2018年沪科版物理选修3-4学业分层测评 第4章 4.1 光的干涉
高二物理沪科版选修3-4单元测试：第4章 光的波动性(含解析)
本章测评(时间90分钟满分100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。
全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1在城市交通中，用红灯表示禁止通行，其原理是()A．红光容易产生干涉B．红光照射的距离大C．红光容易引起人们的视觉反应D．红光容易产生衍射2光从某介质射入空气，入射角i从零开始增大到某一值的过程中，折射角r也随之增大，则下列说法中正确的是()A．比值ir不变B．比值sinisinr不变C．比值sinisinr是一个大于1的常数D．比值sinisinr是一个小于1的常数3光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是…() A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象4已知介质对某单色光的临界角为C，则()A．该介质对单色光的折射率等于1sinCB．此单色光在该介质中的传播速度等于csinC(c是光在真空中的传播速度)C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sinC倍D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的1sinC倍5关于光的性质，下列说法正确的是()A．光在介质中的速度大于光在真空中的速度B．双缝干涉说明光具有波动性C．光在同种均匀介质中沿直线传播D．光的偏振现象说明光是纵波6如图所示，一束自然光通过起偏器照射到光屏上，则图中光屏上发亮的有(起偏器上用箭头表示其透射方向)()7光线从折射率为2的介质中射向空气，如果入射角为60°，则下图中的光路可能的是()8根据下图中的漫画，判断下列说法中正确的是()A．人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B．人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C．鱼看到的是人的实像，位置偏低些D．鱼看到的是人的虚像，位置偏高些9许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，错误的是() A．光导纤维利用的是光的全反射现象B．X光透视利用的是光的衍射现象C．分光镜利用的是光的色散现象D．红外遥感技术利用一切物体都不停地辐射红外线的现象10一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形(AC边未画出)，AB为直角边，∠ABC＝45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点。
高中物理《光学光的干涉》教案沪科版选修3-4
高中物理《光学光的干涉》教案沪科版选修3-4第一篇：高中物理《光学光的干涉》教案沪科版选修3-4 光学·光的干涉·教案一、教学目标1．认识光的干涉现象及产生光干涉的条件．2．理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征．3．通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力．4．通过“扬氏双缝干涉”实验的学习，渗透科学家认识事物科学的物理思维方法．二、重点、难点分析1．波的干涉条件，相干光源．2．如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”．3．培养学生观察、表述、分析能力．三、教具1．演示水波干涉现象：频率可调的两个波源，发波水槽，投影幻灯，屏幕．2．演示光的干涉现象：直丝白炽灯泡；单缝；双缝；红、绿、蓝、紫滤色片；光的干涉演示仪；激光干涉演示仪．3．干涉图样示意挂图.四、主要教学过程(一)引入由机械波的干涉现象引入：首先演示“水波干涉现象”，并向学生提出问题．(1)这是什么现象？(2)是否任何两列波在传播空间相遇都会产生这样的现象？让学生回答，让学生描述稳定干涉现象的特征，指出干涉现象是两列波在空间相遇叠加的一种情景；一切波都能发生干涉现象，干涉现象是波特有的现象．要得到稳定干涉现象需是相干波源．(二)教学过程设计1．光的干涉现象——扬氏干涉实验．(1)提出问题：光是否具有波动性？如果有则会有光的干涉现象，观察光的干涉现象可以用屏幕，在屏幕上会得到什么现象呢？演示两个通有同频率交流电单丝灯泡(或蜡烛)作为两个光源，移动屏与它们之间的距离，屏幕上看不到明暗相间的现象．实验结果表明：两个独立热光源的光波相遇得不到干涉现象．说明光的复杂性．认识事物不是一帆风顺的．实验的不成功是光无波动性？还是实验设计有错误，没有满足相干条件？(2)扬氏实验．①介绍英国物理学家托马斯·扬．如何认识光，如何获得相干光源——展示扬氏实验挂图鼓励学生在认识事物或遇到问题时，学习扬氏的科学态度，巧妙的思维方法．用心爱心专心 1②介绍实验装置——双缝干涉仪．说明双缝很近0.1mm，强调双缝S1、S2与单缝S的距离相等，所以两单缝S1、S2处光的振动不仅频率相同，而且总是同相．③演示：先用加滤色片后单色光红光进行演示，然后改用激光源做双缝干涉实验，并使双缝与屏幕的距离加大，这样在屏幕上得到条纹间距离大，更为清晰的明暗相同的图样．展示双缝干涉图样，让学生注意观察图样，回答图样的特点：(1)明暗相间．(2)亮纹间等距，暗纹间等距．(3)两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹——中央亮纹．提出问题：为什么会出现这样的图样？怎样用波动理论进行解释． 2．运用波动理论进行分析．(1)演示两列频率相同、振动方向相同两列波在一直线上叠加的情景．用做好的幻灯片用投影幻灯进行演示；或用编制好的软件在电脑上进行演示．注意分析两列波传播经同一位置时此点的振动情况．①仍在某一平衡位置附近往复振动，位移随时间而改变．②两列波同相振幅变大，说明此点振动加强了；两列波反相振幅减小，说明此点振动减弱了．强调波形图是各个质点在同一时刻位移的包络线，演示波在传播时，波峰波谷的移动情况．用心爱心专心 2(2)演示一列波由近及远波峰、波谷示意图，演示两列频率相同，同相波由近及远波峰、波谷的示意图．波峰、波谷行进位置．②幻灯片数量准备多一些，波峰、波谷向前推进速度要慢，若用电脑波行进的速度要慢且可暂停．③最后形成书上双缝干涉示意图样，展示彩色挂图．分析：①说明示意图是两列波某一时刻峰谷位置分布图．②说明两列波同频率、初相相同，在两列波峰峰、谷谷相遇位置均是加强点；而峰谷相遇位置均是消弱点．用心爱心专心③先分析S1S2连线中垂线上的点：首先让学生注意中垂线上的某一点，演示让波行进起来结果峰谷依次通过此点——说明此点振动在峰→平衡位置→谷→平衡位置→峰之间往复振动是加强点．然后再让学生看两列波的相遇峰、谷依次通过该直线上的所有点——说明此直线上的点均是加强点．④再分析S1S2中垂线两侧对称位置上的点，即两列波峰谷相遇点，首先注意某一点，演示让波行进起来总是峰谷同时通过此点——说明两列波通过此点总是振动方向相反，是被消弱的；然后再看两列波峰谷交叉点的移动情况——为消弱区域．⑤其次再分析远离中垂线上的点又是加强区域……小结：通过以上分析振动加强与消弱点的分布是相互间隔的而且是稳定的．结合干涉挂图反映在屏幕上：同相加强光能量较强——亮；反相减弱光能量较弱——暗．得到亮暗间隔的干涉图样．(3)屏幕上出现亮纹、暗纹的条件．在示意图中，S1和S2为一对相干光源，两组半径相同的同心圆表示S1和S2两相干光源向外传播的两列波．实线表示波峰，虚线表示波谷．实线a0、a2、a′2，a4、a′4…为加强区域，虚线a1、a′1；a3、a′3…为减弱区域．①实线a0上各点，S1、S2发出光波到达线上某点的光程差δ=0．实线a2(a′2)上各点，S1、S2发出光波到达线上某点的光程差δ2=λ．实线a4(a′4)上各点，S1、S2发出光波到达线上某点的光程差δ4=2λ．即在实线a0、a2(a′2)、a4(a′4)…上各点光程差各为0、λ、2λ…，即为波长的整数倍．屏上出现亮纹．用心爱心专心…，即为半波长的奇数倍，屏上出现暗纹．总结规律：凡光程差等于波长整数倍的位置，产生亮条纹；凡光程差等于半波奇数倍的位置，产生暗条纹，即产生亮暗条纹条件表达式：亮纹光程差δ=kλ(k=0，1，2…)．*(4)若学生数学基础好，接受能力强可推导屏上亮暗纹的位置公式，否则不进行此内容． 3．干涉条纹间距与哪些因素有关．教师重做双缝干涉实验，让学生注意实验现象，并定性寻找规律．①改变屏与缝之间的距离L——波长λ不变时L越大，亮纹间距(暗纹间距)越大．②屏与缝之间距离L不变，用不同的单色光进行实验——波长长的亮纹间距(暗纹间距)大，并展示彩色挂图．③L、λ不变，用双缝距离d不同配件进行实验——d小的亮纹间距(暗纹间距)大．小结：(1)实验可证明(或用上述亮暗纹的位置公式得亮纹间距)Δx=(2)利用双缝干涉实验，测量L、d、Δx可测单色光的波长．4．用复色光源做扬氏双缝干涉实验．让学生猜测干涉图样，然后教师做演示，让学生注意观察屏上图样特征：双缝S1、S2连线的中垂线与屏相交的中央位置是白色亮缝，而两侧是彩色条纹，然后展示挂图以便让学生对图样有深刻印象．(三)课堂小结1．托马斯·扬在历史上第一次解决了相干光源问题，成功做出了光的干涉实验．光的干涉现象微粒说无法解释，而波动说可做出完善解释，使人们认识到光具有波动性．2．两个相干光源发出的光在屏上某处叠加时如果同相，光就加强，如果反相光就减弱，于是产生明暗条纹，其特征是在中央明纹两侧对称地分布着明暗相间的各级干涉条纹，且相邻明纹和相邻暗条纹的间隔相等．单色光：亮纹光程差δ=kλ(k=0，1，2…)．复色光则出现彩色条纹．用心爱心专心3．明暗相间条纹反映光的能量在空间分布情况，暗条纹处光能量几乎是零．表明两列光波叠加彼此相互抵消．这并不是光能量损耗了或变成其它形式能量，而是按波的传播规律，没有能量传到该处；亮条纹处的光能量比较强，光能量增加也不是光的干涉可以产生能量，而是按波的传播规律，到达该处的能量比较集中．用心爱心专心6第二篇：鲁科版选修3-4 51 光的干涉 (教案)第一节光的干涉三维教学目标1、知识与技能（1）认识光的干涉现象及产生光干涉的条件；（2）理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征；（3）如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在着。
2017-2018学年高中物理沪科版选修3-4教师用书：第4章
4.2 用双缝干涉仪测定光的波长一、实验目的1.了解光波产生稳定干涉图样的条件.2.观察白光及单色光的双缝干涉图样.3.掌握用公式Δx ＝l d λ测定波长的方法.4.会用测量头测量条纹间距离.二、实验原理1.相邻明纹(暗纹)间的距离Δx 与入射光波长λ之间的定量关系推导如图4-2-1所示，双缝间距为d ，双缝到屏的距离为l .双缝S 1、S 2的连线的中垂线与屏的交点为P 0.对屏上与P 0距离为x 的一点P ，两缝与P 的距离PS 1＝r 1，PS 2＝r 2.在线段PS 2上作PM ＝PS 1，则S 2M ＝r 2－r 1，因d ≪l ，三角形S 1S 2M 可看作直角三角形.有：r 2－r 1＝d sin θ(令∠S 2S 1M ＝θ).图4-2-1则：x ＝l tan θ≈l sin θ有：r 2－r 1＝d x l若P 处为亮纹，则d x l ＝±kλ，(k ＝0,1,2，…)解得：x ＝±k l d λ.(k ＝0,1,2，…)相邻两亮纹或暗纹的中心距离：Δx ＝l d λ.2.测量原理由公式Δx ＝l d λ可知，在双缝干涉实验中，d 是双缝间距，是已知的；l 是双缝到屏的距离，可以测出，那么，只要测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx，即可由公式λ＝dlΔx计算出入射光波长的大小.3.条纹间距Δx的测定如图4-2-2甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，如图4-2-2乙所示记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n个亮纹间的距离a，可求出相邻两亮纹间的距离Δx＝an－1.图4-2-2三、实验器材双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺.一、实验步骤1.观察双缝干涉图样(1)将光源、遮光筒、光屏依次安放在光具座上，如图4-2-3所示图4-2-3(2)接通电源，打开开关，使灯丝正常发光.(3)调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏.(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，两者间距为5～10 cm.这时可观察白光的干涉条纹.(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.2.测定单色光的波长(1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹.(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2；并记下两次测量的亮条纹数n，则相邻两亮条纹间距Δx＝|a2－a1| n－1.(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离L.(4)将测出的L、Δx代入Δx＝Ldλ求出光波的波长λ.(5)重复测量、计算，求出波长的平均值.(6)换用不同颜色的滤光片，重复实验.二、数据处理(1)对每次测量由公式Δx＝|a2－a1|n－1计算相邻两亮条纹间距.(2)对每次测量用公式Δx＝ldλ计算光波的波长.(3)对每种单色光的多次测量值求平均值作为该单色光波长的测量值.三、注意事项(1)放置单缝和双缝时，必须使缝平行.(2)要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上.(3)测量头的中心刻线要对应着亮(或暗)条纹的中心.(4)要多测几个亮条纹(或暗条纹)中心间的距离，再求Δx.(5)调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行.四、误差分析本实验的误差主要来源于以下两个方面：(1)l的测量误差因本实验中，双缝到屏的距离非常长，l的测量误差不太大，但也应选用mm 刻度尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小误差.(2)测条纹间距Δx带来的误差①干涉条纹没有调到最清晰的程度.②分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心.③测量多条亮条纹间距时读数不准确.实验探究1实验操作过程及仪器读数在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图4-2-4所示)：图4-2-4(1)下列说法哪一个是错误的________.(填选项前的字母)A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C.为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝a n－1(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图4-2-5所示，其示数为______mm.图4-2-5【解析】(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A项错误.(2)按读数规则，读出示数为：1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.【答案】(1)A(2)1.970实验探究2实验数据处理利用双缝干涉测定单色光波长，某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图4-2-6甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度对齐B 条纹中心时(图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距为0.5 mm ，从双缝到屏的距离为 1 m ，则图丙中游标卡尺的示数为________ mm.图丁游标卡尺的示数为________ mm.在实验中，所测单色光的波长为________ m.在本实验中如果在双缝上各有一个红色和绿色滤光片，那么在光屏上将________(选填“能”或者“不能”)看到明暗相间的条纹.图4-2-6【解析】 根据游标卡尺的原理，可读出图丙的示数为11.4 mm ；图丁的示数是16.8 mm.Δy ＝16.8－11.44 mm ＝1.35 mm.又根据Δy ＝l d λ，则λ＝d Δy l ＝6.75×10－7 m.当在双缝上各有一个红色和绿色滤光片时，不满足干涉条件，故不能看到明暗相间的条纹.【答案】 11.4 16.8 6.75×10－7 不能。
2017-2018学年高中物理(沪科版选修3-4)教师用书：第4章4.1光的干涉
4。
1 光的干涉学习目标知识脉络1.认识光的干涉现象及光发生干涉的条件。
(重点）2.理解光的干涉条纹的形成原因及干涉现象的本质，认识干涉条纹的特征。
（重点)3.了解光的干涉条纹的特点，理解用双缝干涉测光波波长的原理.(难点)4.了解薄膜干涉产生的原因，知道薄膜干涉的应用。
(难点)杨氏双缝干涉实验错误!1。
史实托马斯·杨在历史上第一次解决了相干光源问题,成功做出了光的干涉实验。
光的干涉现象微粒说无法解释，而波动说可做出完善解释，使人们认识到光具有波动性.2.产生条件频率相同、相差恒定、振动方向在同一直线上.3.在双缝干涉实验中得到的干涉图样有如下特点(1)单色光产生的干涉条纹都是间距相同的明暗相间的条纹,且中央为亮条纹。
当两缝到屏上某点的路程差等于半波长的奇数倍时，该处出现暗条纹。
(2)若用白光做实验，中央条纹是白色，中央条纹两侧，各单色光所形成条纹疏密不同而出现彩色条纹重叠的现象.4.如果两个光源发出的光能够产生干涉，这样的两个光源叫做相干光源.错误!1。
任意两个光源发出的光叠加后都会发生稳定干涉现象。
（×)2.两列光的波峰与波峰叠加为亮条纹,波谷与波谷叠加为暗条纹.（×)3。
光的干涉现象证明光具有波动性。
(√）［后思考］1.做双缝干涉实验时必须具备什么条件才能观察到干涉条纹？【提示】必须是相干光源,且双缝间的间距必须很小.2.一般情况下光源发出的光很难观察到干涉现象，这是什么原因?【提示】光源不同部位发出的光不一定具有相同的频率和恒定的相差，不具备相干光源的条件.错误!1。
双缝干涉的示意图（如图4。
1。
1所示）图41.1(1）单缝屏的作用:获得一个有唯一频率和振动情况的线光源.（2）双缝屏的作用：平行光照到单缝S上后,又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光.2。
产生干涉的条件(1)两列光的频率相同。
（2)两列光的振动方向相同且相位差恒定.发生干涉的两列波称为相干波，发生干涉的两个光源称为相干光源.相干光源可用同一束光分成两列的方法来获得。
沪科版高中物理选修(3-4)4.1《光的干涉》word学案
4.1光的干涉[学习目标定位] 1.知道什么是相干光源以及光产生干涉现象的条件.2.观察光的干涉现象，认识双缝干涉条纹的特点及其明暗条纹的位置特点.3.观察薄膜干涉现象，知道薄膜干涉条纹的特点，并能用它解释生活中的相关现象．1．波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔，这种现象叫波的干涉．2．杨氏双缝干涉实验(1)史实：1801年，英国物理学托马斯·杨做了著名的光的双缝干涉实验，成功地观察到了光的干涉现象．(2)双缝干涉图样：如图1所示，用单色光去照射双缝，屏幕上就会出现明暗相间的等距离的条纹．图1(3)干涉条件：两列光的频率相同，振动方向一致，且相位差恒定．(4)能发生干涉的两束光称为相干光．(5)意义：光的干涉现象充分表明光是一种波．3．明暗条纹位置的判断方法当两个光源与屏上某点的距离差等于半波长的偶数倍(即恰好等于波长的整数倍时)，两列光在这点相互加强，这里出现亮条纹；当两个光源与屏上某点的距离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．4．奇妙的薄膜干涉(1)观察薄膜干涉：如图2所示，把这层液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰的像时会发现水平方向的明暗相间的条纹．图2(2)相干光源：液膜前后两表面反射的两列光波．(3)薄膜干涉的成因光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的光程差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，两列波叠加后相互削弱，于是出现暗条纹.一、杨氏双缝干涉实验[问题设计]麦克斯韦预言光是一种电磁波．光若是一种波，它就应该有衍射、干涉现象，托马斯·杨通过双缝实验观察到了光的干涉现象，从而证明了光具有波动性．波发生干涉的必要条件是什么？托马斯·杨如何得到两个相干光源的？答案波发生干涉的必要条件是两列波频率相同．托马斯·杨通过两个狭缝获得了两个相干光源．[要点提炼]1．杨氏双缝干涉实验示意图，如图3所示．图32．单缝的作用：获得线光源．3．双缝的作用：获得两个相干光源．4．实验现象：在屏上出现一系列明暗相间的条纹．5．实验结论：光具有波动性．例1 在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到了彩色干涉条纹．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)，已知红光与绿光的频率、波长均不相等，这时( )A ．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B ．有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹C ．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D ．屏上无任何光亮解析 两列光波发生干涉的条件之一是频率相等．利用双缝将一束光分成能够发生干涉的两束光，在屏上形成干涉条纹，但分别用红滤光片和绿滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不相等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，故选C.答案 C二、光屏上出现明暗条纹的条件[问题设计]机械波发生干涉现象时，形成的图样有什么特点？光发生干涉现象时为什么会出现明暗相间的条纹？答案 机械波的干涉图样的特点是：振动加强区和振动减弱区相互间隔，其分布不变． 光发生干涉现象时，振动加强区和振动减弱区也会交替分布．反映在屏上，振动加强区，光能量较强——亮；振动减弱区，光能量较弱——暗，即得到明暗相间的干涉条纹．[要点提炼]屏上某处出现亮、暗条纹的条件1．出现亮条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍．即：|PS 1－PS 2|＝kλ＝2k ·λ2(k ＝0,1,2,3，…)2．出现暗条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是半波长的奇数倍．即：|PS 1－PS 2|＝(2k －1)·λ2(k ＝1,2,3，…) 例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4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4A ．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 振动方向一致的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件需满足ΔL ＝kλ(k ＝0,1,2,3…)．答案 BD三、奇妙的薄膜干涉[问题设计]如图5所示，在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光．把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，放在酒精灯旁，膜上就会出现灯焰的像．肥皂膜上为什么会出现灯焰的像呢？这个像有什么特点？图5答案 液膜上的像是液膜前后两个面反射的光形成的．特点：此像由明暗相间的水平条纹组成．[要点提炼]1．薄膜干涉的原理与双缝干涉的情况相同，在膜上不同位置，来自前后两个面的反射光(用图6中实线和虚线来代表)所走的路程差不同．路程差是光在介质中波长的整数倍的位置上时，叠加后加强，出现了亮条纹；路程差是光在介质中半波长的奇数倍的位置上时，叠加后相互削弱，于是出现了暗条纹．图62．薄膜干涉中应注意的问题(1)观察的是从膜前、后两表面反射回来的光(眼睛与光源在膜的同一侧)(2)用单色光照射时得到明暗相间的条纹，用白色光照射时得到彩色条纹．例3用如图7所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象，图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是()图7A．当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°B．当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°C．当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持不变解析竖直肥皂膜是由重力作用产生的上薄下厚的薄膜，所以金属线圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知，同一厚度处的干涉条纹在同一级次上，所形成的干涉条纹都是水平的，与金属线圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，D正确．答案 D1．能发生干涉的两束光应是()A．亮度一样B．颜色一样C．频率相等D．传播方向相同答案 C解析产生干涉的条件是两光源的频率相同，振动方向相同，相位差恒定．2．某同学自己动手利用如图8所示器材，观察光的干涉现象．其中，A为单缝屏，B为双缝屏，C为像屏．当他用一束阳光照射到A上时，屏C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，最大的可能是()图8A．单缝S太窄B．单缝S太宽C．S到S1和S2距离不等D．太阳光不能做光源答案 B解析因为移走B屏后，在C上出现一窄亮斑，说明单缝S太宽．本实验中，单缝S应非常窄，才可看作“理想线光源”，也才能成功地观察到干涉现象，故B正确，A错误；S到S1和S2距离不等时也能出现干涉条纹，但中央不一定是亮条纹，C错误；太阳光是复色光，可出现彩色干涉条纹，D错误．3．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是() A．单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹B．单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹C．单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹D．单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹答案 C解析判定某处是明条纹还是暗条纹，关键是看该处到两光源的光程差是该光波长的多少倍，若是整数倍，该处为明条纹；若为整数倍加半个波长，则为暗条纹．单色光f 1的波长λ1＝c f 1＝0.6×10－6 m ＝0.6 μm. 单色光f 2的波长λ2＝c f 2＝0.4×10－6 m ＝0.4 μm 可见ΔL ＝λ1，ΔL ＝32λ2，故用f 1照射时，P 点出现明条纹，用f 2照射时，P 点出现暗条纹．纹．。
2017-2018学年高中物理沪科版选修3-4学业分层测评 第4
学业分层测评第4章 4.4 光的偏振与立体电影(建议用时：45分钟)[学业达标]1.对衍射现象的定性分析，正确的是()A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象B.衍射条纹图样是光波相互叠加的结果C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论E.衍射现象说明光是一种横波【解析】衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象，衍射条纹是波的叠加的结果，干涉、衍射是一切波所具有的特性，所以选项A、B、C正确；光的直线传播只是近似的，只有在光的波长比障碍物尺寸小得多的情况下，光才被看作是沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，所以选项D错误.一切波都可以发生衍射现象，选项E错误.【答案】ABC2.关于自然光和偏振光，以下说法正确的是()A.自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同B.偏振光是垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光C.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D.太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光E.只有横波才会发生偏振现象【解析】自然光沿各振动方向的光波的强度相同，A错误；偏振光在垂直于传播方向上，只沿某一特定方向振动，B正确；自然光透过偏振片后成为偏振光，偏振光透过偏振片后不能还原为自然光，C错误；太阳、电灯等普通光源发出的是自然光，D正确；由偏振原理知，E正确.【答案】BDE3.下列情况中能产生明显衍射现象的是()A.光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多B.光的波长与孔或障碍物的尺寸可相比C.光的波长等于孔或障碍物的尺寸大小D.光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多E.用红光做实验时未观察到明显的衍射现象，现用绿光替代红光做实验【解析】发生明显衍射的条件是障碍物、缝、孔的尺寸与光的波长差不多或更小.【答案】ABC4.如图4-3-5所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则()【导学号：38910052】图4-3-5A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮E.以SP为轴将A转过90°后，在P处将看到光亮【解析】该题考查了对自然光、偏振光的特点的认识.自然光沿各个方向的振动是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光，则A错.自然光通过偏振片A后，变为偏振光，则B对.设通过A的光沿竖直方向振动，当偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光时，则P点无光亮.将B转过180°后，P处仍无光亮，即C错.若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，D对.同理可知E对.【答案】BDE5.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼睛，严重影响行车安全.若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体.假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中不可行的是()A.前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B.前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°E.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向左上45°【解析】若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的照射到物体上反射的光将不能透过前窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，所以A错；若前窗玻璃与车灯玻璃的透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼睛，B错；若前窗玻璃的透振方向斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后无法透振进本车车窗内，却可以透振进对面车窗内，C错.D、E是可行的.【答案】ABC6.关于波动，下列说法正确的是()A.各种波均会发生偏振现象B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C.声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D.已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警E.各种波均会发生干涉和衍射现象【解析】只有横波才有偏振现象，A错；白光是复色光，其中各单色光的波长不同，导致条纹间距不同，B正确；波的传播过程中，介质中质点的运动速度是变化的，而波的传播速度在同一均匀介质中是匀速的，且波的传播是指振动形式的传播，C错；因为地震波的纵波波速大于横波波速，所以两波传到同一地点有时间差，可用于横波的预警，D正确；干涉和衍射都是波特有的现象，E对.【答案】BDE7.点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是光的________.【解析】在刀片边缘有部分光绕过障碍物进入到阴影中去，从而看到影子的边缘模糊，光绕过障碍物偏离直线传播是光的衍射.【答案】衍射8.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—个发光的小电珠和光屏之间放一个圆孔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，他在屏上看到什么现象？【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，产生明显的衍射现象，屏上将出现明暗相间的亮环，当孔继续减小到完全闭合时，没有光到达屏上，屏上完全黑暗.【答案】先是圆形亮区，再是明暗相间的圆形亮环，最后完全黑暗[能力提升]9.某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点，你认为正确的是()【导学号：38910053】A.若狭缝与灯泡平行，衍射条纹与狭缝平行B.若狭缝与灯泡垂直，衍射条纹与狭缝垂直C.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关D.衍射条纹的间距与光的波长有关E.波长越小，衍射条纹间距越大【解析】若狭缝与线状白炽灯平行，衍射条纹与狭缝平行则现象明显；衍射条纹的疏密程度与缝宽有关，缝宽越小，条纹越疏；条纹间距与波长有关，波长越长，间距越大.【答案】ACD10.奶粉的碳水化合物(糖)含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量，偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关.将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品中的含糖量.如图4-3-6所示.S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是()【导学号：38910054】图4-3-6A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.到达O处光的强度会明显增强D.将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的最小角度等于αE.将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的最小角度等于α【解析】自然光通过偏振片后得到垂直于光的传播方向与偏振片的透振方向平行的偏振光，该偏振光经被测样品后，其偏振方向发生了偏转，即相对于光的传播方向向左或向右旋转一个角度α，到达B的光的偏振方向与B的透振方向不完全一致，故O处光的强度会明显减弱，故A正确，B、C错误；若将A或B 转动一个最小角度，使得O处光的强度仍为最大，说明它们转过的角度等于α，故D、E都正确.【答案】ADE11.分析以下现象产生的原因：(1)隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围有彩色的光芒.(2)光线照在花布上，可以看见花布上的图样.【解析】(1)远处灯发出的光经过帐幔的缝隙，发生衍射现象，因此可见到灯周围有彩色的光芒. (2)光线照在花布上看见花布的图样，是由于光的反射与吸收的结果.花布是由各种颜色的花纹组成的，当白光照在花布上时，红色花纹反射红色光，吸收其他颜色的光，这样我们在该位置只看到红色，同理可以看到各种花纹反射的各种颜色的光，这样就可以看到花布的图样.【答案】见解析12.如图4-3-7所示，杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？简单说明理由.图4-3-7(1)在单色自然光源S后加一偏振片P.(2)在(1)情况下，再加P1、P2，P1与P2透振方向垂直.【解析】(1)能.到达S1、S2的光是从同一偏振光分解出来的，它们满足相干条件，能看到干涉条纹，且由于偏振片很薄，对路程差的影响可忽略，干涉条纹的位置与间距和没有P时基本一致，只是强度由于偏振片的吸收作用而减弱.(2)不能.由于从P1、P2射出的光振动方向相互垂直，不满足干涉条件，故光屏E被均匀照亮，但无干涉现象.【答案】见解析。
物理沪科版选修3-4单元检测：第4章光的波动性 含解析
物理沪科版选修3—4第4章光的波动性单元检测（时间：45分钟满分：100分）一、选择题（每小题6分，共48分，每题至少有一个选项符合题意，多选、错选者不得分，选对但是选不全者得3分）1．关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法正确的是（）。
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2．一束复色光以入射角i从玻璃界面MN射向空气时分成a、b、c三束光，如图所示，则（）。
A．在玻璃中a光速度最大B．用同一装置做光的双缝干涉实验时，c光相邻的干涉条纹间距最大C．发生全反射时b光的临界角比a光大D．若逐渐增大入射角i，c光将首先返回玻璃中3．将波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为（）。
A．λ/4n B．λ/2nC．λ/4 D．λ/24．甲乙两种单色光均垂直射到一条直光纤的竖直端面上，甲光穿过光纤的时间比乙光的时间短，则（）。
A．光纤对甲光的折射率较大B．甲光的频率比乙光大C．用它们分别做为同一双缝干涉装置的光源时，甲光相邻的干涉条纹间距较大D．甲光比乙光更容易发生全反射5．一束白光从顶角为θ的三棱镜的一侧，以较大的入射角θ1射入棱镜，经棱镜折射在光屏P上可得到彩色光带，如图所示。
入射角θ1逐渐减小到零的过程中，屏上彩色光带的变化情况可能是（）。
A．各色光同时消失 B．部分色光消失C．红光最先消失 D．紫光最先消失6．如图所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏P，一光束SA总是射向圆心O，在光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在P上先看到七色光带，然后各色光陆续消失，则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是（）。
【沪科版】高三物理选修3-4同步培训精练：第四章 光的波动性 4.1光的干涉
4.1光的干涉同步测控1.由两个不同光源所发出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不同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.两光源发出的光虽都是白光，但频率不确定没法比较，选项A错误．光的强度对光是否发生干涉没有影响，所以B错误．光速在真空中是确定的，但它对光的干涉也没影响，选项C错误．题中的两个光源是两个独立光源，二者产生的不是相干光，选项D正确．2.如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光解析：选C.在双缝干涉实验中，相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离Δx＝Ldλ，要想增大条纹间距可以减小两缝间距d，或者增大双缝屏到光屏的距离L，或者换用波长更长的光做实验．由此可知，选项C正确，选项A、B、D错误．3.如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用的单色光是用普通光加滤光片产生的．检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光叠加而成的()A．a的上表面和b的下表面B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面D．a的下表面和b的下表面解析：选C.薄膜干涉是透明介质形成厚度与光波波长相近的膜的两个面的反射光叠加而成的．垫上薄片，a 的下表面和b 的上表面之间的空气膜发生干涉． 4.如图所示的杨氏双缝干涉图中，小孔S 1、S 2发出的光在像屏某处叠加时，如果光程差为__________时就加强，形成明条纹．如果光波波长是400 nm ，屏上P 点与S 1、S 2距离差为1800 nm ，那么P 处将是______条纹．解析：由光的干涉条件知光程差为波长的整数倍时就加强，形成明条纹．Δx ＝1800400λ＝92λ，将形成暗条纹．答案：波长的整数倍 暗课时作业一、选择题1.从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为( )A ．手电筒射出的光不是单色光B ．干涉图样太细小看不清楚C ．周围环境的光太强D ．这两束光为非相干光源解析：选D.两束光的频率不同，不能满足干涉产生的条件，即频率相同的要求，所以看不到干涉图样．2.在杨氏双缝干涉实验装置中，双缝的作用是( )A ．遮住过于强烈的灯光B ．形成两个振动情况相同的光源C ．使白光变成单色光D ．使光发生折射解析：选B.本题考查光的双缝干涉实验装置，双缝的作用是获得相干光源，故正确选项为B.3.以下两个光源可作为相干光源的是( )A ．两个相同亮度的烛焰B ．两个相同规格的灯泡C ．双丝灯泡D ．出自一个光源的两束光解析：选D.相干光源必须满足频率相同、振动方向相同、相位差恒定，只有D 选项符合条件．4.关于薄膜干涉，下列说法中正确的是( )A ．只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象B ．只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象C ．厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹D ．观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧解析：选D.当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现明条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹．这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现．当薄膜厚度均匀时，不会出现干涉条纹，但也发生干涉现象，如果是单色光照射，若满足振动加强的条件，整个薄膜前方都是亮的，否则整个薄膜的前方都是暗的． 如果是复色光照射，某些颜色的光因干涉而减弱，另一些颜色的光因干涉而加强，减弱的光透过薄膜，加强的光被反射回来，这时会看到薄膜的颜色呈某种单色光的颜色，但不形成干涉条纹．5.如图所示为双缝干涉实验的图样示意图．图甲为用绿光进行实验时屏上观察到的条纹情况，a 为中央亮条纹；图乙为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况，a ′为中央亮条纹，则以下说法正确的是( )A ．图乙可能是红光实验产生的条纹．表明红光波长较长B ．图乙可能是紫光实验产生的条纹．表明紫光波长较长C ．图乙可能是紫光实验产生的条纹．表明紫光波长较短D ．图乙可能是红光实验产生的条纹．表明红光波长较短解析：选A.双缝干涉现象中将在光屏上产生明、暗相间的干涉条纹，条纹间距与光波长成正比，由题图可以看出图乙比图甲的条纹间距大，说明产生乙的光波长大．应选A.6.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 ．在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B ．在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹C ．在距双缝的路程差为n ·λ2的点形成亮条纹D ．在距双缝的路程差为⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12λ的点形成暗条纹 解析：选BD.双缝干涉中，亮条纹的位置是离双缝的距离差为波长整数倍的点，即nλ，离双缝的距离相等的点也是亮条纹，所以A 不正确，B 正确；暗条纹的位置是离双缝的距离差为半波长奇数倍的点，C 错D 正确．7.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A ．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B ．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C ．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持原来状态不变解析：选D.金属丝圈在竖直平面内缓慢旋转时，楔形薄膜形状和各处厚度几乎不变．因此，形成的干涉条纹保持原状态不变，D正确，A、B、C错误．8.在双缝干涉实验中以白光为光源，在屏幕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)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时()A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上无任何光亮解析：选C.两列光波发生干涉的条件之一是频率相等，利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形成干涉条纹，但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，但仍有红光和绿光通过双缝把屏照亮．9.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示．将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两块纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示．干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹()A．变疏B．变密C．不变D．消失解析：选A.抽去一张纸片后，劈形空气薄膜的劈势减缓，相同水平距离上，劈形厚度变化减小，以至于干涉时光程差减小，条纹变宽，数量减少(变疏)，故选项A 正确．10.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了一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为()A.18λ B.14λC.12λD．λ解析：选B.在灯泡后面放置的反光镜表面上镀了一层薄膜，应使膜的厚度满足产生相消干涉的条件，即红外线从前表面和后表面的光产生干涉中的暗条纹，从而使热效应大大降低，光程差应满足半波长的奇数倍，膜的厚度最小为14λ，B正确．二、非选择题11.如图所示是双缝干涉实验装置，屏上O 点到双缝S 1、S 2的距离相等．当用波长为0.75 μm 的单色光照射时，P 是位于O 上方的第二条亮纹位置，若换用波长为0.6 μm 的单色光做实验，P 处是亮纹还是暗纹？在OP 之间共有几条暗纹？ 解析：当用波长为λ1＝0.75 μm 单色光照射时，P 为O 上方第二条亮纹，所以P 到双缝S 1、S 2的距离差Δr ＝2λ1＝2×0.75 μm ＝1.5 μm.改用λ2＝0.6 μm 单色光时，路程差Δr ＝52λ2，所以P 为暗纹．从O 到P 路程差由零逐渐增大，必有路程差为λ22和3λ22的两点，即OP 之间还有两条暗纹．答案：暗纹 两条12.一般认为激光器发出的是频率为ν的“单色光”，实验上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δν(也称频率宽度)，如图所示．让单色光照射到薄膜表面a ，一部分光从前表面反射回来，这部分光称为甲光，其余的光进入薄膜内部，其中一小部分光从薄膜后表面b 反射回来，再从前表面折射出，这部分光称为乙光．当甲、乙两部分光相遇后叠加而发生干涉，成为薄膜干涉．乙光与甲光相比，要在薄膜中多传播一小段时间Δt .理论和实践都证明，能观察到明显稳定的干涉现象的条件是：Δt 的最大值Δt m 与Δν的乘积近似等于1，即只有满足：Δt m ·Δν≈1，才会观察到明显稳定的干涉现象．已知红宝石激光器发出的激光频率为ν＝4.32×1014 Hz ，它的频率宽度为Δν＝8.0×109 Hz ，让这束激光由空气斜射到折射率为n ＝ 2 的薄膜表面，入射时与薄膜表面成45°，如图所示．(1)求从O 点射入薄膜的光的传播速度；(2)估算在题图所示的情况下，能观察到明显稳定干涉现象的薄膜的最大厚度．解析：(1)光在薄膜中的传播速度v ＝c n ≈2.12×108 m/s.(2)设从O 点射入薄膜中的光线的折射角为r ，根据折射定律有n ＝sin45°sin r ，所以折射角为r ＝arcsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin45°n ＝arcsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12＝30°.乙光在薄膜中经过的路程s ＝2d cos r ，乙光通过薄膜所用时间Δt ＝s v ＝2d v cos r .当Δt取最大值Δt m时，对应的薄膜厚度最大．又因为Δt m·Δν≈1，所以2d mv cos r≈1Δν解出d m≈v cos r2v≈1.15×10－2 m.答案：(1)2.12×108 m/s(2)1.15×10－2 m。
2017-2018学年高中物理沪科版选修3-4学业分层测评 第4
学业分层测评第4章 4.5 光的折射(建议用时：45分钟)[学业达标]1.关于光的折射现象，下列说法中正确的是()A.折射角一定小于入射角B.折射率跟折射角的正弦值无关C.折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍D.折射率大的介质，光在其中的传播速度小E.入射角改变时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值不变【解析】光从水进入空气时，折射角大于入射角，选项A错误；折射率由介质材料决定，与折射角的大小无关，选项B正确；折射率n＝sin isin r，折射角增大为原来的2倍，入射角并不增大为原来的2倍，选项C错误；折射率与光速的关系是n＝cv，则n大时v小，选项D正确；根据sin isin r＝n，入射角改变时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值不变，E正确.【答案】BDE2.关于折射率，下列说法正确的是()A.某种介质的折射率等于光在真空中传播速度c和光在介质中的传播速度v 的比值B.折射角和入射角的大小决定着折射率的大小C.两种介质相比较，光在折射率较小的介质中传播速度大D.有些介质的折射率可能小于于1E.折射率是介质本身的性质，与折射角无关【解析】某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c与光在介质中传播速度v的比值，A、C正确.折射率与折射角和入射角的大小无关，B不对.由于光在真空中的传播速度c大于任何其他介质中的传播速度v，所以任何介质的折射率都大于1，D错误.折射率是介质本身的性质，与折射角无关，E正确.【答案】ACE3.关于折射率，下列说法中正确的是()A.根据sin isin r＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B.根据sin isin r＝n可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C.根据n＝cv可知，介质的折射率与介质中的光速成反比D.同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成反比E.介质的折射率与入射角、折射角无关【解析】介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角、折射角无关.由于真空中光速是个定值，故n与v成反比，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的，由v＝λf，当f一定时，v正比于λ.n与v成反比，故折射率与波长λ也成反比.【答案】CDE4.如图4-5-13所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为3，入射角为45°(相应的折射角为24°)，现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O 点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则()【导学号：38910055】图4-5-13A.光束1转过15°B.光束1转过30°C.光束2转过的角度小于15°D.光束2转过的角度大于15°E.入射角增大15°，折射率不变【解析】转动前，光束1(反射光)与入射光线的夹角为A＝45°×2＝90°，光束2(折射光)与入射光线间的夹角B ＝45°＋(180°－24°)＝201°.转动后，反射光线与入射光线的夹角A ′＝60°×2＝120°，据折射定律，sin 60°sin r ＝3，得r ＝30°，则折射光线与入射光线间的夹角为B ′＝60°＋(180°－30°)＝210°.因为ΔB ＝B ′－B ＝9°，ΔA ＝A ′－A ＝30°，故B 、C 项正确.转动后，入射角增大15°，折射率与入射角无关，E 正确.【答案】 BCE5.测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应注意的是( )A.玻璃砖的厚度宜大些B.入射角应尽量小些C.大头针应垂直地插在纸面上D.大头针P 1、P 2及P 3、P 4之间的距离应适当大些E.测出的折射率随入射角的增大而增大【解析】 玻璃砖厚度大些，可减小测量误差；大头针垂直插在纸面上以及大头针P 1与P 2及P 3与P 4之间的距离适当大些，可减小确定光路方向时的误差.A 、C 、D 正确.入射角较小时，测量误差较大，B 错误.折射率与入射角无关，E 错误.【答案】 ACD6.某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以O 点为圆心，10 cm 为半径画圆，分别交线段OA 于A 点，交线段OO ′的延长线于C 点，过A 点作法线NN ′的垂线AB 交NN ′于B 点，过C 点作法线NN ′的垂线CD 交NN ′于D 点，如图4-5-14所示.用刻度尺量得OB ＝8 cm ，CD ＝4 cm ，由此可得出玻璃的折射率n ＝________.图4-5-14【导学号：38910056】【解析】 由图可知sin ∠AOB ＝AB OA ，sin ∠DOC ＝CD OC ，OA ＝OC ＝R ，根据n ＝sin θ1sin θ2知，n ＝sin ∠AOB sin ∠DOC ＝AB CD ＝102－824＝1.5 【答案】 1.57.在直角三角形玻璃砖ABC 中，∠A ＝30°，平放于水平桌面上，如图4-5-15为其俯视图.一束单色光以45°的入射角水平射入其AB 面，在AB 面折射后又在AC 面处发生一次反射，最后垂直于BC 面穿出玻璃砖.求这种玻璃对这束单色光的折射率.图4-5-15【解析】 由题意可知，光路图如图所示.由几何关系知，AB 面处的折射角为30°.所以，折射率n ＝sin 45°sin 30°＝ 2.【答案】 28.如图4-5-16所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ ，OP ＝OQ ＝R ，一束单色光垂直OP 面射入玻璃体，在OP 面上的入射点为A ，OA ＝R 2，此单色光通过玻璃体后沿BD 方向射出，且与x 轴交于D 点，OD ＝3R ，求该玻璃体的折射率是多少.图4-5-16【解析】 在PQ 面上的入射角满足sin θ1＝OA OB ＝12，θ1＝30°，由几何关系可得θ2＝60°，折射率n ＝sin θ2sin θ1＝ 3. 【答案】 3[能力提升]9.如图4-5-17所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P 1、P 2确定入射光线，并让入射光线过圆心O ，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，连接OP 3，图中MN 为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B 、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB 、CD 均垂直于法线并分别交法线于A 、D 点.图4-5-17(1)设AB 的长度为l 1，AO 的长度为l 2，CD 的长度为l 3，DO 的长度为l 4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________.(2)该同学在插大头针P 3前不小心将玻璃砖以O 为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).【导学号：38910057】【解析】 (1)sin i ＝l 1BO ，sin r ＝l 3CO，因此玻璃的折射率n ＝sin i sin r ＝l 1BOl 3CO ＝l 1l 3，因此只需测量l 1和l 3即可.(2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为l 1是不变的，即入射角不变，而l 3减小，所以测量值n ＝l 1l 3将偏大. 【答案】 (1)l 1和l 3 n ＝l 1l 3(2)偏大 10.光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直.(真空中的光速c ＝3.0×108 m/s)(1)画出折射光路图.(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度.(3)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？说明理由.【解析】 (1)由题意知入射角i ＝60°，反射角β＝60°，折射角r ＝180°－60°－90°＝30°，折射光路图如图所示.(2)n ＝sin i sin r ＝sin 60°sin 30°＝3，根据n ＝c v得v ＝c n ＝3.0×1083m/s ＝1.7×108 m/s. (3)折射率不会变化，折射率由介质和入射光的频率决定，而跟入射角的大小无关.【答案】 见解析11.如图4-5-18所示，半圆玻璃砖的半径R ＝10 cm ，折射率n ＝3，直径AB 与屏幕MN 垂直并接触于A 点.激光束a 以入射角i ＝60°射向玻璃砖圆心O ，结果在屏幕MN 上出现两个光斑.图4-5-18(1)画出光路图.(2)求两光斑之间的距离L .【导学号：38910058】【解析】 (1)由折射定律和反射定律，画出光路图如图所示：(2)设折射角为r ，由n ＝sin i sin r 解得r ＝30°，反射角β＝60°两光斑之间的距离L ＝R tan 30°＋R tan 60°＝4033cm ＝23.1 cm 【答案】 (1)见解析 (2)23.1 cm12.在一折射率为n ，厚度为d 的玻璃平板上方的空气中有一点光源S ，从S 发出的光线SA 以入射角θ1入射到玻璃板上表面，经玻璃板后从下表面射出，如图4-5-19所示，若沿此光线传播的光，从光源到玻璃板上表面传播时间与在玻璃板中的传播时间相等，点光源S 到玻璃板上表面的垂直距离L 应是多少？图4-5-19【解析】 从光源沿SA 传播到玻璃板上表面的时间：t 1＝L cos θ1·c在玻璃板中的传播时间：t 2＝d cos θ2·v＝t 1 根据折射定律：sin θ1sin θ2＝n 又n ＝c vcos θ2＝1－sin 2θ2解得：L ＝n 2cos θ1n 2－sin 2θ1·d .【答案】 n 2cos θ1n 2－sin 2θ1·d。
高中物理沪科版选修34：章末综合测评第4章
高中物理沪科版选修34：章末综合测评第4章(时间：60分钟总分值：100分)一、选择题(此题包括8小题，每题6分，共48分.在每题给出的5个选项中，有3项契合标题要求.选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分.每选错1个扣3分，最低得分为0分)1.一束单色光从真空斜射向某种介质的外表，光路如图1所示.以下说法中正确的选项是()图1A.此介质的折射率等于1.5B.此介质的折射率等于 2C.当光线从介质射向真空中时，入射角大于45°时可发作全反射现象D.当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时能够发作全反射现象E.光进入介质时波长变短【解析】n＝sin 45°sin 30°＝2，选项A错，B对.当光线从介质中射向真空中时，随入射角增大折射角增大，当折射角等于90°时，即发作全反射，此时入射角为C，那么有n＝2＝sin 90°sin C，解得C＝45°，即入射角大于等于45°时发作全反射现象，选项C对，D错.因进入介质后光速变小，而频率不变，故E对.【答案】BCE2.一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，以下图能正确描画其光路的是()【解析】由折射定律可知，光从光密介质进入光疏介质，折射角大于入射角，能够发作全反射，由此判别A、C正确；B、E图中光从空气射到玻璃砖外表，应有折射光线，且折射角小于λ射角，B、D错误，E正确.【答案】ACE3.一束单色光由空气射入玻璃，这束光的()A.速度变慢B.波长变短C.频率增高D.波长变长E.频率不变【解析】单色光由空气射入玻璃时，依据v＝cn知，光的速度v变慢，光从一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，依据v＝λf知光从空气射入玻璃时，波长变短.【答案】ABE4. 如图2所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线.那么()图2A.在玻璃中，a光的传达速度小于b光的传达速度B.在真空中，a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.假定改动光束的入射方向使θ角逐突变大，那么折射光线a首先消逝E.区分用a、b光在同一个双缝干预实验装置上做实验，a光的干预条纹间距大于b光的干预条纹间距【解析】经过光路图可看出，折射后a光的偏折水平大于b光的偏折水平，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，选项C错误.a光的频率大于b光的频率，波长小于b光的波长，选项B正确.由n＝c v知，在玻璃中，a光的传达速度小于b光的传达速度，选项A正确.入射角增大时，折射率大的光线首先发作全反射，a光首先消逝，选项D正确.做双缝干预实验时，依据Δx＝Ldλ得a光的干预条纹间距小于b光的干预条纹间距，选项E错误.【答案】ABD5.如图3所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M，假定用n1和n2区分表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，以下说法中正确的选项是()图3A.n1＜n2B.a为蓝光，b为红光C.n1＞n2D.a为红光，b为蓝光E.a、b两种光在三棱镜中的速度不同【解析】由题图可知，b光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光.【答案】ABE6.关于以下光学现象，说法正确的选项是()A.水中蓝光的传达速度比红光快B.光从空气射入玻璃时不能够发作全反射C.在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实践深度比看到的要深D.区分用蓝光和红光在同一装置上做双缝干预实验，用红光时失掉的条纹间距更宽E.偏振现象说明光是纵波【解析】依据光的性质、折射率与光速的关系、光的折射、光的干预处置效果.在介质中，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光随着频率的增大，其折射率知，水中蓝光的传达速度比红光慢，选项A错误；光从光密也增大，依据v＝cn介质射入光疏介质时，才干够发作全反射，光从空气射入玻璃时，不会发作全反，故视深h′小于鱼的实射，选项B正确；在岸边观察水中的鱼，视深h′＝hn践深度h，选项C正确；蓝光比红光的波长短，由干预条纹宽度Δx＝ldλ知，用红光时失掉的条纹间距比蓝光的宽，选项D正确；偏振现象说明光是横波，选项E错误.【答案】BCD7.某学习小组在探求三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有两种A、B不同颜色的光束以一定的角度从三棱镜的一边射入，并从另一面射出，如图4所示.由此我们可以知道()【导学号：38910061】图4A.在同种介质中，A光的波长比B光的波长长B.从空气中以相反的入射角射入异样的介质，A光的折射角比B光的小C.A、B两种光在水中的速度一样大D.A、B两种光从相反的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发作全反射E.A光比B光易发作清楚的衍射现象【解析】由图可知，B光折射率较大，B光的频率大.同种介质中，A光的波长比B光的波长长，选项A、E正确；从空气中以相反的入射角射入异样的介质，A光的折射角比B光的大，选项B错误；A、B两种光在水中的速度，A光较大，选项C错误；由于B光的折射率较大，B光的全反射临界角较小，A、B 两种光从相反的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发作全反射，选项D正确.【答案】ADE8.直线P1P2过平均玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图5所示.a、b光相比()图5A.玻璃对a光的折射率较小B.玻璃对a光的临界角较大C.b光在玻璃中的传达速度较小D.b光在玻璃中的传达时间较短E.两种光在玻璃中的传达时间相等【解析】由图可判别出玻璃对光束b的折射率大于光束a，A正确；依据公式sin C＝1n，可知玻璃对a光的临界角大于b光的临界角，B正确；依据公式n＝cv，可知b光在玻璃中的传达速度比a光小，C正确；依据以上剖析可知，b 光在玻璃中走过的距离比a光大，同时传达速度比a光小，于是传达时间比a 光长，D、E错误.【答案】ABC二、非选择题(本大题共4小题，共52分，按标题要求作答)9.(12分)在〝双缝干预测光的波长〞实验中，调理分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图6甲所示.转入手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第3条亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图6乙所示.双缝间距d＝1.5 mm，双缝到屏的距离L＝1.00 m，那么甲图所示读数为________mm，乙图所示读数为________mm.被测光波的波长为________.【导学号：38910062】图6【解析】图甲读数为1.130 mm，图乙读数为1.760 mm.亮条纹间距Δx＝1.760－1.1303mm＝0.21 mm.由公式Δx＝Ldλ得：λ＝dΔxL＝1.5×10－3×0.21×10－31.00m＝3.15×10－7 m.【答案】 1.130 1.760 3.15×10－7 m10.(12分)如图7所示是应用插针法测定玻璃砖的折射率的实验失掉的光路图.玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，那么:图7(1)出射光线与入射光线________(选填〝仍平行〞或〝不再平行〞).(2)以入射点O 为圆心，以R ＝5 cm 长度为半径画圆，与入射光线PO 交于M 点，与折射光线OQ 交于F 点，过M 、F 点区分向法线作垂线，量得MN ＝1.68 cm ，EF ＝1.12 cm ，那么该玻璃砖的折射率n ＝________.【解析】 (1)由于玻璃砖的入射面AB 和出射面CD 并不平行，所以出射光线与入射光线不再平行.(2)该玻璃砖的折射率n ＝sin ∠MON sin ∠EOF ＝MN OM EF OF＝MN EF ＝1.681.12＝1.5. 【答案】 (1)不再平行 (2)1.511.(14分)如图8所示，半径为R 的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上外表水平，球面与桌面相切于A 点.一细束单色光经球心O 从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面)，入射角为45°，出射光线射在桌面上B 点处.测得AB 之间的距离为R 2.现将入射光束在纸面外向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰恰发作全反射时，光束在上外表的入射点到O 点的距离.不思索光线在玻璃体内的屡次反射.【导学号：38910063】图8【解析】 当光线经球心O 入射时，光路图如图(a)所示：图(a)设玻璃的折射率为n ，由折射定律有：n ＝sin i sin r ①式中，入射角i ＝45°，r 为折射角，△OAB 为直角三角形因此：sin r ＝ABOA 2＋AB 2 ②发作全反射时，临界角C 满足：sin C ＝1n ③在玻璃体球面上光线恰恰发作全反射时，光路图如图(b)所示：图(b)设此光阴线入射点为E ，折射光线射到玻璃体球面的D 点，由题意有：∠EDO ＝C④ 在△EDO 内，依据正弦定理有：OD sin (90°－r )＝OE sin C ⑤ 联立以上各式并应用题给条件得：OE ＝22R .【答案】 22R 12.(14分)图9为单反照相机取景器的表示图，ABCDE 为五棱镜的一个截面，AB ⊥BC .光线垂直AB 射入，区分在CD 和EA 上发作反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC 射出.假定两次反射都为全反射，那么该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)【导学号：38910064】图9【解析】 光线在棱镜中的光路图如下图，依据反射定律和题设条件，得4α＝90°所以入射角α＝22.5°依据全反射规律，sin C ＝1n故sin 22.5°≥1n所以n ≥1sin 22.5°，即折射率的最小值为1sin 22.5°.【答案】 1sin 22.5°。
沪科版课件高中物理选修3-4第4章4.1
2.相干光源：薄膜___前__后__两___面反射的光波．
3.形成明暗相间条纹的原因：与双缝干涉的 情况相同，在膜上不同位置，来自前后两个 面的反射光用图中实虚线来代表两列光，所 走的路程差不同．路程差是光在介质中波长 的__整__数___倍的这些位置上，叠加后加强， 出现了亮纹；路程差是光在介质中半波长的 ___奇__数____倍的这些位置上，叠加后相互削 弱，于是出现了暗纹．
D．单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照 射时出现明条纹 【思路点拨】 判断屏上某点条纹的明暗情 况，关键看该点到双缝的路程差(光程差)与 半波长的比值，若为偶数倍，则该点为亮条 纹；若为奇数倍，则该点为暗条纹．
【精讲精析】 单色光 f1 的波长 λ1＝fc1＝5.30××1100814 m ＝0.6×10－6 m＝0.6 μ m. 单色光 f2 的波长 λ2＝fc2＝7.35××1100814 m＝0.方不平, 那里的空气膜所产生的干涉条纹将发生弯曲．
4.条纹特点 (1)用单色光照射薄膜时，两个表面反射的光 是相干光，形成明暗相间的干涉条件．用不 同的单色光照射，看到的亮纹的位置不同． (2)用白光照射时，不同颜色的光在不同位置 形成不同的亮条纹，看起来就是彩色条纹， 即发生了色散现象．
A.2cf
B.32cf
C.3fc
D.52cf
解析：选 D.根据双缝干涉出现暗条纹的条件知， r2－r1＝52λ ＝52cf.故 D 正确．
对薄膜干涉现象的理解
学案导引
1.薄膜干涉现象产生的原因是什么？其干涉 条纹有哪些特点？ 2.薄膜干涉在现实生活中有哪些应用？
1.薄膜干涉现象的产生 薄膜可以是透明固体、液体或由两块玻璃所夹的 气体薄层，入射光经薄膜上表面反射后得第一束 光，折射光经薄膜下表面反射，又经上表面折射 后得第二束光，这两束光在薄膜的同侧，由同一 入射光分出，是相干光．
高中物理沪科版选修3-4 第4章 光的波动性 课时作业--全反射与光导纤维 激光
4.6 全反射与光导纤维4.7 激光一、选择题1．(多选)关于全反射，下列说法中正确的是( )A ．发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线B ．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射C ．光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射D ．水或玻璃中的气泡看起来特别亮，是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生了全反射 答案 CD解析 光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度后，折射光线完全消失，只剩下反射光线的现象叫全反射，故A 、B 错误，C 正确；光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面发生了全反射，即反射光增强，透射光减弱，使气泡看起来特别亮，D 正确．2．光线从折射率为2的介质中射向空气，如果入射角为60°，下图所示光路正确的是( )答案 C解析 根据sin C ＝1n可求出临界角为45°，由于入射角大于临界角，则必定发生全反射，因此只有反射光线而无折射光线．3．(多选)如图1所示，ABCD 是平面平行的透明玻璃砖，AB 面和CD 面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则( )图1A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象答案CD解析在界面Ⅰ光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不会发生全反射现象，选项C正确，A错误；在界面Ⅱ光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ进入玻璃后再达到界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，入射角总是小于临界角，因此也不会发生全反射现象，选项D也正确，B错误．4．在水底的潜水员看来，水面上方的所有景物只出现在顶角为97°的倒立圆锥里，这是因为() A．水面上远处的景物反射的阳光都因为全反射而不能进入水中B．水面上远处的景物反射的阳光折射进入水中，其折射角不可能大于48.5°C．水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为全反射的原因不可能进入水中D．水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为折射的原因不可能进入潜水员的眼中答案 B解析水面上方的所有景物只出现在顶角为97°的倒立圆锥里，这是由于水的临界角为48.5°，光由空中射入水中时，最大折射角为48.5°，不能发生全反射；当光由水中射向空中时有可能发生全反射现象，故B正确，A、C、D错．5．如图2是在高山湖泊边拍摄的一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的景物(石块、砂砾等)都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和天空彩虹的倒影，水面下的景物则根本看不到．下列说法中正确的是()图2A．远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰的光线在水面上发生了全反射B．光线由水射入空气，光的波速变大，波长变小C．远处水面下景物的光线射到水面处，入射角很大，可能发生了全反射，所以看不见D．近处水面下景物的光线射到水面处，入射角较小，反射光强而折射光弱，因此有较多的能量射出水面而进入人眼睛中答案 C解析远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰的光线在水面上发生了反射，但不是全反射，因为全反射只有光从光密介质射入光疏介质时才可能发生，故A错误；光线由水射入空气，光的波速变大，频率不变，由波速公式v＝λf知波长变大，故B错误；远处水面下景物的光线射到水面处，入射角很大，当入射角大于等于全反射临界角时能发生全反射，光线不能射出水面，因而看不见，故C正确；近处水面下景物的光线射到水面处，入射角越小，反射光越弱而折射光越强，射出水面而进入人眼睛中能量越多，故D错误．6．(多选)以下说法中正确的是()A．激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性B．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象C．光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物D．普通照相技术所记录只是光波的强弱信息，而全息照相技术还可以记录光波的相位信息答案ACD7．在战争爆发时，某方欲用激光器击毁位于地平线上方的敌方空间站，则应将激光器() A．瞄高些B．瞄低些C．沿视线直接瞄准D．若激光束是红色，而空间站是蓝色的，则应瞄高些答案 C解析空间站反射太阳的光射向地球，通过地球大气层要发生折射，而激光器发出的光通过大气层射向空间站也要发生折射，根据光路可逆，两者的光路相同．因此，A、B错，C对．D 选项中空间站是蓝色的，反射光也是蓝色的，比红色激光束的折射率大，由折射定律知应瞄低些方能射中，故D错．二、非选择题8．一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图3所示，玻璃的折射率为n＝ 2.图3(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？(2)一细束光线在O点左侧与O相距32R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．答案见解析解析(1)在O点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图．由全反射条件有sin θ＝1n①由几何关系有OE＝R sin θ②由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l＝2OE③联立①②③式，代入已知数据得l＝2R④(2)设光线在距O点32R的C点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及①式和已知条件得α＝60°>θ⑤光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，如图，由反射定律和几何关系得OG＝OC＝32R⑥射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出．9．某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图4中实线所示，使大头针P 1、P 2与圆心O 在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O 缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P 1、P 2的像，且P 2的像挡住P 1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只须测量出____________，即可计算出玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n ＝________.图4答案 玻璃砖直径边绕O 点转过的角度θ 1sin θ 解析 若半圆形玻璃砖转过θ角时在半圆形玻璃砖直径一侧恰好看不到P 1、P 2的像，那么此时恰好发生了全反射．如图所示，过P 1、P 2的光线在玻璃砖内的入射角为θ，在空气中折射角为90°，根据折射定律得n ＝sin 90°sin θ＝1sin θ，只要测出θ，就可求出玻璃砖的折射率．10．如图5所示，abc 是一块用折射率n ＝2的玻璃制成的透明体的横截面，ab 是半径为R 的圆弧，ac 边与bc 边垂直，∠aOc ＝60°.当一束平行黄色光垂直照到ac 上时，ab 的外表面只有一部分是亮的，其余是暗的．求发亮部分的弧长是多少？图5答案 16πR 解析 假定光线MN 射到ab 界面上时恰好发生了全反射，则MN 上方的光线一定在界面ab 上发生了全反射，因此只有射到界面Nb 上的光线才能射出玻璃，界面Nb 部分是亮的．由sin C ＝1n，得∠C ＝30°.由几何关系知θ＝30°，所以弧Nb 的长度：s ＝30°360°×2πR ＝16πR . 11．一足够深的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H ，在水池的底部中央放一点光源，其中一条光线以30°入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105°，如图6所示．求：图6(1)这种液体的折射率；(2)液体表面亮斑的面积．答案 (1)2 (2)πH 2解析 (1)由于反射光线与折射光线的夹角为105°，入射角i ＝30°，则折射角r ＝45°；n ＝sin r sin i＝ 2.(2)sin C ＝1n ＝22，C ＝45° 所以亮斑的半径R ＝H ，亮斑面积S ＝πR 2＝πH 2.12.如图7所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN 端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF 上发生全反射，然后垂直PQ 端面射出．图7(1)求该玻璃棒的折射率．(2)若将入射光向N 端平移，当第一次射到弧面EF 上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．答案 (1)2 (2)能解析 (1)如图所示，单色光照射到EF 弧面上时恰好发生全反射，由全反射的条件可知C ＝45°①由折射定律得n ＝sin 90°sin C ② 联立①②式解得n ＝ 2(2)当入射光向N 端移动时，光线在EF 面上的入射角将增大，所以能发生全反射．13．如图8所示，折射率n ＝233的半圆形玻璃砖置于光屏MN 的上方，其平面AB 与MN 的距离h ＝10 cm.一束单色光沿图示方向射向圆心O ，经玻璃砖后射到光屏上的O ′点．现使玻璃砖绕圆心O 点顺时针转动，光屏上的折射光线光点距O ′点的距离最远时，求：图8(1)此时玻璃砖转过的角度；(2)光屏上的折射光线光点距O ′点的最远距离．答案 (1)π3 (2)1033cm 解析 (1)如图，设玻璃砖转过α角时折射光线光点离O ′点最远，记此时光点位置为A ，此时光线在玻璃砖的平面上恰好发生全反射，临界角为C ，由折射定律有sin C ＝1n ＝32，可得全反射的临界角C ＝π3. 由几何关系知，α＝C ＝π3，此时玻璃砖转过的角度为π3. (2)折射光线光点A 到O ′的距离为s AO ′＝h tan α解得s AO ′＝1033 cm。
沪科版选修3-4《第4章_光的波动性》单元测试卷有答案
沪科版选修3-4《第4章光的波动性》单元测试卷一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1. 许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，正确的是（）A.光导纤维利用的是光的全反射现象B.X光透视利用的是光的衍射现象C.分光镜利用的是光的色散现象D.红外遥感技术利用的是一切物体都不停地辐射红外线的现象2. 两束不同频率的单色光a、b从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象(α>β)．下列结论中正确的是（）A.光束b的频率比光束a低B.在水中的传播速度，光束a比光束b小C.水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D.若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大3. 太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，这些现象分别属于（）A.光的干涉、色散和衍射现象B.光的干涉、衍射和色散现象C.光的衍射、色散和干涉现象D.光的衍射、干涉和色散现象4. 光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务．目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络．下列说法正确的是（）A.光纤通信利用光作为载体来传递信息B.光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝5. 实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符合科西经验公式：n=A+Bλ2+Cλ4，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6. 2008年，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬，奶粉的碳水化合物（糖）含量是一种重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量，偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能测量被测样品的含糖量了．如图，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是（）A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度最小，偏振片转过的角度等于αD.将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度最小，偏振片转过的角度等于α7. 在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a 的大。
高中物理第四章光的波动性4.1光的干涉每课一练沪科版选修3-4
4.1 光干预[根底题]1．从两只一样手电筒射出光，当它们在某一区域叠加后，看不到干预图样，这是因为( )A．手电筒射出光不是单色光B．干预图样太细小看不清楚C．周围环境光太强D．这两束光为非相干光源答案D解析两束光相位差不恒定，且都不是单色光，故不是相干光源，因此不能产生干预图样．2．关于光干预，以下说法正确是( )A．只有频率一样两列光波才能产生干预B．频率不同两列光波也能产生干预现象，只是不稳定C．两个完全一样相干光源做双缝干预实验时，从两个狭缝到达屏上路程差是光波长整数倍时出现亮条纹D．两个完全一样相干光源做双缝干预实验时，从两个狭缝到达屏上路程差是光波长奇数倍时出现暗条纹答案AC解析两列波产生干预时，频率必须一样，否那么不可能产生干预现象，而不是干预不稳定，故A正确，B错误．两个完全一样相干光源做双缝干预实验时，从两个狭缝到达屏上路程差是光波长整数倍时出现亮条纹；假设该路程差是光半波长奇数倍时出现暗条纹(注意是半波长而不是波长)，故C正确，D错误．3．以下关于双缝干预实验说法中正确是( )A．单缝作用是获得频率保持不变相干光源B．双缝作用是获得两个振动情况一样相干光源C．光屏上距两缝路程差等于半波长整数倍处出现暗条纹D．在光屏上能看到光干预图样，但在双缝与光屏之间空间却没有干预发生答案B解析在双缝干预实验中，单缝作用是获得一个线光源，使光源有惟一频率与振动情况，双缝作用是获得两个振动情况完全一样相干光源，应选项A错误，B正确．在两个相干光源完全一样情况下，光屏上距两缝路程差为半波长奇数倍处出现暗条纹，选项C错误．两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干预，所以在双缝与光屏之间空间也会发生光干预，用光屏接收只是为了肉眼观察方便，应选项D错误．4．以下关于双缝干预条纹说法中正确是( )A．用同一种单色光做双缝干预实验，能观察到明暗相间单色条纹B．用同一种单色光经双缝干预明条纹到两缝距离之差为该色光波长整数倍C．用同一种单色光经双缝干预明条纹到两缝距离之差一定为该色光波长奇数倍D ．用同一种单色光经双缝干预暗条纹到两缝距离之差一定为该色光半波长奇数倍答案 ABD解析 同一单色光干预条纹为明暗相间单色条纹，选项A 正确；光程差ΔL ＝kλ(k 为整数)时，为明条纹，选项B 正确，C 错误；ΔL ＝(2k －1)λ2(k ＝1,2…)时，为暗条纹，选项D 正确． 5．如图1所示，用单色光做双缝干预实验，P 处为第二暗条纹，改用频率较低单色光重做上述实验(其他条件不变)时，那么同侧第二暗条纹位置( )图1A ．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答案 B解析 由λ＝c f知f 变小，λ变大．假设出现第二条暗条纹，那么P 到双缝光程差ΔL ＝32λ，当λ变大时，ΔL 也要变大，故第二条暗条纹位置向上移，即在P 点上方，B 正确．6．关于薄膜干预，以下说法中正确是( )A ．只有厚度均匀薄膜，才会发生干预现象B．只有厚度不均匀楔形薄膜，才会发生干预现象C．厚度均匀薄膜会形成干预条纹D．观察肥皂液膜干预现象时，观察者应与光源在液膜同一侧答案D解析当光从薄膜一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来光波路程差满足振动加强条件，就会出现亮条纹，满足振动减弱条件就会出现暗条纹．这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现；当薄膜厚度均匀时，不会出现干预条纹，但也发生干预现象．如果是单色光照射，假设满足振动加强条件，整个薄膜前方都是亮，否那么整个薄膜前方都是暗．如果是复色光照射，某些颜色光因干预而减弱，另一些颜色光因干预而加强．减弱光透过薄膜，加强光被反射回来，这时会看到薄膜颜色呈某种单色光颜色，但不形成干预条纹．所以A、B、C错误，D正确．[能力题]7．光双缝干预实验装置如图2所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝挡板上，双缝S1与S2与单缝S距离相等，光通过双缝后在与双缝平行屏上形成干预条纹．屏上O点到两缝距离相等，P点是距O 点最近第一条亮条纹．红光、绿光与蓝光三种色光比拟，红光波长最长，蓝光波长最短，那么如果将入射单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方干预条纹情况，以下表达正确是( )图2A．红光在O点出现亮条纹B．红光第一条亮条纹在P点上方C．O点不是蓝光亮条纹D．蓝光第一条亮条纹在P点上方答案AB解析O点无论对哪种颜色光来说，到S1、S2光程差都为0，故各色光都会在O点出现亮条纹，故A正确，C错误；红光波长比绿光长，故屏上某点到S1、S2光程差等于红光波长位置应在P点上方，即红光第一条亮条纹在P点上方，B正确；同理，蓝光第一条亮条纹在P点下方，D错误．8．如图3所示，在双缝干预实验中，假设单缝S从双缝S1、S2中央对称轴位置处稍微向上移动，那么( )图3A．不再产生干预条纹B．仍可产生干预条纹，其中央亮条纹P位置不变C．仍可产生干预条纹，其中央亮条纹P位置略向上移D．仍可产生干预条纹，其中央亮条纹P位置略向下移答案D解析本实验中单缝S作用是形成频率一定线光源，双缝S1、S2作用是形成相干光源，稍微向上移动S后，没有改变传到双缝光频率，由S1、S2射出仍是相干光，由单缝S发出光到达屏上P点下方某点光程差为零，故中央亮纹下移．9．如图4所示是用干预法检查某块厚玻璃板上外表是否平整装置，所用单色光是用普通光通过滤光片产生，检查中所观察到干预条纹是由以下哪两个外表反射光线叠加而成( )图4A．a上外表与b下外表B．a上外表与b上外表C．a下外表与b上外表D．a下外表与b下外表答案C解析干预法原理是利用单色光薄膜干预，这里薄膜指是样板与待测玻璃板之间空气层．在空气层上外表与下外表分别反射光会发生干预，观察干预后形成条纹是否为平行直线，可以断定厚玻璃板上外表是否平整．因此选项C是正确．10.如图5所示是单色光双缝干预实验某一时刻波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上C点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么( )图5A．A、B、C三个位置都出现亮条纹B．B位置出现暗条纹C．C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D．以上结论都不对答案A解析在干预现象中，所谓“振动加强点〞是指两列波在该点引起振动方向总是一样，该点振幅是两列波振幅之与，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某些时刻它也可以位于平衡位置(如题图中C 点)．所谓“振动减弱点〞是指两列波在该点引起振动方向总是相反，该点振幅是两列波振幅之差，如果两列波振幅一样，那么该点始终在平衡位置．对光波而言，该点是完全暗．此题中，A、B、C连线上所有点到缝S1、S2距离相等，所以A、B、C三点都是振动加强点，屏上对应出现都是亮条纹．11．在双缝干预实验中，入射光波长为λ，假设双缝处两束光振动情况恰好一样，在屏上距两缝路程差ΔL＝________地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差ΔL＝________地方出现暗条纹．假设双缝处两束光振动情况恰好相反，在屏上距两缝路程差ΔL＝________地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差ΔL＝________地方出现暗条纹．答案kλ(k＝0,1,2,3…) (2k－1)λ2(k＝1,2,3…)(2k－1)λ2(k＝1,2,3…) kλ(k＝0,1,2,3…)[探究与拓展题]12．如图6所示是双缝干预实验装置，使用波长为×10－7 m橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处(到双缝距离相等)观察到亮条纹，在位于P点上方P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2路程差为一个波长)，现换用波长为×10－7 m紫色光照射单缝时，问：图6(1)屏上P 处将出现什么条纹？(2)屏上P 1处将出现什么条纹？答案 (1)亮条纹 (2)暗条纹解析 (1)从单缝S 射出光波被S 1、S 2两缝分成两束光为相干光，由题意知屏中央P 点到S 1、S 2距离相等，即分别由S 1、S 2射出光到P 点路程差为零，因此P 点是中央亮条纹中心，因而无论入射光是什么颜色光，波长多大，P 点都是中央亮条纹(也叫零级亮条纹)中心．(2)分别由S 1、S 2射出光到P 1点路程差刚好是橙色光一个波长，即|P 1S 1－P 1S 2|＝×10－7 m ＝λ橙，那么两列光波到达P 1点时振动情况完全一致，振动得到加强，因此出现亮条纹．当换用波长为×10－7 m 紫色光时，|P 1S 1－P 1S 2|＝×10－7m ＝32λ紫，那么两列光波到达P 1点时振动情况完全相反，即分别由S 1、S 2射出光到达P 1点时相互削弱，因此在P 1点出现暗条。
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学业分层测评
第4章 4.1 光的干涉
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1.以下光源不可作为相干光源的是()
A.两个相同亮度的烛焰
B.两个相同规格的灯泡
C.双丝灯泡
D.出自一个光源的两束光
E.一束平行单色光经双缝后分为两束
【解析】相干光的条件，必须是频率相同，相位差恒定.
【答案】ABC
2.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)()
【导学号：38910046】
A.在距双缝的路程相等的点形成暗条纹
B.在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹
C.在距双缝的路程差为n λ
2的点形成亮条纹
D.在距双缝的路程差为(n＋1
2)λ的点形成暗条纹
E.在距离双缝的路程差恰好是一个波长时，形成亮条纹
【解析】在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δx为波长的整数倍时，即Δx＝kλ，k＝0,1,2,3，…这些点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双
缝距离之差Δx为半波长的奇数倍时，即Δx＝(2k＋1)λ
2，k＝0,1,2,3…这些点为减弱点，该处出现暗条纹；故选项B、D正确，A、C错误.路程差恰好是一个波长时出现亮条纹，E正确.
【答案】BDE
3.下列现象中，属于光的干涉现象的是()
A.雨后马路上油膜呈彩色
B.肥皂泡在阳光下呈现出彩色
C.阳光通过三棱镜形成彩色光带
D.单色光通过双缝时形成明暗相间条纹
E.室内同时打开两盏电灯，灯光变亮
【解析】阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散现象，C错误.室内打开两盏电灯，不符合干涉条件，E错误，故A、B、D正确.
【答案】ABD
4.下列说法正确的是()
A.用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光
B.用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红光
C.涂有增透膜的照相机镜头，增强了对照射光的透射程度
D.从竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的两表面反射的光相干涉的结果
E.雨后天空出现彩虹是薄膜干涉现象
【解析】由于干涉实验中，波长越大，条纹间距越大而红光波长最长，故偏离中央明条纹最远的是红光，B对；增透膜增加了透射光的能量，且应该增透的是对人的视觉最敏感的绿光，从而才能使所成的像既亮又清晰；肥皂膜上的条纹是由于光从膜前、后表面反射后，相干而形成的，C、D对.雨后天空出现彩虹是光的折射形成的，E错.
【答案】BCD
5.在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差Δs1＝0.75 μm，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差Δs2＝1.5 μm.若用频率ν＝
6.0×1014Hz的黄光照射双缝，则P点出现________条纹，Q点出现___________条纹.
【解析】由光的频率ν＝6.0×1014Hz，知光的波长λ＝c/ν＝5×10－7m.P 点到双缝S1、S2的距离之差Δs1＝0.75 μm＝7.5×10－7m＝1.5λ.Q点到双缝S1、S2的距离之差Δs2＝1.5 μm＝15×10－7 m＝3λ，因此，P点出现暗条纹，Q点出现亮条纹.
【答案】暗亮
6.在双缝干涉实验中，由双缝S1、S2发出的光在光屏上某点P叠加，若光的波长为600 nm，光屏上P点到S1、S2的距离分别为3.2×10－2 mm和1.1×10－2 mm，
则P点将出现________(选填“亮”或“暗”)条纹.
【解析】由S1P－S2P＝3.2×10－2 mm－1.1×10－2 mm＝2.1×10－2 mm
S1P－S2P
λ＝2.1×10－2 mm
600×10－6 mm
＝35
即S1P－S2P＝35λ，故P点出现亮条纹.
【答案】亮
7.为了减少在透镜表面由于光的反射带来的能量损失，可以在透镜表面上涂
一层增透膜.当薄膜的厚度等于入射光在薄膜中传播的波长的1
4时，从薄膜的前后
两个表面反射回来的光所经过的路程差恰好等于半个波长，干涉时相消，减小了反射光的能量，增加了透射光的能量.
一透镜表面涂了一层对绿光折射率为 1.38的氟化镁薄膜，为使波长为5.52×10－7 m的绿光在薄膜上反射叠加相消，求所涂薄膜的最薄厚度是多少.
【解析】(1)由n＝c
v＝
λ0f
λf＝
λ0
λ得，光在镀膜中的波长
λ＝λ0
n＝
5.52×10－7
1.38m＝4×10
－7m
所以，所涂薄膜的最薄厚度是λ
4＝1×10
－7m
【答案】1×10－7m
[能力提升]
8.用波长为λ的单色光照射单缝O，经双缝N、M在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图4-1-9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，则光从()
【导学号：38910047】
图4-1-9
A.O到达a、b的路程差为零
B.N、M到达b的路程差为λ
C.O到达a、c的路程差为4λ
D.N 、M 到达e 的路程差为2λ
E.N 、M 到达c 点的路程差为零
【解析】 路程差是指从双缝处开始算起的，产生亮条纹是|s 1－s 2|＝nλ(其中n ＝0,1,2,3…)，c 点为中央亮条纹，N 、M 到达c 点的路程差是0；b 、d 两点是第一级亮条纹，N 、M 到达b 点的路程差为λ；a 、e 两点是第二级亮条纹，N 、M 到达e 点的路程差为2λ，故B 、D 、E 正确，A 、C 错误.
【答案】 BDE
9.某同学利用如图4-1-10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4-1-10
【解析】 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.
【答案】 单缝S 太宽
10.如图4-1-11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S 1和S 2的路程差为7.95×10－7 m.则在这里出现的应是________(选填“明条纹”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4-1-11
【解析】 根据路程差Δx ＝λ2·3，故路程差是半波长的奇数倍，是暗条纹.
改用波长为6.30×10－7 m 的激光，则波长变大，条纹间距变宽.
【答案】 暗条纹 变宽
11.如图4-1-12所示，在双缝干涉实验中，若用λ1＝5×10－7 m 的光照射，屏上O 点是中央亮条纹，屏上A 点为第二级亮条纹所在处.若换用λ2＝4×10－7 m 的光照射时，屏上O 点处是什么情况？屏上A 点处又是什么情况？
【导学号：38910048】
图4-1-12
【解析】 从双缝到屏上O 点的距离之差，无论用何种频率的光照射，路程差总是零.所以O 点仍然是亮条纹.
从双缝到屏上A 点的路程差d ＝S 2A －S 1A ，用λ1光照射时为第二级亮条纹，即d ＝2λ1
代入数据d ＝1×10－6 m ，这个路程差1×10－6 m 对于波长为λ2的光波来说1×10－6 m 4×10－7 m
＝2.5 即为半波长的奇数倍，A 处为暗条纹
d ＝(2k ＋1)λ2(k ＝0，±1，±2…)
1×10－6 m ＝(2k ＋1)4×10－72 m ，即k ＝2
当k ＝0时为第一级暗条纹，所以当k ＝2时应为第三级暗条纹.
【答案】 见解析。