高中物理第十三章光3光的干涉互动课堂学案选修3_4

3 光的干涉

互动课堂

疏导引导

1.干涉现象

若两列光波在空间传播时相遇,将在相遇区域发生波的叠加,如果在某些区域光被加强,而在另一些区域光被减弱,且加强区域和减弱区域是相互间隔的,这种现象称为光的干涉现象.

2.产生干涉的条件

产生干涉现象的两列光波必须具有相同的频率、相同的振动方向和恒定的相差.

并不是任意两列光波在空间传播时相遇都能产生光的干涉现象.如从两只手电筒射出的光束在夜空中相遇时,并不出现光的干涉现象.

3.双缝干涉

让两束具备干涉条件的光通过相距很近的两条狭缝,则在狭缝另一侧的光屏上,就会出现明暗相同的条纹,这种现象称为双缝干涉.

4.单色光的双缝干涉特点

在用单色光做双缝干涉实验时,如图13-2-1所示,若屏上某处Q 到双缝S 1、S 2的距离差r 恰好是该单色光的波长的整数倍,即r=kλ(k=0,±1,±2,…),则光在该处被加强,呈现明亮的条纹.由于屏中央P 处到双缝S 1、S 2的距离相等,所以中央P 处一定是明亮的条纹.若屏上某处Q 到双缝S 1、S 2的距离差r 恰好是该单色光的半波长的奇数倍,即r=(2k+1)2

λ(k=0,±1,±2,…),则光在该处被减弱,屏上该处呈现暗条纹.

图13-2-1

相邻两条明(或暗)条纹间距公式:d

L x λ=∆,其中L 表示挡板到光屏的距离,d 表示双缝S 1、S 2之间的距离,λ表示该单色光的波长,x 表示光屏上的某处到光屏中央的距离.

活学巧用

1.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上的P 点的距离之差为Δx=0.6 μm,若分别用频率为f 1=5.0×1014 Hz 和

f 2=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.用频率为f 1的单色光照射时,出现明条纹

B.用频率为f 2的单色光照射时,出现暗条纹

C.用频率为f 2的单色光照射时,出现明条纹

D.用频率为f 1的单色光照射时,出现暗条纹 思路解析：根据c=λf,可得两种单色光的波长分别为:

148

1110

5103⨯⨯==f c λ m=0.6 μm 148

2210

5.7103⨯⨯==f c λ m=0.4 μm 与题给的条件(Δx=0.6 μm)比较可知

Δx=λ1,22

3λ=∆x 故用频率为f 1的光照射双缝时,P 点出现明条纹;用频率为f 2的光照射双缝时,P 点出现暗条纹,本题答案为AB.

答案：AB

2.分别以红光和紫光用同一装置进行双缝干涉实验,在屏上得到相邻的亮条纹间的距离分别为Δx 1和Δx 2,则( )

A.Δx 1＜Δx 2

B.Δx 1＞Δx 2

C.若双缝间距离d 减小,而其他条件保持不变,则Δx 1增大

D.若双缝间距离d 减小,而其他条件保持不变,则Δx 1不变

思路解析：根据双缝干涉条纹间距的公式λd L x =∆来考虑.双缝干涉条纹间距λd

L x =∆,其中L 为狭缝与光屏的距离,d 为两狭缝间的距离,λ为光源发出的光的波长.因为λ红＞λ紫,故红光的条纹间距大于紫光的条纹间距,B 正确.当双缝间距d 减小时,其他条件不变,条纹间距应该增大,故C 正确.所以此题应选B 、

C.

答案：BC

2019-2020学年高考物理模拟试卷

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的

1．一台小型发电机的原理如图所示，单匝矩形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。已知发电机线圈内阻为1Ω，外接标有灯泡的交流电压表，则下列说法正确的是（）

A．电压表的示数为220V

B．线圈转到如甲图所示位置时感应电动势为零

t=时线圈中的磁通量最小为零

C．当0.01s

t=时线圈中的磁通量最大，为112Wb

D．当0.01s

2．如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图，运动员从最高点到入水前的运动过程记为I，运动员入水后到最低点的运动过程记为II，忽略空气阻力，则运动员

A．过程I的动量改变量等于零

B．过程II的动量改变量等于零

C．过程I的动量改变量等于重力的冲量

D．过程II 的动量改变量等于重力的冲量

3．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是

A．改用强度更大的紫外线照射B．延长原紫外线的照射时间

C．改用X射线照射D．改用红外线照射

4．研究光电效应现象的实验电路如图所示，A、K为光电管的两个电极，电压表V、电流计G均为理想电表。已知该光电管阴极K的极限频率为ν0，元电荷电量为e，普朗克常量为h，开始时滑片P、P＇上下对齐。现用频率为ν的光照射阴极K（ν>ν0），则下列说法错误的是

A ．该光电管阴极材料的逸出功为hν0

B ．若加在光电管两端的正向电压为U ，则到达阳极A 的光电子的最大动能为hv-hv 0+eU

C ．若将滑片P 向右滑动，则电流计G 的示数一定会不断增大

D ．若将滑片P ＇向右滑动，则当滑片P 、P ＇间的电压为0hv hv e -时，电流计G 的示数恰好为0 5．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCD

E 为五棱镜的一个截面，AB BC ⊥，光线垂直AB 射入，分别在CD 和EA 上发生反射，且两次反

射的入射角相等，最后光线垂直BC 射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是（ ）

A ．1sin 22.5︒

B ．1cos 22.5︒

C ．22

D ．2

6．如图所示，半径为R 的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，P 为磁场边界上的一点，大量质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子，在纸面内沿各个方向一速率v 从P 点射入磁场，这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ 圆弧上且Q 点为最远点，已知PQ 圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则（ ）