人教版选修3-4第13章第3节光的干涉练习.doc
人教版高中物理选修3-4第十三章第三节光的干涉课时作业.docx
高中物理学习材料桑水制作一、选择题1．能发生干涉的两束光应是( )A．亮度一样B．颜色一样C．频率相等D．传播方向相同解析：选C.发生干涉的条件是两光源的频率相同，振动方向相同，相位差恒定．2．关于光的干涉，下列说法中正确的是( )A．在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．在双缝干涉现象里，入射光波长变短，相邻两个明条纹间距将变宽C．只有频率相同的两列光波才能产生干涉D．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定解析：选C.在双缝干涉现象中，相邻两明条纹和相邻两暗条纹间距是相等的，入射光的波长越长，相邻两个明条纹间距越大，两列波产生干涉时，频率必须相同．3．如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么( )A．A、B、C三个位置都出现亮条纹B．B位置处出现暗条纹C．C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D．以上结论都不对解析：选A.本题中，A、B、C三点总是振动加强的点，屏上对应出现的都是亮条纹．另外，要特别注意波谷与波谷相遇的点(图中B点)振动也是加强的，不要以为B点是暗的．4．(2013·温州高二检测)如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图．乙图为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹．若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为：红光的波长最长，紫光的波长最短．则以下说法正确的是( )A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B ．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C ．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D ．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短解析：选A.根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中条纹的间距就越大，由本题的条件可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长，因此选项B 、C 、D 错误，A 正确．5．(2013·哈尔滨高二检测)先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大的那种单色光比另一种单色光( )A ．在真空中的波长较短B ．在玻璃中传播速度较大C ．在玻璃中传播时，折射率较大D ．频率较小解析：选BD.干涉条纹间距越大，光波波长越长，频率越小，折射率越小，在介质中传播速度越大，故A 、C 错误，B 、D 正确．6．双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S 1和S 2与单缝S 的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等，P 点是距O 点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光的波长，讨论屏上O 点及其上方的干涉条纹的情况正确的是( )A ．O 点是红光的亮条纹B ．红光的第一条亮条纹在P 点的上方C ．O 点不是蓝光的亮条纹D ．蓝光的第一条亮条纹在P 点的上方解析：选AB.由于O 点到双缝的光程差为零，所以为各种单色光的亮条纹，P 点是绿光的第一条亮条纹，因为λ红>λ绿，所以红光条纹间距大于绿光条纹间距．7．杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n 为自然数，λ为光波波长)( )A ．在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B ．在距双缝的路程差为n λ的点形成亮条纹C ．在距双缝的路程差为n λ2的点形成亮条纹 D ．在距双缝的路程差为⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12λ的点形成暗条纹 解析：选BD.在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差δ为波长的整数倍时，即δ＝k λ(k ＝0、1、2、…)这些点为加强点，该处出现亮条纹；当距离之差δ为半波长的奇数倍时，即δ＝(2k ＋1)λ2(k ＝0、1、2、…)这些点为减弱点，该处出现暗条纹． 8.如图所示是研究光的双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝S 1、S 2，由S 1和S 2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹．已知入射激光的波长为λ，屏上的P 点到两缝S 1和S 2的距离相等，如果把P 处的亮条纹记作第0号亮条纹，由P 向上数，与0号亮条纹相邻的亮条纹为1号亮条纹，与1号亮条纹相邻的亮条纹为2号亮条纹，则P 1处的亮条纹恰好是10号亮条纹．设直线S 1P 1的长度为r 1，S 2P 1的长度为r 2，则r 2－r 1等于( )A ．9.5λB ．10λC ．10.5λD ．20λ解析：选B.由题设可知，从中央亮条纹P 算起，P 1点处是第10号亮条纹的位置，表明缝S 1、S 2到P 1处的距离差r 2－r 1为波长的整数倍，且刚好是10个波长，所以选项B 正确．9．(2013·忻州一中高二检测)在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差为0.6μm ，若分别用频率为f 1＝5.0×1014 Hz 和f 2＝7.5×1014 Hz 的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是( )A ．单色光f 1和f 2分别照射时，均出现明条纹B ．单色光f 1和f 2分别照射时，均出现暗条纹C ．单色光f 1照射时出现明条纹，单色光f 2照射时出现暗条纹D ．单色光f 1照射时出现暗条纹，单色光f 2照射时出现明条纹解析：选C.λ1＝cf 1＝0.6×10－6 m ，λ2＝c f 2＝0.4×10－6m ．单色光f 1照射时，Δs ＝0.6μm ＝λ1，是明条纹；单色光f 2照射时，Δs ＝0.6 μm ＝32λ2，是暗条纹． ☆10.如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm 的橙色光源照射单缝S ，在光屏中央P 处观察到亮条纹，P 点上方的P 1点出现第一级亮纹中心(即P 1到S 1、S 2的光程差为一个波长)，现换用波长为400 nm 的紫色光源照射单缝，则( )A ．P 和P 1仍为亮条纹B ．P 为亮条纹，P 1为暗条纹C ．P 为暗条纹，P 1为亮条纹D ．P 、P 1均为暗条纹解析：选B.从单缝S 射出的光波被S 1、S 2两缝分成的两束光为相干光，由题意，屏中央P 点到S 1、S 2距离相等，即由S 1、S 2分别射出的光到P 点的路程差为零．因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P 点都是中央亮条纹的中心．而P 1点到S 1、S 2的光程差刚好是橙光的一个波长，即|P 1S 1－P 1S 2|＝600 nm ＝λ橙，则两列光波到达P 1点振动情况完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹．当换用波长为400 nm 的紫光时，|P 1S 1－P 1S 2|＝600 nm ＝32λ紫，则两列光波到达P 1点时振动情况完全相反，即由S 1、S 2射出的光波到达P 1点时就相互减弱．因此，出现暗条纹．综上所述，选项B 正确．二、非选择题11．频率为6×1014 Hz 的激光从S 1和S 2投射到屏上，若屏上的点P 到S 1与到S 2的路程差为3×10－6 m ，那么点P 处是亮条纹还是暗条纹？设O 为到S 1和S 2的路程相等的点，则PO 间有几条暗纹、几条亮纹？(不含O 、P 两点处)解析：单色光的波长λ＝c f ＝3×1086×1014 m ＝5×10－7 m ，路程差为3×10－6 m ，Δr λ2＝3×10－652×10－7＝12，即路程差是半波长的偶数倍，P 点出现亮纹，而O 点处为中央亮纹，所以，在PO 间有5条亮纹，6条暗纹．答案：亮条纹 6条暗纹，5条亮纹☆12.如图所示，在双缝干涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏上的一点，已知P 点与S 1和S 2距离之差为2.1×10－6 m ，现分别用A 、B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P 点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4×10－7 m ；(2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10－7 m ，当B 光从这种介质射向空气时，临界角为37°.解析：(1)设光在空气中的波长为λ，由于在介质中传播时频率不变，所以由n 1＝λ1λ2得；λ1＝n 1λ2＝1.5×4×10－7 m ＝6×10－7 m ．由光的路程差Δs ＝2.1 μm ＝2.1×10－6 m 得：N 1＝ΔS λ1＝2.1×10－66×10－7＝3.5.由此可知，从S 1、S 2到P 点的光程差是半波长的奇数倍．故当A 光作光源时，P 点处为暗条纹． (2)根据临界角与折射率的关系，sin C ＝1n ，所以n 2＝1sin 37°＝53，所以B 光在空气中的波长为λ3＝n 2λ2介＝53×3.15×10－7 m ＝5.25×10－7 m ．由光的路程差和波长的关系：N 2＝Δs λ3＝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。
【人教版】选修3-4物理：13.3《光的干涉》练案(含答案)
第十三章光3.光的干涉●练案●当堂检测A组（反馈练）1.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光用只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时：（）A、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失．B、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条纹仍然存在．C、任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光．D、屏上无任何亮光．2．同一束单色光从空气射入水中，则（）A．光的颜色、频率不变，波长、波速都变小．B．光的频率变小，颜色，波长、波速都不变．C．光的频率、速度变小，颜色、波长不变．D．频率、颜色、波长都不变，只有波速变小．3.在单色光的双缝干涉试验中（）A．两列光波的波峰和波峰重叠处出现亮条纹B. 两列光波的波谷和波谷重叠处出现亮条纹C．干涉条纹明暗相同，且条纹间距相等，中央条纹为亮条纹D．从两个狭缝到达光屏上的路程差等于光的半个波长的整数倍时，出现暗条纹4. 一束单色平行光，通过双缝后在屏上得到干涉条纹．以下说法中正确的是（）A. 用红光做实验比用紫光得到的相邻明条纹（或暗条纹）之间的间隔小B. 屏上某点到双缝的距离之差等于半个波长的整数倍时，这点将出现暗条纹C. 如果改用白光做实验，干涉图样的中央亮纹是白色的D. 如果改用白光做实验，在靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹5. 最早提出光的波动说的物理学家是，最先用实验证明光具有波动性的物理学家是。
B组（拓展练）1.用双缝观察光的干涉时．已知双缝到光屏上一点P的距离之差为0.6μm，若分别用频率为f1＝7.5×1014Hz、f2＝5×l014Hz的单色光照射双缝，则P点出现明暗纹的情况是（）A. 用f1照射出现明纹，用f2照射出现暗纹B. 用f1照射出现明纹，用f2照射出现明纹C. 用f1照射出现暗纹，用f2照射出现明纹D. 用f l照射出现暗纹，用f2照射出现暗纹2. 对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是（）A. 不同的色光有可能产生干涉现象B. 不同的色光不可能产生干涉现象C. 光的强度不同有可能产生干涉现象D. 光的强度不同不可能产生干涉现象3. 在双缝干涉实验中，在保持双缝间的距离不变，缝到屏的距离也不变的条件下，分别用黄光和蓝光做实验．下列说法哪个符合实际（）A. 黄光的干涉条纹间隔比蓝光大，因为黄光的波长比蓝光小B. 黄光的干涉条纹间隔比蓝光大，因为黄光的波长比蓝光大C. 黄光的干涉条纹间隔比蓝光小，因为黄光的波长比蓝光大D. 黄光的干涉条纹间隔比蓝光小，因为黄光的波长比蓝光小4. 一束单色平行光，通过双缝后在屏上得到干涉条纹．以下说法中正确的是（）A. 相邻明条纹或暗条纹之间的距离不相等B. 用红光做实验比用紫光得到的相邻明条纹（或暗条纹）之间的间隔大C. 屏上某点到双缝的距离之差等于半个波长的整数倍时，这点将出现暗条纹D. 如果改用白光做实验，相邻条纹之间的距离是相等的5.如图所示的杨氏双缝干涉图中，小孔S1、S2发出的光在像屏某处叠加时，如果光程差为时就加强，形成明条纹。
2021_2020学年高中物理第十三章第3节光的干涉练习(含解析)新人教版选修3_4
光的干预[随堂检测]1．对于单缝衍射现象，以下说法正确的选项是( )A ．缝的宽度d 越小，衍射条纹越亮B ．缝的宽度d 越小，衍射现象越明显C ．缝的宽度d 越小，光的传播路线越接近直线D ．入射光的波长越短，衍射现象越明显解析：选B.当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，故D 错误，当光的波长一定时，缝的宽度越小，衍射现象越明显，条纹越暗，故A 、C 错误，B 正确．2．将激光束照在如下图的双缝上，在光屏上观察到的现象是图中的( )解析：选A.将激光束照在如下图的双缝上，将出现双缝干预现象，而双缝干预图象的中间是亮条纹，两侧是明暗相间的对称的干预条纹，故A 正确．3.如下图，用频率为f 的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P 点出现第3条暗条纹．光速为c ，那么P 点到双缝的距离之差r 2－r 1应为( )A.c 2fB ．3c 2f C.3c fD ．5c 2f 解析：选D.在某点产生暗条纹的条件是：光程差r 2－r 1为半波长的奇数倍．P 点出现第3条暗条纹，说明r 2－r 1＝52λ，由c ＝λf 得λ＝c f ，那么r 2－r 1＝5c 2f. 4．如下图是双缝干预实验装置，屏上O 点到双缝S 1、S 2的距离相等．当用波长为0.75 μm 的单色光照射时，P 是位于O 上方的第二条亮纹位置，假设换用波长为0.6 μm 的单色光做实验，P 处是亮纹还是暗纹？在OP 之间共有几条暗纹？解析：P 点是亮纹还是暗纹，关键取决于P 到S 1和S 2的路程差Δr ＝r 2－r 1；P 是第几条亮(暗)纹，关键取决于Δr 是光波长(半波长)的多少倍．当用波长为λ1＝0.75 μm 的单色光照射时P 为O 上方第二条亮纹，所以P 到双缝S 1、S 2的路程差Δr ＝2λ1＝2×0.75 μm ＝1.5 μm ；改用λ2＝0.6 μm 的单色光照射时，路程差Δr ＝52λ2，所以P 为暗纹，从O 到P 路程差由零逐渐增大，必有路程差为λ22和32λ2的两点，即OP 之间还有两条暗纹． 答案：暗纹 两条[课时作业] [学生用书P113(单独成册)]一、单项选择题1．以下光源可作为相干光源的是( )A ．两个一样亮度的烛焰B ．两个一样规格的灯泡C ．双丝灯泡D ．出自一个点光源的两束光解析：选、B 、C 三项中的光源均不是相干光源，故A 、B 、C 均错；D 项中两束光是来自同一点光源，两束光完全一样是相干光源，故D 对．2．以下关于双缝干预实验的说法中正确的选项是( )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一样的相干光源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预图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干预发生解析：选B.在双缝干预实验中，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一样的相干光源，故A 项错误，B 项正确；在两个相干光源完全一样的情况下，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预，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干预，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，故D 项错误．3．在双缝干预实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干预条纹．假设在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，红光与绿光的频率、波长均不相等，这时( )A ．只有红色和绿色的双缝干预条纹，其他颜色的双缝干预条纹消失B．红色和绿色的双缝干预条纹消失，其他颜色的双缝干预条纹仍然存在C．任何颜色的双缝干预条纹都不存在D．至少有一种颜色的双缝干预条纹解析：选C.两列光波发生干预的条件之一是频率一样，利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形成干预条纹，但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不相等，不能发生干预，因此屏上不会出现干预条纹，应选项C正确．4．由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干预现象，这是因为( ) A．两个光源发出光的频率一样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：选D.题中两光源发出的光都是白光，频率不确定，没法比拟，选项A错误；光的强度对光的干预没有影响，选项B错误；光速在真空中是确定的，它对光的干预也没有影响，选项C错误；不同光源发出的光频率一般不同，所以不会产生干预现象，这样的光源不是相干光源，选项D正确．5．如图甲所示为双缝干预实验的装置示意图．乙图为用绿光进展实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹．假设红光、绿光和紫光的波长大小关系为：红光的波长最长，紫光的波长最短．那么以下说法正确的选项是( )A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，说明红光波长较长B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，说明紫光波长较长C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，说明紫光波长较短D．丙图可能为用红光实验产生的条纹，说明红光波长较短解析：选A.根据双缝干预图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干预图样中条纹的间距就越大，由此题的条件可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长，因此选项B、C、D错误，A正确．6．在双缝干预实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差Δs1＝0.75 μm，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差Δs2＝1.5 μm.假设用频率f＝6.0×1014Hz的黄光照射双缝，那么( ) A．P点出现亮条纹，Q点出现暗条纹B．P点出现暗条纹，Q点出现亮条纹C．两点均出现亮条纹D ．两点均出现暗条纹解析：选B.由光的频率f ＝6.0×1014 Hz ，知光的波长λ＝c f ＝5×10－7m ．P 点到双缝S 1、S 2的距离之差Δs 1＝0.75 μm ＝7.5×10－7 m λ.Q 点到双缝S 1、S 2的距离之差Δs 2＝1.5 μm ＝1.5×10－6 m ＝3λ.因此，P 点出现暗条纹，Q 点出现亮条纹，选B.二、多项选择题7．如下图的双缝干预实验，用绿光照射单缝S 时，在光屏P 上观察到干预条纹．要得到相邻条纹间距更大的干预图样，可以( )A ．减小S 1与S 2的间距B ．减小双缝屏到光屏的距离C ．将绿光换为红光D ．将绿光换为紫光解析：选AC.在波的干预中，干预条纹的间距Δx ＝L dλ，由公式可得，条纹间距与波长、双缝屏之间的距离成正比，与双缝间的距离d 成反比，故要增大间距，应减小d ，或增大双缝到光屏的距离，或增大光的波长，故A 、C 正确，B 、D 错误．8.用波长为λ的单色光照射单缝O ，经过双缝M 、N 在屏上产生明暗相间的干预条纹，如下图，图中a 、b 、c 、d 、e 为相邻亮条纹的位置，c 为中央亮条纹，那么( )A ．O 到达a 、b 的路程差为零B ．M 、N 到达b 的路程差为λC ．O 到达a 、c 的路程差为4λD ．M 、N 到达e 的路程差为2λ解析：选BD.振动一致的两光源在空间发生干预，得到亮条纹的条件满足Δx ＝nλ(n ＝0，1，2，3…)．“路程差〞是指从双缝M 、N 到屏上某点的路程差，与O 无关，A 、C 错误；b 是n ＝1时的第一级亮条纹，e 是n ＝2时的第二级亮条纹，故B 、D 正确．9．双缝干预实验装置如下图，绿光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S 1和S 2与单缝S 的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干预条纹. 屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等，P 点出现距O 点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光的波长，讨论屏上O 点及其上方的干预条纹的情况正确的选项是( )A ．在O 点出现红光的亮条纹B ．红光的第一条亮条纹出现在P 点的上方C ．在O 点不出现蓝光的亮条纹D ．蓝光的第一条亮条纹出现在P 点的上方解析：选AB.由于O 点到双缝的路程差为零，所以在O 点出现各种单色光的亮条纹，在P 点出现绿光的第一条亮条纹，因为λ红＞λ绿＞λ蓝，所以红光条纹间距大于绿光条纹间距，绿光条纹间距大于蓝光条纹间距．A 、B 正确．10．为检测矿泉水的品质，我们可以利用干预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)，通过比照填充矿泉水后的干预条纹间距x 2和填充前的干预条纹间距x 1，就可以计算出该矿泉水的折射率．设空气的折射率为1，那么以下说法正确的选项是( )A ．x 2＞x 1B ．x 2＜x 1C ．该矿泉水的折射率为x 1x 2D ．该矿泉水的折射率为x 2x 1答案：BC三、非选择题11．频率为6×1014 Hz 的激光从S 1和S 2投射到屏上，假设屏上的点P 到S 1与到S 2的路程差为3×10－6 m ，那么点P 处是亮条纹还是暗条纹？设O 为到S 1和S 2的路程相等的点，那么PO 间有几条暗纹、几条亮纹？(不含O 、P 两点处)解析：单色光的波长λ＝c f ＝3×1086×1014 m ＝5×10－7 m ，路程差为3×10－6 m ，Δr λ2＝3×10－652×10－7＝12，即路程差是半波长的偶数倍，P 点出现亮纹，而O 点处为中央亮纹，所以，在PO 间有5条亮纹，6条暗纹．答案：亮条纹 6条暗纹 5条亮纹12．用氦氖激光器进展双缝干预实验，使用的双缝间距离d ＝0.1 mm ，双缝到屏的距离L ＝6.0 m ，测得屏上干预条纹中相邻亮条纹的间距是3.8 cm ，那么氦氖激光器发出红光的波长λ是多少？假设把整个装置放入折射率是43的水中，这时屏上的条纹间距是多少？ 解析：由Δx ＝L d λ，可以得出红光的波长λ＝d L ·Δx ＝0.1×10－3××10－26.0m ≈×10－7 m. 所以激光器发出的红光的波长是6.3×10－7 m.如果将整个装置放入水中，激光器发出的红光在水中的波长设为λ′，由光的特点可知：光在传播过程中，介质发生变化，波长和波速发生改变，但频率不变．由此可知λc ＝λ′v ，而c v＝n ，那么λ′＝λn ＝6.3×10－7×34m ≈×10－7 m. 这时屏上条纹的间距是Δx ′＝L d·λ′＝6.0×4.7×10－7×10－3 m ≈×10－2 m. 答案：6.3×10－7 m 2.8×10－2 m。
人教版高中物理选修3-4第十三章第三节光的干涉达标训练.docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）1．由两个不同光源所发生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：选D.紧扣相干光源的条件须为同频率的单色光源，而不同光源发出的光频率一般不同，所以不会产生干涉现象．2.用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则()A．O到达a、b的路程差为零B．M、N到达b的路程差为λC．O到达a、c的路程差为4λD．M、N到达e的路程差为2λ解析：选BD.振动一致的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件满足Δx＝nλ(n＝0,1,2,3…)．3．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是()A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同解析：选A.各色光的频率不同，波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹．4.如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P点出现第3条暗条纹．已知光速为c，则P点到双缝的距离之差r2－r1应为()A.c 2fB.3c 2fC.3c fD.5c 2f解析：选D.由题中条件可知，r 2－r 1＝52λ，又因为λ＝c f，则可得D 正确． 5．用单色光做双缝干涉实验时，已知屏上一点P 到双缝的路程差δ＝1.5×10－6 m ，当单色光波长λ1＝0.5 μm 时，P 点将形成亮条纹还是暗条纹？若单色光波长λ2＝0.6 μm 呢？此时在中央亮条纹与P 之间有几个暗条纹？解析：由题意知，当单色光波长λ1＝0.5 μm 时，P 到双缝的路程差δ＝1.5×10－60.5×10－6λ1＝3λ1，满足波长的整数倍，在P 点形成亮条纹；当单色光波长λ2＝0.6 μm ，δ＝1.5×10－60.6×10－6λ2＝52λ2，满足半波长的奇数倍，在P 点形成暗条纹，在0～52λ2范围内12λ2和32λ2满足半波长的奇数倍，出现暗条纹．此时在中央亮条纹和P 点之间有两个暗条纹．答案：亮条纹 暗条纹 两个。
高中物理 选修3-4 13.3 光的干涉 课时同步习题(含答案解析)
高中物理选修3-4 13.3 光的干涉课时同步习题（含答案解析）1．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为( )A．手电筒射出的光不是单色光B．干涉图样太细小看不清楚C．周围环境的光太强D．这两束光为非相干光源2．关于双缝干涉条纹，以下说法中正确的是( )A．用同一单色光做双缝干涉实验，能观察到明、暗相间的单色条纹B．用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该单色光波长的整数倍C．用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差一定为该单色光波长的奇数倍D．用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定为该单色光半波长的奇数倍图53．如图5所示，用单色光做双缝干涉实验，P处为第二暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变)时，则同侧第二暗条纹的位置( )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4．如图6所示是研究光的双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时产生干涉条纹，已知入射激光的波长为λ，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作0号亮纹，由P向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则P1处的亮纹恰好是10号亮纹．设直线S1P1的长度为δ1，S2P1的长度为δ2，则δ2－δ1等于( )图6A．9λ图75．如图7所示，实线表示两个相干光源S1、S2发出光的波峰位置，则对于图中的a、b两点，________点为振动加强的位置，________点为振动减弱的位置．6．在双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，若双缝处两束光的振动情况恰好相同，在屏上距两缝路程差Δr＝________的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差Δr＝________的地方出现暗条纹．若双缝处两束光的振动情况恰好相反，在屏上距两缝路程差Δr＝________的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差Δr ＝________的地方出现暗条纹．图87．如图8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2条暗条纹， 已知光速为c ，则P 点到双缝的距离之差(r 2－r 1)应为多大？图98．如图9所示是双缝干涉实验装置，使用波长为6.0×10－7m 的橙色光源照射单缝S ， 在光屏中央P 处(到双缝的距离相等)观察到亮条纹，在位于P 点上方的P 1点出现第一条亮条纹中心(即P 1到S 1、S 2的路程差为一个波长)，现换用波长为4.0×10－7m 的紫色光 照射单缝时，问：(1)屏上P 处将出现什么条纹？ (2)屏上P 1处将出现什么条纹？ 9．如图10所示，图10在双缝干涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏上的一点，已知P 点与S 1、S 2距离之差为2.1×10－6m ，分别用A 、B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P 点是亮条纹还是 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)若让A 光照射S 1，B 光照射S 2，试分析光屏上能观察到的现象．参考答案1．D [两束光的相位差不恒定，且都不是单色光，故不是相干光源，因此不能产生干涉图样．] 2．ABD [同一单色光的干涉条纹为明、暗相间的单色条纹，选项A 正确；光程差Δr ＝k λ(k ＝0,1,2,3，……)时，为明纹，选项B 正确，C 项错误；Δr ＝2k ＋12λ(k ＝0,1,2,3，…)时，为暗条纹，选项D 正确．]3．B [由λ＝c f 知f 变小，λ变大．若出现第二条暗条纹，则P 到双缝的光程差Δr ＝32λ，当λ变大时，Δr 也要变大，故第二条暗条纹的位置向上移，在P 点上方，B 正确．]4．B [出现明条纹的条件是：光程差δ2－δ1＝n λ.n ＝0时，出现0号亮纹；n ＝1时，出现1号亮纹；…；n ＝10时，出现10号亮纹．]5．b a解析 由图可知，b 到S 1、S 2的距离相等，即路程差Δr ＝0，故b 点为加强点．a 到S 1、S 2的距离不等，且路程差Δr ＝1.5λ，故a 点为减弱点．6．n λ (2n ＋1)λ2 (2n ＋1)λ2n λ7.3c 2f解析 由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知，当到双缝的距离之差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距离之差r 2－r 1＝(2k －1)λ2，其中k ＝1,2,3…为条纹的级数．所以当出现第2条暗条纹时，取k ＝2，所以r 2－r 1＝3λ2.又因为c ＝λf ，所以r 2－r 1＝3c2f.8．(1)亮条纹 (2)暗条纹解析 (1)从单缝S 射出的光波被S 1、S 2两缝分成的两束光为相干光，由题意知屏中央P 点到S 1、S 2距离相等，即分别由S 1、S 2射出的光到P 点的路程差为零，因此是亮条纹中心，因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P 点都是中央亮条纹(也叫零级亮条纹)的中心．(2)分别由S 1、S 2射出的光到P 1点的路程差刚好是橙色光的一个波长，即|P 1S 1－P 1S 2|＝6.0×10－7m ＝λ橙，则两列光波到达P 1点时振动情况完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹．当换用波长为4.0×10－7 m 的紫色光时，|P 1S 1－P 1S 2|＝6.0×10－7m ＝32λ紫，则两列光波到达P 1点时振动情况完全相反，即分别由S 1、S 2射出的光到达P 1点时相互减弱，因此，在P 1点出现暗条纹．9．(1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见解析解析 (1)设A 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n ＝λ1λ2，得λ1＝n λ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m根据路程差Δr ＝2.1×10－6m ，所以N 1＝Δr λ1＝2.1×10－66×10－7＝3.5由此可知，从S 1和S 2到P 点的路程差是波长λ1的3.5倍，所以P 点为暗条纹．(2)根据临界角与折射率的关系sin C ＝1n 得n ＝1sin 37°＝53由此可知，B 光在空气中波长λ2为：λ2＝n λ介＝53×3.15×10－7 m ＝5.25×10－7m由路程差Δr 和波长λ的关系N 2＝Δr λ2＝2.1×10－65.25×10－7＝4可见，用B 光做光源，P 点为亮条纹．(3)若让A 光和B 光分别照射S 1和S 2，这时既不能发生干涉，也不发生衍射，此时在光屏上只能观察到亮光．。
高中物理人教版选修3-4练习：第十三章第3节 光的干涉 课下作业 含解析
答案：A3.煤矿中的瓦斯危害极大，容易发生瓦斯爆炸事故，造成矿工伤亡。
某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图1所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，图1在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。
如果屏的正中央O点变为暗纹，说明B中气体( ) A．一定含瓦斯B．一定不含瓦斯C．不一定含瓦斯D．无法判断解析：如果屏的正中央O变为暗纹，说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯，A正确。
答案：A4．用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图2所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则( )图2A．O到达a、b的路程差为零B．M、N到达b的路程差为λC．O到达a、c的路程差为4λD．M、N到达e的路程差为2λ解析：振动一致的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件满足某双缝到某点的路程差Δx＝nλ(n＝0,1,2,3…)，故B、D正确。
答案：BD5.如图3所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为400 nm的紫光光源照射单缝，则( ) 图3 A．P和P1处仍为亮条纹B．P处为亮条纹，P1处为暗条纹C．P处为暗条纹，P1处为亮条纹D．P、P1处均为暗条纹解析：从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光，由题意知屏中央P点到S1、S2距离相等，即由S1、S2分别射出的光到P点的路程差为零，因此是亮条纹。
因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多长，P点都是中央亮条纹。
而P1点到S1、S2的路程差刚好是橙光的一个波长，即|P1S1－P1S2|＝600 nm＝λ橙，则两列光波到达P1点振动情况完全一致，振动得到加强，因此出现亮条纹。
2020年高中物理第十三章光第3节光的干涉课后课时作业(含解析)新人教版选修3_4
第3节 光的干涉A 组：合格性水平训练1．(双缝干涉实验)在双缝干涉实验中，双缝的作用是( ) A ．遮住过于强烈的光B ．形成两个振动情况相同的光源C ．使白光变成单色光D ．使光发生折射 答案 B解析 双缝的作用是形成两个振动情况相同的光源，得到相干光，B 正确；A 、C 、D 错误。
2．(光的双缝干涉)从两只手电筒射出的光，当它们照射到同一点时看不到干涉条纹，是因为( )A ．手电筒射出的光不是单色光B ．周围环境的漫反射光太强C ．干涉图样太细小看不清楚D ．两个光源是非相干光源 答案 D解析 两只手电筒属两个各自独立发光的光源，二者发出的光频率不一定相同，是非相干光，因此它们照射到同一点时不发生干涉，因此无干涉条纹，A 、B 、C 错误，D 正确。
3．(光的双缝干涉)(多选)已知白光中含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光，其波长依次减小。
在杨氏双缝干涉实验中如果( )A ．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B ．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C ．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D ．用白光作为光源，屏上将呈现彩色的条纹 答案 BD解析 用白光作为杨氏双缝干涉实验的光源，屏上将呈现彩色条纹，A 错误，D 正确；用红光作为光源，屏上将呈现相间的红色条纹与暗条纹(即黑条纹)，B 正确；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C 错误。
4．(出现亮、暗条纹的条件)(多选)杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n 为自然数，λ为光波波长)( )A ．在距双缝的光程差相等的点形成暗条纹B ．在距双缝的光程差为n λ的点形成明条纹C ．在距双缝的光程差为n λ2的点形成明条纹D ．在距双缝的光程差为⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12λ的点形成暗条纹 答案 BD解析 在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δδ为波长的整数倍时，即Δδ＝n λ(n ＝0,1,2,3，…)这点为加强点，该处出现明条纹；当距离之差Δδ为半波长的奇数倍时，即Δδ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,1,2,3，…)这点为减弱点，该处出现暗条纹。
物理人教版高二选修3-4习题点拨_第十三章_3光的干涉_word版含解析
第1页 共1页 教材习题点拨
1．解析：干涉是波的特性，光的干涉现象说明光是一种波，揭示了光的本性，证明了光的波动理论的正确性。
2．观察者A 听到的声音比观察者B 要小
解析：对于两个同相的光源，亮条纹到两光源的距离差为半波长的偶数倍，暗条纹到两光源的距离差
为半波长的奇数倍。
由于观察者A 离两声源的距离差Δx 1＝(5.4－4.5) m ＝0.9 m ，则Δx 1＝32
λ，故为减弱点。
由于观察者B 离两声源的距离差为Δx 2＝(5.5－4.3) m ＝1.2 m ，则Δx 2＝42
λ，故为加强点。
所以，观察者A 听到的声音比观察者B 要小。
3．暗条纹 解析：根据波速的公式得：
c ＝λf
λ＝c f ＝3×108
6×1014 m ＝5×10－7 m 路程差与半波长的关系：
Δx λ2＝7.5×10－72.5×10－7
＝3 即为暗条纹。
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13.3光的干涉同步测试
1.关于用单色光做双缝干涉实验，以下说法正确的是（）
A.入射光波长越长，干涉条纹间距越大
B.入射光频率越高，干涉条纹间距越大
C.把入射光由绿光变成紫光，干涉条纹间距变小
D.把入射光由绿光变成红光，干涉条纹间距变小
答案：AC
2.从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某.一区域叠加后看不到干涉图样，这是因为（）
A.手电筒射出的光不是单色光
B.干涉图样太细小，看不清楚
C.周围环境的光太强
D..这两束光为非相干光源
答案：D
3.光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃板分别挡住双狭缝，则屏上将出现（）
A.黄色的干涉条纹
B.红绿相间的条纹
C.黑白相间的条纹
D.无干涉条纹
答案：D
4.用单色光做双缝干涉实验时（）
A.屏上到双缝的路（光）程差等于波长整数倍处出现明条纹
B.屏上到双缝的路（光）程差等于半波长整数倍处，可能是明条纹，也可能是暗条纹
C.屏上的明条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方
D.屏上的明条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方
答案：AB
5.如图所示，在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝SI、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则（）
I S. T………-1 & \
S 到S1和
S2距离不等 阳光不能作为光源
A. 不再产生干涉条纹
B. 仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P 的位置不变
C. 仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P 的位置略向上移
D. 仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P 的位置略向下移
答案：D
6. 某同学利用如图所示器材观察光的干涉现象，其中A 为单缝屏，B 为双缝屏，C 为光屏，当他 让一束阳光照射A 时，屏C 上并没有出现干涉条纹，他移走B 后，C 上出现一窄亮斑，分析实验失 败
的原因，最大的可能是（）
B. 单缝S 太宽 答案：B
7. 杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是（n 为自然数，入为光波波长）（
）
A. 在距双缝的光程差相等的点形成暗条纹
B. 在距双缝的光程差为n 入的点形成明条纹
C. 在距双缝的光程差为nf 的点形成明条纹
乙 D. 在距双缝的光程差为（n+分X 的点形成暗条纹
答案：BD
8. 如图所示为双缝干涉实验装置示意图，其中甲图是用绿光进行实验时，光屏上观察到的条纹情 况，a 为中央明条纹；乙图为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况，b 为此时中央明条 纹.下列说法正确的是（）
A. 乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B. 乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
A.单缝S 太窄
单缝 双缝 光屏
2f
二次曝光照相所获得的“散
C. 乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D. 乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
答案：A
9. 线光源a 发出的光波长为480 run,线光源b 发出的光波长为672 run,贝lj （
答案：AC
10.如图所示，用频率为「的单色光（激光）垂直照射双缝，在光屏
出现第3条暗条纹，己知光速为c,则P 到双缝SI 、S2的距离之差
应为（ )
C A — 2f
3c c *7 5c
D •方
答
案： D
11-激光散斑测速是一种崭新的测速技木，它应用了光的干涉原理. 斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v 与二次曝光时间间隔At 的乘积等于双缝 间距.实验中可测得二次曝光时间隔At 、双缝到屏之距离L 以及相邻两条明纹间距Ax .若所用激光 波长为人，试由以上物理量得出该实验所确定的物体运动速度的表达式.
由、 L 入
口案：
12. （1）若屏上的P 点到双缝的距离差为2.1X10 —6 m,用A 光（在折射率n=l. 5的介质中的波
长为4X10 —7 m ）照射双缝，P 处是亮纹，还是暗纹?
（2）若屏上P 点到双缝的距离差为2. IX 10 — 6 in,用B 光（在某种介质中波长为3.15X10 —7 in,
当B 光从这种介质.射向空气时，入射角0 2 = 37°时，折射角。
1=90。
）照射双缝，P 处又怎样?
答案：（1）暗条纹（2）亮条纹
A.用a 做双缝实验, 屏上与双缝路程差xl = um 的P 处将出现暗纹
B.用b 做双缝实验, P 处将出现亮纹
C.用a 做双缝实验, 屏上与双缝路程差x2=L44 um 的Q 处将出现亮纹
D.用b 做双缝实验, 屏上与双缝路程差x3=1.68 um 的M 处将出现亮纹 的P (rl —r2)。