（2021新人教版）高中物理选修性必修第一册课时分层作业 18 光的干涉练习.doc

1、1/7 课时分层作业课时分层作业(十八十八)光的干涉光的干涉 (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 考点一考点一光的双缝干涉光的双缝干涉 1下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是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光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹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涉图样在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉但在双缝与光屏之间

2、的空间却没有干涉 发生发生 B在双缝干涉实验中在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源单缝的作用是获得一个线光源，使光有唯一的频使光有唯一的频 率和振动情况率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故故 A 项项 错误错误，B 项正确项正确在两个相干光源完全相同的情况下在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为光屏上距两缝的路程差为 半波长的奇数倍处出现暗条纹半波长的奇数倍处出现暗条纹，C 项错误项错误两列光波相遇就会叠加两列光波相遇就会叠加，满足相干条满足相干条 件就能发生干涉件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之

3、间的空间也会发生光的干涉所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接用光屏接 收只是为了肉眼观察的方便收只是为了肉眼观察的方便，故故 D 项错误项错误 2光通过双缝后在屏上产生彩色条纹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若用红色和绿色玻璃板分别挡住双 狭缝狭缝，则屏上将出现则屏上将出现() A黄色的干涉条纹黄色的干涉条纹B红绿相间的条纹红绿相间的条纹 C黑白相间的条纹黑白相间的条纹D无干涉条纹无干涉条纹 D有色玻璃只允许同色光通过有色玻璃只允许同色光通过，红光和绿光的频率不同红光和绿光的频率不同，根据干涉的条根据干涉的条 件件，不能产生干涉现象不能产生干涉现象

4、，所以选项所以选项 D 正确正确 3(多选多选)在单色光的双缝干涉实验中在单色光的双缝干涉实验中() A两列光波谷和波谷重叠处出现暗条纹两列光波谷和波谷重叠处出现暗条纹 B两列光波峰和波峰重叠处出现亮条纹两列光波峰和波峰重叠处出现亮条纹 C从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时， ，出现亮条纹出现亮条纹 D从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时，出现暗条纹出现暗条纹 BC两列光的峰两列光的峰峰相遇和谷峰相遇和谷谷相遇都是亮条纹谷相遇都是亮条纹 从空间中一点到两光从空间中一点到两光 源的光程差等于

5、波长的整数倍源的光程差等于波长的整数倍，该点出现亮条纹；若为半波长的奇数倍该点出现亮条纹；若为半波长的奇数倍，则为则为 2/7 暗条纹暗条纹 考点二考点二干涉条纹和光的波长的关系干涉条纹和光的波长的关系 4杨氏双缝干涉实验中杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是下列说法正确的是(n 为自然数 为自然数，为光波波为光波波 长长)() 在距双缝的路程相等的点形成暗条纹；在距双缝的路程相等的点形成暗条纹；在距双缝的路程差为在距双缝的路程差为 n的点形的点形 成亮条纹；成亮条纹；在距双缝的路程差为在距双缝的路程差为n 2 的点形成亮条纹；的点形成亮条纹；在距双缝的路程差为在距双缝的路程差为 n1 2 的

6、点形成暗条纹的点形成暗条纹 AB CD D在双缝干涉实验中在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差当某处距双缝距离之差x 为波长的整数倍时为波长的整数倍时，即即 xk，k0,1,2,3，这点为加强点这点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之 差差x 为半波长的奇数倍时为半波长的奇数倍时，即即x(2k1) 2， ，k0,1,2,3，这点为减弱点这点为减弱点，该该 处出现暗条纹处出现暗条纹 5如图所示为双缝干涉实验装置示意图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其中甲图是用绿光进行实验时， 光屏上观察到的条纹情况光屏上观察到的条纹情况，a

7、 为中央明条纹为中央明条纹；乙图为换用另一颜色的单色光实验乙图为换用另一颜色的单色光实验 时观察到的条纹情况时观察到的条纹情况，b 为此时中央明条纹为此时中央明条纹则下列说法正确的是则下列说法正确的是() A乙图可能是用红光实验产生的条纹乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长表明红光波长较长 B乙图可能是用紫光实验产生的条纹乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长表明紫光波长较长 C乙图可能是用紫光实验产生的条纹乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短表明紫光波长较短 D乙图可能是用红光实验产生的条纹乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短表明红光波长较短 A

8、本题主要考查学生观察图像的能力本题主要考查学生观察图像的能力， 在双缝干涉实验中在双缝干涉实验中， 相邻两条明相邻两条明(或或 暗暗)条纹之间的距离条纹之间的距离x 与哪些因素有关等知识与哪些因素有关等知识 6(多选多选)双缝干涉实验装置如图所示双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝绿光通过单缝 S 后后，投射到具有双投射到具有双 3/7 缝的挡板上缝的挡板上，双缝双缝 S1和和 S2到单缝到单缝 S 的距离相等的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的光通过双缝后在与双缝平行的 屏上形成干涉条纹屏上形成干涉条纹，屏上屏上 O 点到双缝点到双缝 S1和和 S2的距离相等的距离相等，P 点是距点是距

9、 O 点最近的点最近的 第一条亮条纹第一条亮条纹，如果将入射的绿光换成红光或蓝光如果将入射的绿光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波已知红光波长大于绿光波 长长，绿光波长大于蓝光波长绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是则下列说法正确的是() AO 点是红光的亮条纹点是红光的亮条纹 B红光的第一条亮条纹在红光的第一条亮条纹在 P 点的上方点的上方 CO 点不是蓝光的亮条纹点不是蓝光的亮条纹 D蓝光的第一条亮条纹在蓝光的第一条亮条纹在 P 点的上方点的上方 ABO 点距离双缝的路程差为点距离双缝的路程差为 0， 该点为亮条纹该点为亮条纹， 当用红光或蓝光照射时当用红光或蓝光照射时， 在在 O

10、 点也产生红光的亮条纹或蓝光的亮条纹点也产生红光的亮条纹或蓝光的亮条纹，A 正确正确，C 错误；根据双缝干涉错误；根据双缝干涉 条纹间距公式条纹间距公式x l d和红光的波长大于绿光的波长可知 和红光的波长大于绿光的波长可知，红光的条纹间距大于红光的条纹间距大于 绿光的条纹间距绿光的条纹间距，所以红光的第一条亮条纹在所以红光的第一条亮条纹在 P 点的上方点的上方，B 正确正确；同理可知同理可知， 蓝光的第一条亮条纹在蓝光的第一条亮条纹在 P 点的下方点的下方，D 错误错误 7如图所示如图所示，用频率为用频率为 f 的单色光垂直照射双缝的单色光垂直照射双缝， ，在光屏上在光屏上 P 点出现第三点

11、出现第三 条暗条纹条暗条纹，已知光速为已知光速为 c，则则 P 点到双缝的距离之差点到双缝的距离之差(r2r1)应为应为() A. c 2f B.3c 2f C.2c 3f D.5c 2f D由题中条件可知由题中条件可知，r2r15 2， ，又因为又因为c f， ，联立可得联立可得 r2r15c 2f， ，选选项项 D 正确正确 考点三考点三薄膜干涉薄膜干涉 4/7 8(多选多选)如图所示如图所示，把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用一端用 薄片垫起薄片垫起，构成空气劈尖构成空气劈尖让单色光从上方射入让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的条这

12、时可以看到亮暗相间的条 纹纹下面关于条纹的说法中正确的是下面关于条纹的说法中正确的是() A 干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光 波叠加的结果波叠加的结果 B干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 C将上玻璃板平行上移将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动条纹向着劈尖移动 D观察薄膜干涉条纹时观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧应在入射光的另一侧 AC根据薄膜干涉的产生原理根据薄膜干涉的产生原理， 上述现象是由空气膜前后表面反射

13、的两列上述现象是由空气膜前后表面反射的两列 光叠加而成的光叠加而成的，当波峰与波峰当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时波谷与波谷相遇叠加时，振动加强振动加强，形成亮条形成亮条 纹纹，所以选项所以选项 A 正确正确，选项选项 B 错误；因相干光是反射光错误；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时故观察薄膜干涉时， 应在入射光的同一侧应在入射光的同一侧，故选项故选项 D 错误；根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应错误；根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应 的的，当上玻璃板平行上移时当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动同一厚度的空气膜向劈尖移动，所以条纹向着劈所以条纹向着劈 尖移动尖移动，故选项故

14、选项 C 正确正确 9如图所示如图所示，把酒精灯放在肥皂液薄膜前把酒精灯放在肥皂液薄膜前， ，从薄膜上可看到明暗相间的条从薄膜上可看到明暗相间的条 纹纹，能解释这一现象产生原因的是示意图能解释这一现象产生原因的是示意图(图中实线图中实线、虚线为光照射到薄膜上时虚线为光照射到薄膜上时， 从膜的前后表面分别反射形成的两列波从膜的前后表面分别反射形成的两列波)() 5/7 C看到的明暗条纹是从膜前后表面分别反射形成的两列相干波发生干涉看到的明暗条纹是从膜前后表面分别反射形成的两列相干波发生干涉 形成的形成的，肥皂膜中的液体在重力作用下导致从上至下的薄膜厚度不同肥皂膜中的液体在重力作用下导致从上至下的

15、薄膜厚度不同，反射回反射回 来的两列波的同步性不同来的两列波的同步性不同，明条纹是相干加强形成的明条纹是相干加强形成的，暗条纹是相干减弱形成暗条纹是相干减弱形成 的的，选项选项 C 正确正确 (建议用时：建议用时：15 分钟分钟) 10(多选多选)用用 a、b 两束单色光分别照射同一双缝干涉装置两束单色光分别照射同一双缝干涉装置， ，在离双缝恒定在离双缝恒定 距离的屏上得到如图所示的干涉图样距离的屏上得到如图所示的干涉图样，其中图甲是其中图甲是 a 光形成的光形成的，图乙是图乙是 b 光形光形 成的成的，则关于则关于 a、b 两束单色光两束单色光，下述正确的是下述正确的是() 甲甲乙乙 Aa

16、光的频率较高光的频率较高 Ba 光的波长较长光的波长较长 C对同一介质对同一介质 a 光的折射率较大光的折射率较大 D在水中在水中 a 光传播的速度较大光传播的速度较大 BD由双缝干涉条纹间距与波长成正比可判断由双缝干涉条纹间距与波长成正比可判断 a 光的波长较长光的波长较长，再由再由 c f 可知可知 a 光的频率低光的频率低对同一介质来说折射率小对同一介质来说折射率小，光在其间传播的速度大光在其间传播的速度大，所所 以以 B、D 正确正确 11如图所示为双缝干涉实验装置如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为当使用波长为 6 10 7 m 的橙色光做实的橙色光做实 验时验时，光屏光屏 P

17、点及上方的点及上方的 P1点形成相邻的亮条纹点形成相邻的亮条纹若使用波长为若使用波长为 410 7 m 的的 紫光重复上述实验紫光重复上述实验，在在 P 和和 P1点形成的亮点形成的亮、暗条纹的情况是暗条纹的情况是() 6/7 AP 和和 P1都是亮条纹都是亮条纹 BP 是亮条纹是亮条纹，P1是暗条纹是暗条纹 CP 是暗条纹是暗条纹，P1是亮条纹是亮条纹 DP 和和 P1都是暗条纹都是暗条纹 B从单缝从单缝 S 射出的光波被射出的光波被 S1、 S2两缝分成两束相干光两缝分成两束相干光， 由题意知屏中央由题意知屏中央 P 点到点到 S1、S2的距离相等的距离相等，即分别由即分别由 S1、S2射

18、出的光到射出的光到 P 点的路程差为零点的路程差为零，因此因此 是亮条纹中心是亮条纹中心， 因而因而， 无论入射光是什么颜色的光无论入射光是什么颜色的光， 波长多大波长多大， P 点都是亮条纹点都是亮条纹 而分别由而分别由 S1、S2射出的光到射出的光到 P1点的路程差刚好是橙光的一个波长点的路程差刚好是橙光的一个波长，即即|P1S1 P1S2|600 nm橙 橙， ， 则两列光波到达则两列光波到达 P1点振动情况完全一致点振动情况完全一致， 振动得到加强振动得到加强， 因此因此，出现亮条纹出现亮条纹当换用波长为当换用波长为 400 nm 的紫光时的紫光时，|P1S1P1S2|600 nm3

19、2 紫紫， ，则两列光波到达则两列光波到达 P1点时振动情况完全相反点时振动情况完全相反，即分别由即分别由 S1、S2射出的光到射出的光到达达 P1点时相互削弱点时相互削弱，因此因此，在在 P1点出现暗条纹点出现暗条纹综上所述综上所述，选项选项 B 正确正确 12如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰实线表示波峰， 虚线表示波谷虚线表示波谷在此时刻在此时刻，介质中介质中 A 点为波峰相叠加点点为波峰相叠加点，B 点为波谷相叠加点点为波谷相叠加点， A、B 连线上的连线上的 C 点为某中间状态相叠加点点为某中间状态相叠加点如果把屏分

20、别放在如果把屏分别放在 A、B、C 三个三个 位置位置，那么那么() AA、B、C 三个位置处都出现亮条纹三个位置处都出现亮条纹 BB 位置处出现暗条纹位置处出现暗条纹 CC 位置处出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定位置处出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定 D以上结论都不正确以上结论都不正确 A在干涉现象中在干涉现象中，所谓所谓“振动加强的点振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动是指两列波在该点引起的振动 方向总是相同的方向总是相同的，该点的振幅是两列波的振幅之和该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处而不要理解为该点始终处 7/7 于波峰或波谷于波峰或波谷，在某些时刻它也可以位

21、于平衡位置在某些时刻它也可以位于平衡位置(如题图中如题图中 C 点点)；所谓所谓“振动振动 减弱的点减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列该点的振幅是两列 波的振幅之差波的振幅之差，如果两列波的振幅相同如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置则该点始终在平衡位置，对光波而言对光波而言， 该点是完全暗的该点是完全暗的本题中本题中，A、B、C 三点总是振动加强的点三点总是振动加强的点，屏上对应出现的屏上对应出现的 都是亮条纹都是亮条纹另外另外，要特别注意波谷与波谷相遇的点要特别注意波谷与波谷相遇的点(题图中题图中 B 点点)振

22、动也是加强振动也是加强 的的 13S1、S2为两个相干光源为两个相干光源，发出的光的频率为发出的光的频率为 7.51014Hz，光屏上光屏上 A 点点 与与 S1、S2的光程差为的光程差为 1.810 6 m. (1)若若 S1、S2的振动步调完全一致的振动步调完全一致，则则 A 点出现什么条纹？点出现什么条纹？ (2)若若 S1、S2的振动步调完全相反的振动步调完全相反，则则 A 点出现什么条纹？点出现什么条纹？ 解析解析(1)由由 cf，得得c f 3.0108 7.51014 m410 7 m 光程差光程差 s1.810 6 m，则则s 1.8 10 6 410 7 9 2 若若 S1、S2振动步调一致振动步调一致，则在则在 A 点出现暗条纹点出现暗条纹 (2)若若 S1、S2两光源振动步调完全相反两光源振动步调完全相反，光程差是半波长的奇数倍光程差是半波长的奇数倍，则在则在 A 点刚好两列波相互加强点刚好两列波相互加强，出现亮条纹出现亮条纹 答案答案(1)暗条纹暗条纹(2)亮条纹亮条纹