人教版物理选修3-4课堂同步精选练习：13.3光 的 干 涉(原卷版)
高中物理选修3-4课时作业4：13.3-4 光的干涉 实验：用双缝干涉测量光的波长
第3讲光的干涉实验：用双缝干涉测量光的波长(时间：60分钟)题组一双缝干涉现象及干涉图样1．用两个红灯泡照射白墙，在墙上看到的是()A．明暗相间的条纹B．彩色条纹C．一片红光D．晃动的条纹[解析]两灯泡不是相干光源故现象为C.[答案] C2．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．光屏上相距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D．照射单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹宽度越宽[解析]单缝的作用是产生一个线光源，两个频率相同的光源称为相干光源，选项A错误；双缝的作用是产生两个频率相同、振动情况相同的相干光源，选项B正确；路程差等于半波长奇数倍处出现暗条纹，选项C错误；频率越高，波长越短，条纹宽度越窄，选项D错误．[答案] B3．用a、b两种单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到如图1所示的干涉图样，其中图甲是a光照射形成的，图乙是b光照射形成的，则关于a、b两束单色光，下述说法中正确的是()图1A．a光的频率比b光的大B．在水中a光传播的速度比b光的大C．水对a光的折射率比b光的大D．b光的波长比a光的短[解析]从题图可以看出，a光的条纹间距小，说明a光的波长小，频率大，选项D错误，A正确；水对频率低的单色光的折射率小，即水对b光的折射率小，选项C正确；折射率小的光在水中的传播速度大，即b光在水中的传播速度大，选项B错误．[答案]AC4．一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]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，各种颜色的条纹相间得到彩色条纹．[答案] A题组二明暗条纹的条件5．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[解析]在双缝干涉实验中，屏上到双缝的路(光)程差等于波长整数倍处出现明条纹，是振动加强处，不一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方，A选项正确，C选项错误；屏上到双缝的路(光)程差等于半波长整数倍处，可能是半波长的奇数倍(暗条纹)，也可能是半波长的偶数倍(明条纹)，B选项正确；两列光波的波峰与波谷相遇的地方，应是暗条纹，D选项错误．[答案]AB6．如图2所示，在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则()图2A．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[解析]本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动S后，没有改变传到双缝的光的频率，因此S1、S2射出的仍是相干光，则单缝S发出的光到达屏上P点下方某点的光程差为零，故中央亮纹下移．[答案] D7.双缝干涉实验装置如图3所示，绿光通过单缝S后，投射到有双缝的挡板上，双缝S1和S2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S1和S2的距离相等，P点是距O点的第一条亮条纹，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，绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是()图3A．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]由于O点到双缝的光程差为零，所以为各种色光的亮条纹，A正确；P点由于是绿光的第一条亮条纹，红光的波长大于绿光的波长，红光的条纹间距大于绿光的条纹间距，因此B也正确．[答案]AB8．如图4所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m，则在这里出现的应是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)，现改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将______(选填“变宽”、“变窄”或“不变”)．图4[解析]P点距离两缝的距离之差是波长的1.5倍，是半波长的奇数倍，所以出现暗条纹．由于条纹间距Δx＝λld，波长变长，则条纹间距变宽．[答案]暗条纹变宽题组三利用双缝干涉测光的波长9．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图5甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是()图5A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源[解析]改变条件后亮条纹之间的间距变大，由公式Δx＝ldλ可知，要使Δx增大，可增大双缝到光屏之间的距离l，C错；减小双缝之间的距离d，B对；换用波长更长，即频率更低的单色光，D错；改变光源到单缝的距离不会改变Δx，A错．[答案] B10．某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于()A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．没有安装滤光片C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强[解析]安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行，才能使实验成功．当然还要使光源发出的光束不致太暗．综上所述，可知选项A、C正确．[答案]AC11．某次实验中，测得第一级明条纹和第三级明条纹相距4.0×10－3 m，若双缝片间距为0.1 mm，缝到屏的距离为l＝0.4 m，则光波的波长为()A．8.0×10－8 m B．5.0×10－7 mC．1.5×10－8 m D．1.0×10－7 m[解析]由公式Δx＝ld λ有λ＝Δxdl，Δx＝a3－1＝2×10－3 m，l＝0.4 m，d＝0.1 mm＝10－4 m，得λ＝5.0×10－7 m.[答案] B12．利用图6中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法正确的是()图6A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个双缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失[解析]由条纹间距公式Δx＝ldλ(d指双缝间距离，l是双缝到屏的距离)，可知：A项中l减小，Δx变小；B项中λ变大，Δx变大；D项中d变大，Δx变小．故A、B、D正确．[答案]ABD13．在“双缝干涉测光的波长”的实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央明条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图7甲所示，转动手轮，使分划板向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第3条明条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图乙所示．已知双缝间距d＝1.5 mm，双缝到屏的距离L＝1.00 m，则被测光的波长为多少？图7[解析] 题图甲读数为1.130 mm ，题图乙读数为1.760 mm.相邻两条明条纹的间距Δx ＝1.760－1.1303mm ＝0.210 mm. 由Δx ＝l d λ得λ＝d Δx l ＝1.5×10－3×0.210×10－31.00m ＝3.15×10－7 m. [答案] 3.15×10－7 m题组四 综合应用14．在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5 mm ，测得双缝到光屏的距离为1.0 m ，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5 mm.则：(1)此红光的频率为多少？它在真空中的波长为多少？(2)假如把整个装置放入折射率为43的水中，这时屏上相邻明条纹的间距为多少？ [解析] (1)相邻两条暗条纹间的距离Δx ＝7.5×10－35m ＝1.5 ×10－3 m. 根据λ＝d LΔx 得 λ＝0.5×10－31.0×1.5×10－3 m ＝7.5×10－7 m ， 由f ＝c λ得此光的频率 f ＝c λ＝3.0×1087.5×10－7Hz ＝4.0×1014 Hz. (2)在水中红光的波长λ′＝λn＝5.625×10－7 m ， 相邻两条明条纹间的距离为Δx ＝L d λ′＝ 1.00.5×10－3×5.625×10－7 m ＝1.125×10－3 m. [答案] (1)4.0×1014 Hz 7.5×10－7 m (2)1.125×10－3 m。
(人教版)高中物理选修3-4：课时跟踪检测：(十三) 光的干涉-含解析
课时跟踪检测（十三） 光的干涉1．(多选)对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是( )A ．不同的色光有可能发生干涉现象B ．不同的色光不可能发生干涉现象C ．光的强度不同有可能发生干涉现象D ．光的强度不同不可能发生干涉现象解析：选BC 两列光波叠加是否发生干涉现象关键看两列光波是否是相干光，即是否满足频率相同、相位差恒定的条件，不同的色光频率不同，所以不可能发生干涉现象，故B 项正确；光的强度不同，但仍有可能满足相干条件，也就是有可能发生干涉现象，故选项C 正确，D 错误。
2.某同学利用如图1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。
当他让一束阳光照射A 屏时，C 屏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可能是( )图1A ．单缝S 太窄B ．单缝S 太宽C ．S 到S 1和S 2距离不相等D ．阳光不能作光源解析：选B 双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看做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。
3．(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nλ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 解析：选BD 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＝nλ，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。
B 、D 正确。
4．在双缝干涉实验中，光屏上P 点到双缝S 1、S 2的距离之差ΔS 1＝0.75 μm ，光屏上Q 点到双缝S 1、S 2的距离之差ΔS 2＝1.5 μm 。
人教版高二物理选修3-4课堂同步精选练习：第13章：光章末综合测评(解析版)
人教版高二物理选修3-4 课堂同步精选练习第13 章：光章末综合测评(解析版)( 本大题共11 小题，每小题 5 分，共55 分)()A. 二者都是光的衍射现象B.二者都是光的干涉现象C.甲是光的干涉现象，乙是光的衍射现象D. 甲是光的衍射现象，乙是光的干涉现象 【答案】 C 解析： 太阳光照射下肥皂膜呈现彩色， 属于薄膜干涉现象， 针尖障碍物的影子轮廓出现明暗 相间的条纹是光波发生衍射引起的，故 C 正确。
2.公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯， 在晚上观察不同颜色彩灯的深度和 水面上被照亮的面积，下列说法正确的是 ( ) A. 红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小 B.红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小 C.红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大 D. 红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大 【答案】 D 解析：光从水里射入空气时发生折射，入射角相同时，折射率越大，折射角越大，从水面上 看光源越浅，红灯发出的红光的折射率最小，看起来最深；设光源的深度为 d ，光的临界角 为 C，则光能够照亮的水面面积大小为 S=π (dtanC)2，可见，临界角越大的光，照亮的面积越大，各种色光中，红光的折射率最小，临界角最大，所以红灯照亮的水面面积较大，选项1.甲图是太阳光照射下，肥皂膜表面出现的彩色条纹；乙图是激光照射下，针尖的影子，它D 正确。
() 3.如图为红光、蓝光分别通过单缝、双缝所呈现的图样，则A. 甲为蓝光的衍射图样B.乙为红光的干涉图样C.丙为红光的衍射图样D.丁为蓝光的干涉图样【答案】 D解析：单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗， 故甲、 乙是衍射图样， 且甲图为红光的单缝衍射图样， 乙图为蓝光的衍射图样，故 A 、B 错误；双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故丙、丁两x= λ 可知，波长 λ 越大， Δx 越大，故丙图为 红光的双缝干涉图样，丁图为蓝光的干涉图样，故 C 错误， D 正确。
2019-2020年人教版高中物理选修3-4教学案：第十三章 第3节 光的干涉含答案
第3节光_的_干_涉一、杨氏干涉实验 1．物理史实1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象，开始让人们认识到光的波动性。
2．双缝干涉实验(1)实验过程：让一束平行的完全相同的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉。
(2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。
(3)实验结论：证明光是一种波。
二、光发生干涉的条件 1．干涉条件两列光的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。
2．相干光源发出的光能够产生干涉的两个光源。
3．一般情况下很难观察到光的干涉现象的原因由于不同光源发出的光的频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相位差，故一般情况下不易观察到光的干涉现象。
1.英国物理学家托马斯·杨于1801年成功地观察到了光的干涉现象。
2．双缝干涉图样：单色光——明暗相间的条纹。
3．干涉条件：两列光的频率相同，振动方向相同，相位差恒定。
4．出现明纹与暗纹的条件：两光源到屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时出现亮条纹，奇数倍时出现暗条纹。
1．自主思考——判一判(1)直接用强光照射双缝，发生干涉。
(×)(2)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。
(×)(3)若用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。
(√)(4)在双缝干涉实验中单缝屏的作用是为了获得一个线光源。
(√)(5)双缝干涉实验证明光是一种波。
(√)2．合作探究——议一议(1)两只手电筒射出的光束在空间相遇，能否观察到光的干涉现象？提示：不能。
两只手电筒射出的光束在空间相遇，不满足光发生干涉的条件，不能观察到光的干涉现象。
(2)在双缝干涉实验中，如果入射光用白光，在两条狭缝上，一个用红色滤光片(只允许通过红光)遮挡，一个用绿色滤光片(只允许通过绿光)遮挡。
人教版高中物理选修3-4 第十三章《光》测试题(解析版)
第十三章《光》测试题一、单选题(共15小题)1.一束单色光从空气射向某种介质的表面，光路如图所示．则该介质的折射率为()A． 2.00B． 1.73C． 0.58D． 0.502.如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是()A． a、b是光的干涉图样B． c、d是光的干涉图样C．形成a图样光的波长比形成b图样光的波长短D． c、d中央条纹为暗纹3.两个完全相同的等腰三棱镜如图放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜A的左面入射，从B的右面出射，则出射光线是()A．一束白光B．白光带C．散射彩色带D．平行彩色带4.如图所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°.己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为()A．B． 1.5C．D． 25.如图所示，井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则 ()A．水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B．枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C．水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D．两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星6.在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b光分别从C、D点射向介质，如图所示．已知A点的入射角为30°，介质对a光的折射率na＝.下列判断正确的是()A．在该介质中，光传播速度v a＞v bB．a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏向角为30°C．光从该介质射向空气发生全反射时，临界角Ca＞CbD．a、b光分别通过同一双缝干涉装置时，屏上的条纹间距Δxa＞Δxb7.关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法不正确的是()A．屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹D．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上无亮光8.在没有月光的夜里，清澈透明宽大而平静的水池底部中央，有一盏点亮的灯(可视为点光源)．小鸟在水面上方飞，小鱼在水中游，关于小鸟、小鱼所见，下列说法正确的是( )A．小鱼向上方看去，看到水面到处都是亮的B．小鱼向上方看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关C．小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的D．小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关9.光学是物理学中一门古老科学，又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一，在现代生产、生活中有着广泛的应用．下列有关图中应用，说法不正确的是()A．在图甲中，利用光的干涉原理检测物体表面的平整度B．在图乙中，内窥镜利用了光的全反射原理C．在图丙中，利用光的偏振原理实现电影的3D效果D．在图丁中，超声波测速仪利用波的衍射原理测汽车速度10.实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A ＋＋，其中A，B，C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示．则()A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光11.激光束来切割各种物质，这是利用了激光的 ( )A．相干性好B．向性好C．高能量D．平行度高12.在自行车的后挡泥板上，常常安装着一个“尾灯”。
【人教版】选修3-4物理：第13章-第5节《光的衍射》同步练习(含答案)
【成才之路】2015-2016高中物理第13章第5节光的衍射同步练习新人教版选修3-4基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的现象是( ) A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强D．以上现象都不会发生答案：A解析：观察衍射图样发现：狭缝的宽度逐渐变小，衍射现象越明显，衍射条纹间距变大。
本题是缝宽增大，所以选项A正确。
2．(福州八县一中2013～2014学年高二下学期期末联考)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是( )A．a、c B．b、cC．a、d D．b、d答案：D解析：单缝衍射条纹的特点是中央亮条纹最宽、最亮，双缝干涉条纹是等间距的条纹，所以a是干涉条纹，b、d是单缝衍射条纹，c是水波的衍射图样。
3.如图中单色光照射的不是一个狭缝，并且观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样(黑线为暗纹)，那么障碍物是( )A．很小的不透明的圆板B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板C．很大的不透明圆板D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板答案：D解析：由图可知中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越向外，圆形条纹宽度越小，可判断此图样为圆孔衍射图样，故D正确；有的同学误选A，要注意很小的不透明的圆板产生的图样中心也是亮点，但其周围有一个大的阴影区，在阴影区的边缘有明暗相间的圆环，它与圆孔衍射的图样是不同的。
4．在学习了光的衍射现象后，徐飞回家后自己设置了一个小实验。
在一个发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏，在圆孔从较大调至完全闭合的过程中，他在屏上看到的现象是( )A．先是圆形亮区，最后完全黑暗B．先是圆形亮区，再是圆形亮环，最后完全黑暗C．先是圆形亮环，最后完全黑暗D．先是圆环亮环，然后圆形亮区，最后完全黑暗答案：B解析：在圆孔由大到小调节过程中，当孔较大时，光沿直线传播，在屏上得到圆形亮斑；当孔的直径减小到与光波的波长相近时，产生光的衍射现象，屏上将出现明、暗相间的亮环，当孔继续减小到完全闭合，没有光到达屏上时，屏上完全黑暗。
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（灿若寒星**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。
高中物理 第十三章 3 光的干涉练习(含解析)新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理试题
3 光的干预1.(多项选择)用a,b两种单色光分别照射同一双缝干预装置,在距双缝恒定距离的屏上得到如下列图的干预图样,其中图(甲)是a光照射形成的,图(乙)是b光照射形成的,如此关于a,b两束单色光,下述说法中正确的答案是( AC )A.a光的频率比b光的大B.在水中a光传播的速度比b光的大C.水对a光的折射率比b光大D.b光的波长比a光的短解析:从图中可以看出,a光的条纹间距小,说明a光的波长小,频率大,选项D错误,选项A正确;水对频率低的单色光的折射率小,即水对b光的折射率小,选项C正确;折射率小的光在水中的传播速度大,即b光在水中的传播速度大,选项B错误.2.(多项选择)在光的双缝干预实验中,假设要使相邻两个亮条纹间的距离变大,可以采取的措施是( BC )A.增加双缝间的距离B.增加光屏到双缝的距离C.采用频率更小的光照射双缝D.增加激光器到双缝的距离解析:双缝干预条纹间距Δx=λ,故要增大屏上相邻亮条纹之间的距离Δx,可以增加双缝到屏的距离l,减小双缝之间的距离d或者增加光的波长λ;根据v=λf可知,减小光的频率可以增加光的波长,故A,D错误,B,C正确.3.在双缝干预实验中,测得第一条亮条纹和第三条亮条纹相距4.0×10-2 m,假设双缝间距为0.1 mm,双缝到光屏的距离为l=4.0 m,如此光波的波长为( B )×10-8 m×10-7 m×10-8 m×10-7 m解析:由公式Δx=λ有λ=,Δx= m=2×10-2 m,且l=4.0 m,d= 0.1 mm=10-4m,如此光波波长λ=5.0×10-7 m.故B正确.4.双缝干预实验装置如下列图,双缝间距离为d,双缝与光屏间距为L,调整实验装置使光屏上得到清晰的干预条纹.关于该干预条纹与改变条件后其变化情况,如下表示正确的答案是( C )A.屏上所有的亮线都是从双缝出来的两列光波的波峰与波峰叠加形成的,所有的暗线是波谷与波谷叠加形成的B.假设将双缝间距d减小,光屏上两相邻亮条纹间距变小C.假设用频率较大的单色光进展实验,其他条件不变的前提下,光屏上相邻暗条纹间距减小D.假设用红光照射双缝的一条狭缝,用紫光照射双缝的另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹解析:干预条纹间的暗线是由于两列光波波峰与波谷的叠加形成的,两列光波波谷与波谷的叠加形成亮纹,故A错误;根据双缝干预条纹的间距公式Δx=λ,知d减小,相邻亮条纹的距离增大,故B错误;假设用频率较大的单色光进展实验,即波长变短,其他条件不变的前提下,根据双缝干预条纹的间距公式Δx=λ可知,光屏上相邻暗条纹间距减小,故C正确;假设用红光照射双缝的一条狭缝,用紫光照射双缝的另一条狭缝,不满足干预条件,屏上将不会呈现彩色条纹,故D错误.5.杨氏干预实验证明光确实是一种波,一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上,两狭缝就成了两个光源,它们发出的光波满足干预的必要条件,如此两列光一样.如下列图,在这两列光波相遇的区域中,实线表示波峰,虚线表示波谷,如果放置光屏,在(选填“A〞“B〞或“C〞)点会出现暗条纹.解析:产生光的干预前提是两列光的频率相等.波峰与波峰或者波谷与波谷相叠加振动加强,所以A,B出现亮条纹,波峰与波谷叠加振动减弱,所以C点处产生暗条纹.答案:频率 C6.如下列图,A,B,C,D代表双缝产生的四种干预图样,回答下面问题:(1)如果A图样是红光通过双缝产生的,那么换用紫光得到的图样用图样表示最适宜.(2)如果将B图样的双缝距离变小,那么得到的图样用图样表示最适宜.(3)如果将A图样的双缝到屏的距离变小,那么得到的图样用图样表示最适宜.(4)如果将A图样的装置从空气移入水中,那么得到的干预图样用图样表示最适宜.解析:利用公式Δx=λ知光源由红光换成紫光时,λ变小,相应Δx也变小,(1)中应选C;双缝距离d减小时,Δx变大,(2)中应选D;双缝到屏的距离l变小,Δx变小,(3)中应选C;将装置从空气移入水中时,波长λ减小,Δx也减小,(4)中应选C.答案:(1)C (2)D (3)C (4)C7.如下列图是一种观察光的干预现象的装置,称为劳埃德镜,图中M是一块由普通平板玻璃制成的反射镜,单色缝光源S与镜面M平行(图中S只画成一个点),右面P是光屏.P上从最高处A到D之间是S发出的光能照射到的区域.图中带箭头的线段表示从S发出的几条特殊光线,如此如下说法正确的答案是( C )A.光屏上AD间的区域内都可以观察到明暗相间的干预条纹B.光屏上只有AB间的区域内可以观察到明暗相间的干预条纹C.光屏上只有BC间的区域内可以观察到明暗相间的干预条纹D.光屏上只有CD间的区域内可以观察到明暗相间的干预条纹解析:从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光,故是相干光,图中BC间的区域表示叠加的区域,这时,在屏幕上可以观察到明暗相间的干预条纹.故C正确.8.如下列图,用单色光做双缝干预实验,P处为第二条暗纹,改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变)时,如此同侧第二条暗条纹的位置( B )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=知,f变小,λ变大.假设出现第二条暗条纹,如此P到双缝的路程差Δr=λ,当λ变大时,Δr也要变大,故第二条暗纹的位置向上移,在P点上方,B正确.9.如下列图是研究光的双缝干预的示意图,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会产生干预条纹.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,如此P1处的亮条纹恰好是10号亮条纹.设直线S1P1的长度为r1,S2P1的长度为r2,如此r2-r1等于( B )λ B.10λλ D.20λ解析:由题设可知,从中央亮条纹P算起,P1点处是第10号亮条纹的位置,明确缝S1,S2到P1处的距离差r2-r1为波长的10倍,且刚好是10个波长,所以选项B正确.10.如下列图,在双缝干预实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,P点与S1,S2距离之差为2.1×10-6 m,分别用A,B两种单色光在空气中做双缝干预实验,在如下条件下P点处是亮条纹还是暗条纹?(1)A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7 m.(2)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°.(3)假设让A光照射S1,B光照射S2,试分析光屏上能观察到的现象.解析:(1)设A光在空气中的波长为λ1,在介质中的波长为λ2,由n=,得λ1=nλ2=1.5×4×10-7 m=6×10-7 m,根据路程差Δr=2.1×10-6 m,所以==3.5由此可知,从S1和S2到P点的路程差是波长λ1的3.5倍,所以用A光做光源,P点处为暗条纹.(2)根据临界角与折射率的关系sin C=,得n==由此可知,B光在空气中的波长λ2为λ2=nλ介=×3.15×10-7 m=5.25×10-7 m由路程差Δr和波长λ的关系得==4可见,用B光做光源,P点处为亮条纹.(3)假设让A光和B光分别照射S1和S2,这时既不能发生干预,也不发生衍射,此时在光屏上只能观察到亮光.答案:(1)暗条纹(2)亮条纹(3)光屏上只能观察到亮光11.在双缝干预实验中,光屏上某点P到双缝S1和S2的路程差为7.5×10-7m,如果用频率为6.0×1014 Hz的黄光照射双缝,试问:(1)该黄光的波长是多少?(2)试通过计算分析P点出现亮条纹还是暗条纹?解析:(1)由于光在真空中的传播速度恒为c,如此由波长、频率间关系式得λ== m=5×10-7 m.(2)两列光到P点的路程差Δr=7.5×10-7 m=λ,所以是暗条纹.答案:(1)5×10-7 m (2)见解析12.将频率为6×1014 Hz的激光从S1和S2投射到屏上,假设屏上的点P到S1与到S2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S1和S2的路程相等的点,如此PO间有几条暗条纹、几条亮条纹?(不含O,P两点处)解析:单色光的波长λ== m=5×10-7m,路程差为3×10-6m,==12,即路程差是半波长的偶数倍,P点出现亮条纹,而O点处为中央亮条纹,所以,在PO间有5条亮条纹,6条暗条纹.答案:亮条纹6条暗条纹5条亮条纹。
人教版选修3-4 13.3 光 的 干 涉 教案 word版含答案
课时13.3光的干涉1.通过实验观察,认识光的干涉现象。
理解光是一种波,干涉是波特有的性质。
2.明确光产生干涉的条件以及相干光源的概念。
3.理解干涉的原理、干涉条纹形成的原因及特点,能够利用明暗条纹产生的条件解决相应的问题。
重点难点:光的干涉产生的条件,形成明暗条纹的条件,以及双缝干涉中明暗条纹的有关计算。
教学建议:本节主要讲杨氏双缝干涉实验和决定条纹间距的条件。
教学中要注意回顾和应用机械波干涉的相关知识,分析光屏上明暗条纹的分布规律,这可以进一步加深学生对光的波动性的认识。
本节做好光的干涉的演示实验是使学生正确理解本节知识的关键。
导入新课:在托马斯·杨之前,不少人都曾进行过光学实验,试图找到证明光的波动性的有力证据:光的干涉和衍射现象。
但这些实验都失败了,原因是他们不能找到相干光源。
直到1801年托马斯·杨做了著名的干涉实验,为光的波动说奠定了基础。
杨氏干涉实验巧妙地解决了相干光源问题,它的巧妙之处在哪?1.杨氏干涉实验(1)1801年,英国物理学家①托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。
证明光的确是一种②波。
(2)双缝干涉实验:让一束③单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上,狭缝相距很近,就形成了两个波源,它们的④频率、⑤相位和⑥振动方向总是相同。
这两个波源发出的光在挡板后互相叠加,挡板后面的屏上就可以得到⑦明暗相间的条纹。
2.决定条纹间距的条件(1)出现亮条纹的条件:当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的⑧偶数倍时(即恰好等于波长的⑨整数倍时),两列光在这点相互⑩加强,这里出现亮条纹。
(2)出现暗条纹的条件:当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时,两列光在这点相互削弱,这里出现暗条纹。
1.杨氏实验观察到的是什么现象?为什么说它证明了光是一种波?解答:干涉现象,干涉现象是波特有的现象。
2.双缝干涉实验中为什么用激光做光源?解答:激光亮度高、相干性好。
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人教版物理选修3-4课堂同步精选练习
13.3光 的 干 涉（原卷版）
基础达标：
一、选择题
1.能产生干涉现象的两束光是 ( )
A.频率相同、振幅相同的两束光
B.频率相同、相位差恒定的两束光
C.两只完全相同的灯泡发出的光
D.同一光源的两个发光部分发出的光
2.如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图。图乙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
3.(多选)双缝干涉部分实验装置如图所示，调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条
纹。关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是 ( )
A.若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
B.若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化
C.若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
D.若将像屏向上平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化
4.瓦斯在隧道施工、煤矿采掘等方面危害极大，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，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
条纹，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
5.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. B. C. D.
6.(多选)线光源a发出的光波长为480 nm，线光源b发出的光波长为672 nm，则 ( )
A.用a做双缝实验，屏上与双缝距离差为s1=1.68μm的P处将出现暗纹
B.用b做双缝实验，屏上与双缝距离差为s1=1.68μm的P处将出现亮纹
C.用a做双缝实验，屏上与双缝距离差为s2=1.44μm的Q处将出现亮纹
D.用b做双缝实验，屏上与双缝距离差为s2=1.44μm的Q处将出现亮纹
7.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S1、S2，由S1和S2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S1和S2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P1处的亮条纹恰好是10
号亮条纹。设直线S1P1的长度为r1，S2P1的长度为r2，则r2-r1等于 ( )
A.9.5λ B.10λ C.10.5λ D.20λ
二、非选择题
8.某同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中，已知单缝片与双缝片间的距离为d1，双缝间的
距离为d2，双缝片到毛玻璃屏间距离为L，实验时先转动测量头上的手轮，第一次分划板中
心刻度线对齐A条纹中心时(如图(1)所示)，记下游标卡尺的读数xA=________mm(如图(3)
所示)；然后转动手轮，把分划线向右边移动，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时(如
图(2)所示)，记下此时游标卡尺的示数xB=__________mm，计算实验中红光波长的表达式为
λ=________(用字母d
1或d2及L、xA、xB
表示)。
能力提升：
9.(15分)(1)(多选)对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是 ( )
A.不同颜色的光有可能发生干涉现象
B.不同颜色的光不可能发生干涉现象
C.光的强度不同有可能发生干涉现象
D.光的强度不同不可能发生干涉现象
E.光的强度相同不一定会发生干涉
(2)在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014 Hz，两光源S1、S2的振动情况
恰好相反，光屏上的P点到S1与到S2的路程差为3×10-6 m，如图所示，则:
①P点是明条纹还是暗条纹？
②设O为到S1、S2路程相等的点，则PO间还有几条明纹，几条暗纹？(不包括O、P两处
的条纹)
10.(15分)(1)(多选)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λ
C.O到达a、c的路程差为4λ
D.M、N到达e的路程差为2λ
E.若改用波长为1.5λ的单色光照射单缝O，光屏上条纹间距将变大
(2)(2018·金华高二检测)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中
①某同学先将光源靠近遮光筒的双缝端并等高放置，然后在筒的另外一侧观察，发现筒的上
壁照得很亮，此时他应将遮光筒的观察端向__________(选填“上”或“下”)调节。
②某次测量如图所示，则读数为__________ mm。
③几位同学实验时，有的用距离为0.1 mm的双缝，有的用距离为0.2 mm的双缝；同时他
们还分别用红、紫两种不同颜色的滤光片遮住光源进行了观察，如图选自他们的观察记录，
其中正确反映实验结果的是__________。(已知红光波长大于紫光的波长)
11.（15分） (多选)(1)关于杨氏实验，下列说法中正确的是 ( )
A.单色光通过单缝后射向两个靠得很近的狭缝可作为振动情况总是相同的波源
B.两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹
C.两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹
D.两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹
(2)如图所示，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。