高三物理波的干涉练习题及答案

高三物理波的干涉练习题及答案
一、选择题
1. 当两个相干光源发出的光波到达屏上时，若两光波的相位差为2π/3，则屏上的干涉条纹间距为：
A. λ
B. λ/2
C. λ/3
D. λ/4
答案：C. λ/3
2. 干涉现象与波的性质密切相关，下列关于波的性质的说法，正确的是：
A. 波的振幅与频率成反比例关系
B. 波的周期与频率成正比例关系
C. 波的速度与频率成反比例关系
D. 波的波长与频率成正比例关系
答案：B. 波的周期与频率成正比例关系
3. 在干涉实验中，两个相干光波的相位差为π/2，此时屏幕上观察到的干涉条纹是：
A. 暗纹
B. 亮纹
C. 暗纹与亮纹交替出现
D. 无法确定
答案：B. 亮纹
二、填空题
1. 干涉是波的______现象。

答案：相长
2. 在两个波的相位差为______时，会出现亮纹。

答案：2πn（n为整数）
3. 波的干涉现象可以用______进行解释。

答案：波的叠加原理
三、计算题
1. 两个相干光源S₁和S₂发出的波长分别为600 nm和800 nm，它们在屏上的干涉条纹间距为1 mm。

求两光源的相位差。

答案：由于干涉条纹间距公式为d*sinθ=mλ，θ为两光源到屏的夹角，m为干涉条纹次序，可以推得相位差Δφ=m*2π。

根据题意，d=1 mm，λ₁=600 nm，λ₂=800 nm，代入公式可得：
1 mm*sinθ=1*600 nm
sinθ=0.00167
θ=0.095°
对应的相位差为：
Δφ=2π*sinθ=0.595 radians
2. 两个相干光波的振幅分别为A₁=2 cm，A₂=3 cm，相位差为π/3，它们在某点上的干涉结果是亮纹。

求两光波的合成振幅。

答案：两个波的合成振幅A=A₁+A₂*cos(Δφ)，代入题意可得：
A=2 cm + 3 cm*cos(π/3)
A=2 cm + 3 cm*0.5
A=3.5 cm
四、应用题
1. 干涉仪是一种用于测量光波波长的仪器。

某干涉仪的两镜片间距
为2.5 cm，观察到的第三亮纹与第五亮纹相距2 mm，求光波的波长。

答案：根据干涉条纹间距公式d*sinθ=mλ，将题设代入可得：
2 mm*sinθ=2.5 cm * λ
sinθ=0.02
θ=1.15°
代入干涉条纹间距公式可得：
2.5 cm*sin(1.15°)=5λ
λ=0.02 mm=20 μm
2. 干涉现象除了在光波中发生，也可以在其他波中观察到。

某地震波经过两个狭缝，到达屏幕时观察到干涉条纹。

两个狭缝间距为1 m，观察到的第二暗纹与第四暗纹相距0.5 m，求地震波的波长。

答案：与上题类似，将题设代入干涉条纹间距公式可得：
0.5 m*sinθ=1 m * λ
sinθ=0.5
θ=30°
代入干涉条纹间距公式可得：
1 m*sin(30°)=2λ
λ=0.5 m
通过以上习题，我们进一步巩固了对高三物理波的干涉的理解。

干涉现象广泛应用于光学、声学等领域，它不仅揭示了波的性质，还为测量波长、研究波的传播提供了重要的方法和手段。

希望同学们能够通过不断练习和深入学习，掌握干涉现象的原理和应用，使物理学习更上一层楼。