高中物理选择性必修第一册课后习题 第四章 4.光的干涉 (2).docVIP

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4.光的干涉

课后训练巩固提升

基础巩固

1.(多选)关于光的干涉,下列说法正确的是()

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.只有频率相同的两列光才能产生干涉

C.频率不同的两列光也能产生干涉,只是不稳定

D.在屏上到两缝距离相等的点产生亮条纹

答案BD

解析在干涉现象中,相邻亮条纹和相邻暗条纹的间距是相等的,故A错误;能发生干涉的两列光频率必须相同,故B正确,C错误;到两缝距离相等的点,光程差为零,出现亮条纹,故D正确。

2.右图为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂薄膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯。往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是下列图中的()

答案D

解析铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚,在同一水平线上厚度基本一致,如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强,那么这一水平线上同一厚度处形成亮条纹,所以干涉条纹应是水平的。

3.(多选)如图(a)所示,在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图(b)所示的内疏外密的同心圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是()

(a)

(b)

A.干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的

B.干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的

C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的

D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的

答案AC

解析由于凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜,所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面,故A正确,B错误;由于凸透镜的下表面是圆弧面,所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的,形成不等间距的干涉条纹,故C正确,D错误。

4.(多选)线光源a发出的光波长为480nm,线光源b发出的光波长为672nm,则下列说法正确的是()

A.用a做双缝干涉实验,屏上与双缝距离差为s1=1.68μm的P处将出现暗纹

B.用b做双缝干涉实验,屏上与双缝距离差为s1=1.68μm的P处将出现亮纹

C.用a做双缝干涉实验,屏上与双缝距离差为s2=1.44μm的Q处将出现亮纹

D.用b做双缝干涉实验,屏上与双缝距离差为s2=1.44μm的Q处将出现亮纹

答案AC

解析题中两光源发出的光的半波长分别为

12λ1=12×480×10-9m=2.40×10

12λ2=12×672×10-9m=3.36×10

因为P、Q处到双缝的距离差可表示为

s1=1.68×10-6m=712λ

s2=1.44×10-6m=612λ

可见,用a、b两光源做双缝干涉实验时,屏上P处到双缝的距离差都等于半波长的奇数倍,均为暗纹,故选项A正确,B错误;用a做双缝干涉实验时,屏上Q处到双缝的距离差恰等于半波长的偶数倍,Q处应为亮纹,C正确;用b做双缝干涉实验时,屏上Q处到双缝的距离差不等于半波长的偶数倍,D错误。

5.在双缝干涉实验中,若双缝处的两束光的频率均为6×1014Hz,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3×10-6m,如图所示,则:

(1)P点是亮条纹还是暗条纹?

(2)设O为到S1、S2路程相等的点,则P、O间还有几条亮条纹,几条暗条纹?(不包括O、P两处的条纹)

答案(1)暗条纹

(2)5条暗条纹,6条亮条纹

解析(1)由λ=cf得λ=5×10-7

n=Δsλ

由于两光源的振动情况恰好相反,所以P点为暗条纹。

(2)O点路程差为0,也是暗条纹,OP间还有5条暗条纹,6条亮条纹。

能力提升

1.市场上有种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低,从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁),这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示此红外线在薄膜中的波长,用λ0表示此红外线在真空中的波长,则所镀薄膜的厚度最小应为()

A.14λ0 B.1

C.12λ D.12

答案B

解析要消除反射回来的红外线,即从薄膜前、后表面反射回来的红外线发生干涉,相互抵消,即2d=λ2,解得d=λ

2.在双缝干涉实验中,光源发射波长为6.0×10-7m的橙光时,在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹,光屏上A点恰好是距中心条纹的第二条亮条纹。其他条件不变,现改用其他颜色的可见光做实验,光屏上A点是暗条纹位置,可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014Hz,则入射光的波长可能是()

A.8.0×10-7m B.4.8×10-7m

C.4.0