹是色散现象,A错误;透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色是衍射现象,C错误;水珠在阳光下晶莹透亮是全反射的结果,D错误;油膜在阳光照耀下呈彩色是薄膜干涉的结果,B正确.
答案:B
3.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
解析:题中两光源发出的光都是白光,频率不确定,无法比较,A错误;光的强度对光的干涉没有影响,B错误;光速在真空中是确定的,它对光的干涉也没有影响,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,D正确.
答案:D
4.(多选)如图所示,一束白光从左侧射入肥皂薄膜,下列说法中正确的是()
A.人从右侧向左看,可以看到彩色条纹
B.人从左侧向右看,可以看到彩色条纹
C.彩色条纹水平排列
D.彩色条纹竖直排列
解析:一束白光射到肥皂薄膜上,经前后两个面反射回来的光相遇,产生干涉现象,从左侧向右看可看到彩色条纹;因为薄膜同一水平线上的厚度相同,所以彩色条纹是水平排列的,故正确答案为B、C.
答案:BC
5.如图所示,用单色光做双缝干涉试验,P处为其次条暗条纹,改用频率较低的单色光重做上述试验(其他条件不变,屏足够大),则同侧其次条暗条纹的位置()
A.仍在P处
B.在P点上方
C.在P点下方
D.要将屏向双缝方向移近一些才能看到
解析:由λ=eq\f(c,f)知,f变小,λ变大.若出现其次条暗条纹,则P到双缝的路程差Δr=eq\f(3,2)λ,当λ变大时,Δr也要变大,故其次条暗条纹的位置向上移,在P点上方,B正确.
答案:B
6.下列关于双缝干涉试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状况相同的相干光源
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
解析:在双缝干涉试验中,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状况,双缝的作用是获得两个振动状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状况下,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,满意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视察的便利,故D项错误.
答案:B
7.在双缝干涉试验中,分别用红色和绿色的激光照耀同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的相邻干涉条纹间距Δx1与绿光的相邻干涉条纹间距Δx2相比,Δx1Δx2(选填“>”“=”或“<”).若试验中红光的波长为630nm,双缝与屏幕的距离为1.00m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm,则双缝之间的距离为
mm.
解析:双缝干涉条纹间距Δx=eq\f(l,d)λ,红光波长长,所以红光的双缝干涉条纹间距较大,即Δx1>Δx2.相邻条纹间距Δx=eq\f(10.5mm,5)=2.1mm=2.1×10-3m,依据Δx=eq\f(l,d)λ可得d=eq\f(lλ,Δx)=0.300mm.
答案:>0.300
8.为了削减光在透镜表面由于反射带来的损失,可在透镜表面涂上一层增透膜,一般用折射率为1.38的氟化镁.为了使波长为5.52×10-7m的绿光在垂直表面入射时的反射光干涉相消,求所涂的这种增透膜的最小厚度.
解析:设绿光在真空中的波长为λ0,在增透膜中的波长为λ,由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得n=eq\f(c,v)=eq\f(λ0f,λf),即λ=eq\f(λ0,n).反射光干涉相消,那么增透膜最小厚度d=eq\f(1,4)λ=eq\f(λ0,4n)=eq\f(5.52×10-7,4×1.38)m=1×10-7m.
答案:1×10-7m
B级等级提升
9.在双缝干涉试验中,双缝到光屏上P点的距离之差为0.6μm,若分别用频率为f1=5.0×1014H