高中物理第十三章光3光的干涉自我小测[新人教版]选修341

光的干涉
1．如图所示是双缝干涉的实验装置，其光屏上P 处发现明条纹，则双缝到光屏上P 点的距离之差为( )。

A ．光波的半波长的奇数倍
B ．光波的波长的奇数倍
C ．光波的半波长的偶数倍
D ．光波的波长的偶数倍
2．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
B ．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，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，出现暗条纹
3．在杨氏干涉实验中，从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等，该点即为中央亮条纹的位置(即k ＝0对应的那条亮条纹)，双缝屏上有上下两狭缝，设想在双缝屏后用一块极薄的透明玻璃片遮盖下方的缝，则屏上中央亮条纹的位置将( )。

A ．向上移动
B ．向下移动
C ．不动
D ．可能向上移动，也可能向下移动
4．在杨氏双缝干涉实验中，如果( )。

A ．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B ．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C ．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
D ．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹
5．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 ．单色光f 1和f 2分别照射时，均出现明条纹
B ．单色光f 1和f 2分别照射时，均出现暗条纹
C ．单色光f 1照射时出现明条纹，单色光f 2照射时出现暗条纹
D ．单色光f 1照射时出现暗条纹，单色光f 2照射时出现明条纹
6．杨氏双缝干涉实验中，下列说法中正确的是(n 为自然数，λ为光波波长)( )。

①在距双缝的光的路程相等的点形成暗条纹；
②在距双缝的光的路程差为nλ的点形成亮条纹； ③在距双缝的光的路程差为2n
的点形成亮条纹；
④在距双缝的光的路程差为(n＋1
2
)λ的点形成暗条纹。

A．①②B．②③
C．③④ D．②④
7. 如图所示，在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则( )。

A．不再产生干涉条纹
B．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置不变
C．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向上移
D．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向下移
8.用红光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹。

在其他条件不变的情况下，改用紫光做实验，则干涉条纹间距将变________，如果改用白光做实验，在屏上将出现________色条纹。

9. 如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2的距离之差为2.1 μm。

今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹。

(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7 m。

(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时临界角为37°。

参考答案
1.答案：C 在双缝干涉实验中，光屏上某点到双缝的路程差为半波长的偶数倍时，该点为加强点，出现亮条纹；光屏上某点到双缝的路程差为半波长的奇数倍时，该点为减弱点，出现暗条纹。

2.答案：BC 两列光的波峰与波峰相遇和波谷与波谷相遇都是亮条纹。

从空间中一点到两光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，则为暗条纹。

3.答案：B 本题考查对形成明暗条纹条件的理解。

双缝到屏上中央亮条纹O点的距离相等，当下方的狭缝后用一块极薄的玻璃片遮盖住后，由于波在玻璃中传播的波长变小，因此下缝到O点的距离内的波长个数变多，所以屏上对应的到双缝波长个数相等的点下移，即屏上中央亮条纹的位置将向下移动，B项正确。

4.答案：BD 白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹，A项错误；B为红光的双缝干涉，图样为红黑相间，故B项正确；红光和紫光频率不同，不能产生干涉图样，C项错误；遮住一条狭缝时，紫光将发生单缝衍射，形成衍射图样，D项正确。

5.答案：C 本题考查双缝干涉实验中屏上出现明、暗条纹的条件。

根据已有波的叠加知识，知与两个狭缝的光的路程差是波长的整数倍处出现亮条纹，与两个狭缝的光的路程差
是半波长的奇数倍处出现暗条纹。

据c f
λ=可得λ1＝81413105.010c f ⨯=⨯ m ＝0.6×10－6 m ＝0.60 μm，λ2＝8142310m 7.510
c f ⨯=⨯＝0.4×10－6 m ＝0.40 μm，即
d ＝0.60 μm＝λ1 d ＝0.60 μm＝223322
λλ=⨯ 由以上分析可知，选项C 正确。

6. 答案：D 在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δs 为波长的整数倍时，即Δs ＝kλ，k ＝0、1、2、3…这点为加强点，该处出现亮条纹；当距离之差Δs 为半波长的奇数倍时，即Δs ＝(2k ＋1)2
λ，k ＝0、1、2、3…这点为减弱点，该处出现暗条纹。

7. 答案：D 本实验中单缝S 的作用是形成频率一定的线光源，双缝S 1、S 2的作用是形成相干光源，稍微移动S 后，没有改变传到双缝的光的频率，由双缝S 1、S 2射出的仍是相干光，由双缝S 1、S 2发出的光到达屏上P 点下方某点的光程差为零，故中央亮纹下移。

8. 解析：在双缝干涉实验中，在其他条件不变的情况下，干涉条纹的间距与入射光的波长成正比，紫光波长小于红光波长，所以改用紫光做实验，干涉条纹间距将变小，改用白光做实验时，由于七色光的波长不同，各自干涉条纹的间距不同。

在光屏幕上单色光加强的位置不同，于是出现彩色干涉条纹。

答案：小 彩
9. 解析：(1)设光在空气中的波长为λ1，由于在介质中传播时频率不变，所以由n ＝
12λλ得：λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7 m ＝6×10－7 m 。

由光的路程差Δs ＝2.1 μm＝2.1×10－6 m 得：
N 1＝1s
λ∆6
72.110610--⨯=⨯＝3.5。

由此可知，从S 1、S 2到P 点的光程差是半波长的奇数倍。

故当A 光作光源时，P 点处为暗条纹。

(2)根据临界角与折射率的关系，sin C ＝1n ，所以n ＝15sin373
=︒，所以B 光在空气中的波长为λ3＝nλ2介＝53
×3.15×10－7 m ＝5.25×10－7 m 。

由光的路程差和波长的关系：n 2＝3s
λ∆＝6
72.11045.2510--⨯=⨯。

由此可知，当B 光作光源时，P 点处为亮条纹。

答案：(1)暗条纹 (2)亮条纹。