《光的干涉》同步練習(xí)2 (2)

光的干涉光的干涉 1 關(guān)于光的干涉 下列說法正確的是 A 頻率相同的兩列光波一定能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 B 頻率不同的兩列光波不可能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 C 用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 可觀察到明暗相間不等間距的條紋 D 單色光從兩個(gè)狹縫到達(dá)屏上的路程差是光波長的奇數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)暗條紋 E 單色光從兩個(gè)狹縫到達(dá)屏上的路程差是光波長的整數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)亮條紋 解析 由干涉現(xiàn)象產(chǎn)生的條件可知A錯(cuò)B對(duì) 用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 可觀察到明 暗相間等間距的條紋 C錯(cuò) 屏上某點(diǎn)到雙縫的距離差為波長整數(shù)倍時(shí)為明條紋 距離差為 半波長奇數(shù)倍時(shí)為暗條紋 CD錯(cuò) 答案 B 2 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 雙縫的作用是 A 遮住過于強(qiáng)烈的光 B 形成兩個(gè)振動(dòng)情況相同的光源 C 使白光變成單色光 D 使光發(fā)生折射 解析 雙縫分光得到相干光 答案 B 3 對(duì)兩列光波在空中疊加 以下說法中正確的是 A 不同的色光有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 B 不同的色光不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 C 光的強(qiáng)度不同有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 D 光的強(qiáng)度不同不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 解析 兩列光波疊加是否發(fā)生干涉現(xiàn)象關(guān)鍵看兩列光波是否是相干光 即是否滿足 頻率相同 相位差恒定的條件 不同的色光頻率不同 所以不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 故B項(xiàng)正 確 光的強(qiáng)度不同 但仍有可能滿足相干條件 也就是有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 故選項(xiàng)C正確 D錯(cuò)誤 答案 BC 4 光通過雙縫后在屏上產(chǎn)生彩色條紋 若用紅色和綠色玻璃分別擋住雙縫 則屏上 將出現(xiàn) A 黃色的干涉條紋 B 紅綠相間的條紋 C 黑白相間條紋 D 無干涉條紋 解析 紅光和綠光的頻率不同 不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 答案 D 5 楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 下列說法正確的是 n為自然數(shù) 為光波波長 在距雙縫的路程相等的點(diǎn)形成暗條紋 在距雙縫的路程差為n 的點(diǎn)形成亮條紋 在距雙縫的路程差為n的點(diǎn)形成亮條紋 在距雙縫的路程差為 n 的點(diǎn)形成暗條 2 1 2 紋 A B C D 解析 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 當(dāng)某點(diǎn)距雙縫距離之差 為波長的整數(shù)倍時(shí) 即當(dāng) n n 0 1 2 3 時(shí) 該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn) 出現(xiàn)亮條紋 而當(dāng) 2n 1 n 0 1 2 2 3 時(shí) 該點(diǎn)為減弱點(diǎn) 出現(xiàn)暗條紋 答案 D 6 用波長為 的單色光照射單縫O 經(jīng)過雙縫M N在屏上產(chǎn)生明暗相間的干涉條紋 如圖所示 圖中a b c d e為相鄰亮條紋的位置 c為中央亮條紋 則 A O到達(dá)a b的路程差為零 B M N到達(dá)b的路程差為 C O到達(dá)a c的路程差為4 D M N到達(dá)e的路程差為2 解析 振動(dòng)一致的兩光源在空間發(fā)生干涉 得到亮條紋的條件滿足 r k k 0 1 2 3 答案 BD 7 用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 已知屏上一點(diǎn)P到雙縫的路程差 r 1 5 10 6 m 當(dāng)單色光波長 1 0 5 m時(shí) P點(diǎn)將形成亮紋還是暗紋 當(dāng)單色光波長 2 0 6 m時(shí) 此時(shí)在中央亮紋和P點(diǎn)之間有幾條暗紋 解析 屏上一點(diǎn)P到雙縫的路程差 即光程差 r r2 r1 等于波長整數(shù)倍處出現(xiàn)亮條 紋 等于半波長奇數(shù)倍處為暗條紋 因此對(duì)波長 1 0 5 m的單色光有 3 r 1 1 5 10 6 0 5 10 6 即光程差是波長的整數(shù)倍 所以P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋 對(duì)波長 2 0 6 m的單色光有 2 5 r 2 1 5 10 6 0 6 10 6 即光程差是半波長的奇數(shù)倍 所以P點(diǎn)是暗條紋 由中央亮紋處到P點(diǎn) 光程差逐步增大 必有光程差與波長之比為 兩點(diǎn) 即在中 1 2 3 2 央亮紋和P點(diǎn)之間有兩條暗紋 答案 P點(diǎn)亮條紋 兩條暗紋 8 如圖所示 在某次雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 Q處是中央亮條紋P往上數(shù)的第一條亮條紋 已 知從S1和S2發(fā)出的兩束相干光到Q處的路程差是9 10 7 m 則實(shí)驗(yàn)所用的單色光的頻率是 多少 第二條暗條紋到雙縫的路程差為多少 解析 由于Q是第一條亮條紋 所以QS2 QS1 9 10 7 m 由c f 得 f Hz 1015 Hz c 3 0 108 9 10 7 1 3 第二條暗條紋到S1 S2的路程差為 s 1 35 10 6 m 3 2 答案 1015 Hz 1 35 10 6 m 1 3 9 S1 S2為兩個(gè)相干光源 發(fā)出的光的頻率為7 5 1014 Hz 光屏上A點(diǎn)與S1 S2的 路程差為1 8 10 6 m 1 若S1 S2的振動(dòng)步調(diào)完全一致 則A點(diǎn)出現(xiàn)什么條紋 2 若S1 S2的振動(dòng)步調(diào)完全相反 則A點(diǎn)出現(xiàn)什么條紋 解析 由 得 m 4 10 7 m c f 3 108 7 5 1014 4 5 即路程差為半波長的奇數(shù)倍 s 1 8 10 6 m 4 10 7 m 1 若S1 S2的振動(dòng)步調(diào)完全相同 則A點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋 2 若S1 S2的振動(dòng)步調(diào)完全相反 則路程差為半波長的奇數(shù)倍時(shí)應(yīng)為加強(qiáng)點(diǎn) A點(diǎn)出 現(xiàn)亮條紋 答案 1 暗條紋 2 亮條紋 能力精練 10 如圖所示是研究光的雙縫干涉的示意圖 擋板上有兩條狹縫S1 S2 由S1和S2發(fā)出的 兩列波到達(dá)屏上時(shí)產(chǎn)生干涉條紋 已知入射激光的波長為 屏上的P點(diǎn)到兩縫S1和S2的距 離相等 如果把P處的亮條紋記作0號(hào)亮紋 由P向上數(shù) 與0號(hào)亮紋相鄰的亮紋為1號(hào)亮紋 與1號(hào)亮紋相鄰的亮紋為2號(hào)亮紋 則P1處的亮紋恰好是10號(hào)亮紋 設(shè)直線S1P1的長度為 1 S2P1的長度為 2 則 2 1等于 A 9 B 10 C 11 D 18 解析 當(dāng) 2 1 n n 0 1 2 時(shí) 出現(xiàn)亮紋 由題意知 0號(hào)亮紋時(shí)n 0 1號(hào)亮紋時(shí)n 1 故10號(hào)亮紋時(shí) 2 1 10 答案 B 11 某同學(xué)自己動(dòng)手利用如圖所示器材 觀察光的干涉現(xiàn)象 其中 A為單縫屏 B為雙 縫屏 C為像屏 當(dāng)他用一束陽光照射到A上時(shí) 屏C上并沒有出現(xiàn)干涉條紋 他移走B后 C 上出現(xiàn)一窄亮斑 分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因 最大的可能是 A 單縫S太窄 B 單縫S太寬 C S到S1和S2距離不等 D 陽光不能作光源 解析 雙縫干涉中單縫的作用是獲得線光源 而線光源可以看做是由許多個(gè)點(diǎn)光源 沿一條線排列組成的 這里觀察不到光的干涉現(xiàn)象是由于不滿足相干條件 單縫太寬 答案 B 12 如圖所示 在雙縫干涉中 若用 1 5 0 10 7 m的光照射 屏上O點(diǎn)為中央亮條紋 屏上A點(diǎn)為第二級(jí)亮條紋所在處 若換用 2 4 0 10 7 m的光照射時(shí) 屏上O處是什么 情況 屏上A處又是什么情況 解析 屏上O點(diǎn)到雙縫的距離之差 無論用何種光做實(shí)驗(yàn) 其路程差都是0 所以O(shè)處 仍為亮條紋 此亮條紋為中央亮條紋 設(shè)屏上A點(diǎn)到雙縫的距離差為 x 因用 1 5 0 10 7 m的光照射時(shí) A處為第二級(jí)亮條紋 有 x 2 1 設(shè)對(duì) 2的入射光來說 x k 2 故 x 2 1 1 10 6 m k 2 k 4 0 10 7 m 有k 2 5 即 x為的奇數(shù)倍 所以A處為暗條紋 2 2 則 x 2n 1 n 0 1 2 3 解得n 2 而n 0時(shí)為第一級(jí)暗 2 2 條紋 因n 2 所以A處為第三級(jí)暗條紋 答案 O處為亮條紋 A處為第三級(jí)暗條紋 13 如圖所示 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 S1和S2為雙縫 P是光屏上的一點(diǎn) 已知P點(diǎn)與S1 S2 距離之差為2 1 10 6 m 分別用A B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 問P點(diǎn)是亮條 紋還是暗條紋 1 已知A光在折射率為n 1 5的介質(zhì)中波長為4 10 7 m 2 已知B光在某種介質(zhì)中波長為3 15 10 7 m 當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí) 臨界 角為37 3 若讓A光照射S1 B光照射S2 試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象 解析 1 設(shè)A光在空氣中波長為 1 在介質(zhì)中波長為 2 由n 得 1 2 1 n 2 1 5 4 10 7 m 6 10 7 m 根據(jù)路程差 r 2 1 10 6 m 所以N1 3 5 r 1 2 1 10 6 6 10 7 由此可知 從S1和S2到P點(diǎn)的路程差是波長 1的3 5倍 所以P點(diǎn)為暗條紋 2 根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系 sinC 得n 1 n 1 sin37 5 3 由