资源描述：
《2020_2021学年高中物理第13章光3光的干涉实验：用双缝干涉测量光的波长课时练习含解析新人教版选修3_4.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高考光的干涉实验:用双缝干涉测量光的波长(40分钟 100分)一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56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B、D。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…)。故B、D正确。2
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-8-/8高考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
3、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A正确,B、C、D错误。3.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片(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,其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的干涉条纹消失,其他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【解析】选
4、C。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),由于绿光和红光的频率不同,则不能发生干涉,但屏上仍有光亮。故C正确,A、B、D错误。故选C。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
5、明B中气体( )A.一定含瓦斯B.一定不含瓦斯-8-/8高考C.不一定含瓦斯D.无法判断【解析】选A。如果屏的正中央O点变为暗条纹,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。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.【解析】选D。在某点产生暗条纹的条件是光程差r2-r1为半波长的奇数倍。已知P点出现第3条暗条纹,说明r2-r1=λ,由c=λf得:λ=,则r2-r1=。6.从两只
6、手电筒射出的光,当它们照到同一屏上时看不到干涉条纹,这是因为( )A.干涉图样太细小看不清楚B.手电筒射出的光不是单色光C.周围环境的漫反射光太强D.两个光源是非相干光源【解析】选D。两只手电筒的小灯泡发出的光在屏上不产生干涉条纹,是因为小灯泡灯丝发出的光是大量原子被激发后随机辐射的,频率不稳定,不符合干涉产生的条件。故D正确,A、B、C错误。故选D。-8-/8高考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,
7、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.9.5λB.10λC.10.5λD.20λ【解析】选B。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,表明缝S1、S2到P1处的距离差r2-r1为波长的整数倍,且刚好是10个波长,所以选项B正确。【总结提升】光的干涉条
8、件的分析(1)生活中任何两个各自独立发光的光源产生的光在空间相叠加都不会产生干涉,这是由物体的发光机理决定的,即任何两个各自独立的光源都不是相干光源。(2)杨氏双缝干涉中单缝的作用就是从同一光源得到线光源,以便能有相同的频率和振动规律。双缝是由同一个狭缝照亮的,所以双缝也就成了一对相干光源。(3)光的相干条件中频率相同是光发生干涉的必要条件,要发生干涉,两光源还必须具有相同的振动方向和恒定的相位差。二、非选择题(
