高中物理 第5章 光的波动性 1 光的干涉学业分层测评 教科版选修3-4

第五章光的波动性章末检测试卷(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)1.激光具有相干性好、方向性好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关于激光的叙述正确的是( )A.激光是纵波B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同C.两束频率不同的激光能产生干涉现象D.利用激光方向性好的特点可以测量月球到地球的距离答案 D2.我们经常看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色光容易引起人们的视觉反应外，还有一个重要的原因是( )A.红光比其他可见光更容易发生衍射B.红光比其他可见光更容易发生干涉C.红光比其他可见光频率更大D.红光比其他可见光在玻璃中的折射率小答案 A3.在太阳光照射下，肥皂泡的表面会出现彩色条纹；通过两支并在一起的铅笔狭缝去观察发光的日光灯，也会看到彩色条纹，这两种现象( )A.都是光的衍射现象B.都是光的干涉现象C.前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象D.前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象答案 C4.(多选)下列说法中正确的是( )A.图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a 束光在水珠中传播的速度一定大于b 束光在水珠中传播的速度B.图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i 逐渐增大(i ≠90°)到某一值后不会再有光线从bb ′面射出C.图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离l ，两相邻亮条纹间距离将减小D.图丁中的M 、N 是偏振片，P 是光屏.当M 固定不动缓慢转动N 时，光屏P 上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波 答案 ACD解析 根据折射率和光的传播速度之间的关系n ＝cv，可知，折射率越大，传播速度越小，从题图甲可以看出，b 光线在水珠中偏折得厉害，即b 的折射率大于a 的折射率，则a 在水珠中的传播速度大于b 在水珠中的传播速度，故A 正确；当入射角i 逐渐增大，则折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，不论入射角如何增大，玻璃砖中的光线不会消失，肯定有光线从bb ′面射出，故B 错误；根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距Δx 与双缝间距离d 及光的波长λ的关系式Δx ＝l dλ，可知只减小屏到挡板间距离l ，两相邻亮条纹间距离Δx 将减小，故C 正确；只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故D 正确.5.(多选)下列说法正确的有( )A.激光全息照相是利用了激光相干性好的特性B.相对论理论认为空间和时间与物质的运动状态无关C.声波频率的大小取决于某种介质中传播的速度和波长的大小D.在光的双缝干涉实验中，若只将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变窄 答案 AD6.(多选)如图1所示，A 、B 为两偏振片，一束自然光沿OO ′方向射向A ，此时在光屏C 上，透射光的强度最大，则下列说法中正确的是( )图1A.此时A 、B 的透振方向平行B.只有将B 绕OO ′轴顺时针旋转90°，屏上透射光的强度才最弱，几乎为零C.将A 或B 绕OO ′轴旋转90°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零D.将A 沿顺时针旋转180°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零 答案 AC解析 当A 、B 两偏振片的透振方向平行时，光屏上光的强度最强；当二者透振方向垂直时，光屏上光的强度最弱，几乎为零，由此可知A 、C 选项正确.7.为了减少光学元件的反射损失，可在光学元件表面镀上一层增透膜，利用薄膜干涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n ，要使绿光在垂直入射时反射光完全抵消，最小厚度为d ，那么绿光在真空中的波长λ0为( ) A.d 4B.nd4C.4d D.4nd 答案 D解析 设绿光在增透膜中的波长为λ，则由d ＝14λ，得λ＝4d ，故绿光在真空中的波长为λ0＝n λ＝4nd .8.在双缝干涉实验中，一钠灯发出波长为589nm 的光，在距双缝1.00m 的屏上形成干涉图样.图样上相邻两亮条纹中心间距为0.350cm ，则双缝的间距为( ) A.2.06×10－7m B.2.06×10－4m C.1.68×10－4m D.1.68×10－3m答案 C解析 由Δx ＝l d λ，可得双缝间距d ＝l Δx λ＝1.00×589×10－90.350×10－2m ≈1.68×10－4m.选项C 正确.9.(多选)如图2所示，偏振片正对工作的液晶显示器，透过偏振片看到显示器亮度正常，将偏振片转动90°，透过偏振片看到的屏幕漆黑，则( )图2A.显示器发出的光是纵波B.显示器发出的光是横波C.显示器发出的光是自热光D.显示器发出的光是偏振光 答案 BD解析 由题意可知，只有当入射光的振动方向与偏振片的方向相同时，透射光的强度最强；若与偏振片的方向垂直时，透射光的强度最弱，即为零，因此显示器发出的光是横波，且是偏振光，故B 、D 正确、A 、C 错误.10.如图3所示，a 、b 两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列说法正确的是( )图3A.b 在该介质中的折射率比a 的大B.若用a 、b 分别做单缝衍射实验，b 的中央亮条纹更宽C.用a 更易观测到泊松亮斑D.若用a 、b 分别做双缝干涉实验，a 的两相邻亮条纹中心间距更大 答案 B解析 由题设条件知，i a ＝i b ，r a <r b ，由n ＝sin isin r ，知n a >n b ，A 错误；因为n a >n b ，所以λa <λb ，又Δx ＝ldλ，故Δx a <Δx b ，B 正确，D 错误；波长越长，衍射现象越明显，C 错误. 11.如图4所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样：图甲为用绿光进行实验的图样，a 为中央亮条纹；图乙为换用另一种单色光进行实验的图样，a ′为中央亮条纹.则以下说法正确的是( )图4A.图乙可能是用红光进行实验产生的条纹，表明红光波长较长B.图乙可能是用紫光进行实验产生的条纹，表明紫光波长较长C.图乙可能是用紫光进行实验产生的条纹，表明紫光波长较短D.图乙可能是用红光进行实验产生的条纹，表明红光波长较短 答案 A解析 由题图可知，图乙中的条纹间距较大，由Δx ＝l dλ可知λ乙>λ甲，故A 正确.12.如图5所示为红光、蓝光分别通过单缝、双缝所呈现的图样，则( )图5A.甲为蓝光的衍射图样B.乙为红光的干涉图样C.丙为红光的衍射图样D.丁为蓝光的干涉图样 答案 D二、填空题(本题共2小题，共12分)13.(6分)某同学利用如图6甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可用于测量光屏上光强的分布.某次实验时，在电脑屏幕上得到如图乙所示的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是________(选填“单缝”或“双缝”).当做干涉现象研究时，若要使干涉条纹的间距变大，可选用宽度较________(选填“宽”或“窄”)的双缝，或使双缝与光屏间的距离________(选填“增大”或“减小”).图6答案 单缝 窄 增大解析 由题图乙可知，条纹中间亮、两边暗，是衍射条纹，所以在缝屏上安装的是单缝； 根据Δx ＝l dλ知，要使干涉条纹间距变大，双缝的宽度需减小，即选择宽度较窄的双缝或使双缝与光屏间的距离增大.14.(6分)如图7所示，在利用双缝干涉测量光的波长的实验中，需要从游标卡尺上读出某条亮条纹的位置.图中所示的读数是________mm.图7若双缝间距为d ，双缝到屏间的距离为l ，相邻两个亮条纹中心的距离为Δx ，则光的波长表示为λ＝________(字母表达式)，某同学在两个亮条纹之间测量，测出以下结果，d ＝0.20mm ，l ＝700mm ，测量Δx 的情况如图8所示.由此可计算出该光的波长为：λ＝________m.图8答案 5.24 dlΔx 5.6×10－7解析 从题图可以看出，主尺示数为5mm ，游标尺第12条刻线与主尺上的刻线对齐，即游标尺示数为：12×0.02mm ＝0.24mm ，题图中的游标卡尺的示数为：5mm ＋0.24mm ＝5.24mm.由干涉条纹间距的计算公式：Δx ＝l d λ，解得光的波长表达式为：λ＝d Δxl.由题图可以求出条纹间距为：Δx ＝9.805mm ＝1.96mm ，代入数据解得光的波长为：λ＝5.6×10－7m.三、计算题(本题共3小题，共40分)15.(12分)在杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7m ，双缝间的距离d ＝1mm ，双缝到屏的距离l ＝2m.求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距.答案 1.178×10－2m解析 相邻亮条纹的中心间距Δx ＝ldλ，由题意知，第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距L ＝10Δx ，代入数据得L ＝1.178×10－2m.16.(14分)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图9甲所示，转动手轮，使分划板向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第3条亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图乙所示.已知双缝间距d ＝1.5mm ，双缝到屏的距离l ＝1.00m ，则被测光的波长为多少？图9答案 3.15×10－7m解析 题图甲读数为1.130 mm ，题图乙读数为1.760 mm. 相邻两条亮条纹的间距Δx ＝1.760－1.1303mm ＝0.210 mm.由Δx ＝l d λ得λ＝d Δx l ＝1.5×10－3×0.210×10－31.00m ＝3.15×10－7m.17.(14分)如图10所示，在双缝干涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏上的一点，已知P 点与S 1和S 2距离之差为2.1×10－6m ，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？图10(1)已知A 光在折射率为n ＝1.5的介质中波长为4×10－7m ；(2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10－7m ，当B 光从这种介质射向空气时，临界角为37°.答案 (1)暗条纹 (2)亮条纹解析 已知P 点与S 1和S 2的距离之差，根据出现亮、暗条纹的条件可判断P 点是亮条纹还是暗条纹.(1)设A 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n ＝c v ＝λ1f λ2f ＝λ1λ2得，λ1＝n λ2＝1.5×4×10－7m ＝6×10－7m 根据路程差Δr ＝2.1×10－6m ， 所以N 1＝Δr λ1＝2.1×10－66×10－7＝3.5由此可知，从S 1和S 2到P 点的路程差Δr 是波长λ1的3.5倍，所以用A 光做双缝干涉实验时，P 点为暗条纹.(2)根据临界角与折射率的关系sin C ＝1n ′， 得n ′＝1sin37°＝53.由此可知，B 光在空气中的波长为： λ2′＝n ′λ介＝53×3.15×10－7m ＝5.25×10－7m. 则路程差Δr 和波长λ2′的关系为：N 2＝Δr λ2′＝2.1×10－65.25×10－7＝4可见，用B 光做双缝干涉实验时，P 点为亮条纹.。

【创新设计】 高中物理 第五章 光的波动性章末检测 教科版选修3-4(时间：90分钟 总分值：100分)一、选择题(每题5分，共60分)1．两盏普通白炽灯发出的光相遇时，观察不到干预条纹，这是因为( )A ．两盏灯亮度不同B ．灯光的波长太短C ．两盏灯灯光的振动情况不同D ．电灯发出的光不稳定 解析答案 C2．(2021·大纲全国，17)在双缝干预实验中，一钠灯发出的波长为589 nm 的光，在距双缝1.00 m 的屏上形成干预图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ，那么双缝的间距为( )A ．2.06×10－7m B ．2.06×10－4m C ．1.68×10－4 mD ．1.68×10－3 m解析 由Δx ＝L d λ，可得双缝间距d ＝l Δx ·λ＝1.00×589×10－90.350×10－2m ＝1.68×10－4m ．选项C 正确． 答案 C3．以下四种现象中与光的干预有关的是 ( )A ．雨后空中出现彩虹B ．肥皂泡的外表呈现彩色C ．一束白光通过三棱镜后形成彩色光带D ．一束白光通过很窄的单缝后的光屏上形成彩色光带解析 雨后空中出现的彩虹是光的折射现象；肥皂泡的外表呈现彩色是光的薄膜干预；白光通过三棱镜后形成彩色光带是光的折射现象；一束白光通过很窄的单缝后在光屏上形成彩色光带是单缝衍射现象，选项B 正确．答案 B4．单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，可观察到的图像是以下图中( )解析光的双缝干预条纹是等间距等宽度的明暗相间的条纹，而在光的单缝衍射图样中，中间是宽度最大最亮的亮条纹，在中央亮条纹两边的亮条纹宽度越来越小，亮度也越来越低，应选项A正确．答案 A图15．如图1所示是用干预法检查某块厚玻璃板的上外表是否平整的装置，所用单色光是用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干预条纹是由以下哪两个外表反射的光线叠加而成的( ) A．a的上外表和b的下外表B．a的上外表和b的上外表C．a的下外表和b的上外表D．a的下外表和b的下外表解析干预法的原理是利用单色光的薄膜干预，这里的薄膜指的是样板与待测玻璃板之间的空气层．在空气层的上外表和下外表分别反射的光会发生干预，观察干预后形成的条纹是否为平行直线，可以断定厚玻璃板的上外表是否平整．因此选项C是正确的．答案 C6. 如图2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，那么( )图2A．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处将看到光亮解析自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只有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，那么A错；它通过A偏振片后，即变为偏振光，那么B对；设通过A的光沿竖直方向振动，假设B偏振片只能通过沿程度方向振动的偏振片，那么P点无光亮，将B转过90°时，偏振光的振动方向与B偏振片的透振方向平行，偏振光就能通过偏振片，在P处就可看到光亮，D项正确．答案BD7. 如图3所示的双缝干预实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干预条纹．要得到相邻条纹间距更大的干预图样，可以( )图3A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的间隔C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光解析在双缝干预实验中，相邻两条亮纹(或暗纹)间的间隔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间隔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．答案 C8．以下有关光现象的说法不正确的选项是( ) A．光学镜头上的增透膜是利用光的干预现象B．泊松亮斑是光的衍射现象C．双缝干预实验中，假设仅将入射光由紫光改为红光，那么条纹间距一定变大D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度解析光学镜头上的增透膜是利用光的干预现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度，选项A 正确；泊松亮斑是光的衍射现象形成的，选项B 正确；双缝干预实验中条纹间距Δx ＝l dλ，紫光改为红光即λ增大，那么Δx 增大，选项C 正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片明晰，选项D 错误． 答案 D9．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的表达正确的选项是 ( )A ．激光是纵波B ．频率一样的激光在不同介质中的波长一样C ．两束频率不同的激光能产生干预现象D ．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的间隔解析 电磁波是横波，A 项错；光在不同介质中传播速度不同，波长也不同，B 项错；相干光的条件是频率一样，C 项错，D 项正确． 答案 D10．以下说法中正确的选项是( )A ．光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象B ．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的偏振现象C ．门镜可以扩大视野是利用了光的干预现象D ．照相机镜头外表涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象 解析 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了薄膜干预，选项B 错误；门镜可以扩大视野是利用了光的折射，选项C 错误；照相机镜头上的增透膜利用了光的干预，选项D 错误． 答案 A11. 半圆形玻璃砖横截面如图4所示，AB 为直径，O 点为圆心．在该截面内有a 、b 两束单色可见光从空气垂直于AB 射入玻璃砖，两入射点到O 点的间隔 相等．两束光在半圆边界上反射和折射的情况如下图，那么a 、b 两束光( )图4A ．a 光频率比b 光大；B ．以一样的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角大C ．在同种均匀介质中传播，a 光的传播速度较小D ．分别通过同一双缝干预装置，a 光的相邻条纹间距大解析 由于两束光的入射点到O 点的间隔 相等，因此它们在半圆边界上的入射角一样，由于b 光发生全反射，而a 光可以折射，说明b 光的全反射临界角小于a 光的全反射临界角，由sin C ＝1n可知，b 光在介质中的折射率大于a 光的折射率，所以b 光的频率比a 光的频率高，b 光的波长比a 光的短，选项A 错误；由v ＝c n可知，在同种介质中a 光的传播速度大，C 项错误；以一样的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射程度大，折射角小，B 项错误；由Δx ＝l dλ可知分别通过同一双缝干预装置，a 光的相邻亮条纹间距大，选项D 正确． 答案 D12. 如图5所示，a 、b 两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角一样，以下说法正确的选项是( )图5A ．b 在该介质中的折射率比a 大B ．假设用b 做单缝衍射实验，要比用a 做中央亮条纹更宽C ．用a 更易观测到泊松亮斑D ．做双缝干预实验时，用a 光比用b 光两相邻亮条纹中心的间隔 更大解析 题设条件知，θ1a ＝θ1b ，θ2a <θ2b ，由n ＝sin θ1sin θ2，知n a >n b ，A 错误；因为n a >n b ，所以λa <λb ，又Δx ＝l dλ，故Δx a <Δx b ，B 正确，D 错误；而波长越长，衍射现象越明显，C 错误．此题主要考察折射率公式应用，各种色光的波长、频率、折射率的大小顺序排列． 答案 B二、填空题(共3小题，共40分)13．(10分) 1834年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干预的结果．洛埃镜实验的根本装置如图6所示，S 为单色光源，M 为一平面镜．S 经平面镜反射光和直接发出的光在光屏上相遇叠加形成干预条纹，其光路如下图，假设光源到平面镜的间隔 为a ，光源到屏的间隔 为l ，相邻两条亮纹的间隔 为Δx ，那么光波的波长λ＝____________.图6解析 光源S 到像点S ′的间隔 d ＝2a ，相当于双缝间间隔 ．由Δx ＝l dλ，得λ＝Δxdl＝2a ·Δxl.答案2a Δxl14．(15分) 如图7所示，在杨氏双缝干预实验中，激光的波长为5.30×10－7m ，屏上P 点距双缝S 1和S 2的路程差为7.95×10－7m ，那么在这里出现的应是________(选填“亮条纹〞或“暗条纹〞)，图7现改用波长为6.30×10－7m 的激光进展上述实验，保持其他条件不变，那么屏上的条纹间距将______(选填“变宽〞、“变窄〞或“不变〞)．解析 P 点间隔 两缝的间隔 之差是波长的1.5倍，是半波长的奇数倍，所以出现暗条纹．由于条纹间距Δx ＝ldλ(d 为两条狭缝间的间隔 ，l 为双缝与屏间间隔 )波长变长，条纹间距变宽．答案 暗条纹 变宽15．(15分)如图8所示，在利用双缝干预测量光的波长的实验中，需要从标尺上读出某条亮纹的位置．图中所示的读数是________mm.图8假设缝与缝间相距d ，双缝到屏间的间隔 为L ，相邻两个亮条纹中心的间隔 为Δx ，那么光的波长表示为λ＝________(字母表达式)，某同学在两个亮条纹之间测量，测出以下结果，其他数据为：d ＝0.20 mm ，L ＝700 mm ，测量Δx 的情况如图9所示．由此可计算出该光的波长为：λ＝________m.图9解析 从图中可以看出，主尺示数为5 mm ，游标尺第12条刻线与主尺上的刻线对齐，即游标尺示数为：12×0.02 mm＝0.24 mm ，图中的游标卡尺的示数为：5 mm ＋0.24 mm ＝5.24 mm.由干预条纹间距的计算公式：Δx ＝Ld λ，解得光的波长表达式为：λ＝d ΔxL.由图中可以求出条纹间距为：Δx ＝,5) mm ＝1.96 mm ，代入数据解得光的波长为：λ＝5.6×10－7m.答案 5.24 d LΔx 5.6×10－7。

2018-2019版高中物理第五章光的波动性1 光的干涉学案教科版选修3-4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018-2019版高中物理第五章光的波动性1 光的干涉学案教科版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2018-2019版高中物理第五章光的波动性1 光的干涉学案教科版选修3-4的全部内容。

1 光的干涉[学习目标］ 1.知道光的干涉现象和产生干涉现象的条件，知道光是一种波。

2.理解相干光源和产生干涉现象的条件。

3。

理解明暗条纹的成因及出现明暗条纹的条件.4.理解薄膜干涉的成因,知道薄膜干涉的现象和应用.一、双缝干涉1.1801年，英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉。

2。

双缝干涉实验(1)实验过程：激光束垂直射到两条狭缝S1和S2上，S1和S2相当于两个完全相同的光源,从S1和S2发出的光在挡板后面的空间叠加而发生干涉现象.（2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。

（3）实验结论：光是一种波。

3。

出现明、暗条纹的条件光从两狭缝到屏上某点的路程差为半波长错误!的偶数倍（即波长λ的整数倍）时,这些点出现明条纹；当路程差为半波长错误!的奇数倍时，这些点出现暗条纹.二、薄膜干涉1.原理：以肥皂膜为例，单色光平行入射到肥皂泡液薄膜上，由液膜前后两个表面反射回来的两列光是相干光，它们相互叠加产生干涉，肥皂泡上就出现了明暗相间的条纹或区域。

2。

图样：以光照射肥皂泡为例,如果是单色光照射肥皂泡,肥皂泡上就会出现明暗相间的条纹或区域；如果是白光照射肥皂泡，液膜上就会出现彩色条纹。

章末检测(时间：90分钟　满分：100分)一、选择题(每小题5分，共50分)1．(多选)在白炽灯的照射下，能从靠紧的两块玻璃板的表面看到彩色条纹；通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯，也会看到彩色条纹．这两种现象( )A ．都是光的衍射现象B ．前者是光的色散现象，后者是光的衍射现象C ．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象D ．都是光的波动性的表现解析　前者看到的彩色条纹是不同色光的干涉，而后者看到的彩色条纹是单缝衍射，干涉和衍射都是光的波动性的表现，选项C 、D 正确．答案　CD2．在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm 的光，在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ，则双缝的间距为( )A ．2.06×10－7 mB ．2.06×10－4 mC ．1.68×10－4 mD ．1.68×10－3 m 解析　由Δx ＝λ，可得双缝间距d ＝λ＝m ≈1.68×10－4l d lΔx 1.00×589×10－90.350×10－2m ．选项C 正确．答案　C3．下列四种现象中与光的干涉有关的是( )A ．雨后空中出现彩虹B ．肥皂泡的表面呈现彩色C ．一束白光通过三棱镜后形成彩色光带D ．一束白光通过很窄的单缝后在光屏上形成彩色光带解析　雨后空中出现的彩虹是光的折射现象；肥皂泡的表面呈现彩色是光的薄膜干涉；白光通过三棱镜后形成彩色光带是光的折射现象；一束白光通过很窄的单缝后在光屏上形成彩色光带是单缝衍射现象，选项B 正确．答案　B4．市场上有一种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物体时能使被照物体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镀一层薄膜(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．用λ表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为( )A ．B ．λ8λ4C ．D ．λλ2解析　要消除红外线的反射，必须使红外线在薄膜的两个面上反射光的路程差正好等于红外线半个波长的奇数倍，即Δs ＝(2k ＋1).其中Δs 为光在薄膜两个面上反射的路程差，λ2λ2即Δs ＝2d ，Δs 的最小值为，则薄膜的最小厚度为，故选项B 正确．λ2λ4答案　B5.(多选)如图1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( )图1A ．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 处将看到光亮解析　自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只有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；它通过A 偏振片后，即变为偏振光，则B 对；设通过A 的光沿竖直方向振动，若B 偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振片，则P 点无光亮，将B 转过90°时，偏振光的振动方向与B 偏振片的透振方向平行，偏振光就能通过偏振片，在P 处就可看到光亮，D 项正确．答案　BD6.如图2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( )图2A ．增大S 1与S 2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　在双缝干涉实验中，相邻两条亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx ＝λ，要想增大条l d 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．答案　C7．下列有关光现象的说法不正确的是( )A ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象B ．泊松亮斑是光的衍射现象C ．双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大D ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度解析　光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度，选项A 正确；泊松亮斑是光的衍射现象形成的，选项B 正确；双缝干涉实验中条纹间距Δx ＝λ，紫光改为红光即λ增大，则Δx 增大，选项C 正确；拍摄玻璃橱窗内的物品l d 时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清晰，选项D 错误．答案　D8．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是( )A ．激光是纵波B ．频率相同的激光在不同介质中的波长相同C ．两束频率不同的激光能产生干涉现象D ．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离解析　电磁波是横波，A 项错；光在不同介质中传播速度不同，波长也不同，B 项错；相干光的条件是频率相同，C 项错．答案　D9．下列说法中正确的是( )A ．光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象B ．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的偏振现象C ．门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象D ．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象解析　用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了薄膜干涉，选项B 错误；门镜可以扩大视野是利用了光的折射，选项C 错误；照相机镜头上的增透膜利用了光的干涉，选项D 错误．答案　A10.半圆形玻璃砖横截面如图3所示，AB 为直径，O 点为圆心．在该截面内有a 、b 两束单色可见光从空气垂直于AB 射入玻璃砖，两入射点到O 点的距离相等．两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a 、b 两束光( )图3A ．a 光频率比b 光大B ．以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角大C ．在同种均匀介质中传播，a 光的传播速度较小D ．分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻条纹间距大解析　由于两束光的入射点到O 点的距离相等，因此它们在半圆边界上的入射角相同，由于b 光发生全反射，而a 光能够折射，说明b 光的全反射临界角小于a 光的全反射临界角，由sin C ＝可知，b 光在介质中的折射率大于a 光的折射率，所以b 光的频率比a 光1n 的频率大，b 光的波长比a 光的短，选项A 错误；由v ＝可知，在同种均匀介质中a 光的c n 传播速度大，C 项错误；以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射程度大，折射角小，B 项错误；由Δx ＝λ可知分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距大，选l d 项D 正确．答案　D二、填空题(共3小题，共50分)11．(8分)1834年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果．洛埃实验的基本装置如图4所示，S 为单色光源，M 为一平面镜．S 经平面镜反射光和直接发出的光在光屏上相遇叠加形成干涉条纹，其光路如图所示，若已知光源到平面镜的距离为a ，光源到屏的距离为l ，相邻两条亮条纹的距离为Δx ，则光波的波长λ＝____________.图4解析　光源S 到像点S ′的距离d ＝2a ，相当于双缝间距离．由Δx ＝λ，得λ＝＝l d Δxd l .2a Δx l 答案　2a Δx l12．(16分)如图5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“亮条纹”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5解析　P 点距离两缝的距离之差是波长的1.5倍，是半波长的奇数倍，所以出现暗条纹．由于条纹间距Δx ＝λ(d 为两条狭缝间的距离，l 为双缝与屏间的距离)，波长变长，条l d 纹间距变宽．答案　暗条纹　变宽13．(26分)“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图6甲所示．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，已知双缝与屏的距离为l ，双缝间距为d .图6(1)如图乙所示，移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第1条亮条纹的中心，记下此时手轮上螺旋测微器的读数x 1.转动手轮，使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮条纹的中心，此时手轮上螺旋测微器的读数x 2如图丙所示，则读数x 2＝________mm ；(2)已知双缝与屏的距离为l ，双缝间距为d .计算波长的公式λ＝________；(用题目中给出的字母表示)(3)对于某种单色光，为增加相邻亮条纹间的距离，可采取________或________的方法．解析　(1)读数x 2＝1.5 mm ＋20.0×0.01 mm ＝1.700 mm(2)相邻亮条纹的间距Δx ＝x 2－x 13由Δx ＝λ，得波长λ＝＝l d Δxd l (x 2－x 1)d 3l(3)由Δx ＝λ可知，要增加相邻亮条纹间的距离，可减小双缝间距离d 或增大双缝到l d 屏的距离l .答案　(1)1.700　(2)(x 2－x 1)d3l(3)减小双缝间距离　增大双缝到屏的距离。

2020-2021学年高中物理第五章光的波动性1 光的干涉课时评价教科版选修3-4年级：姓名：光的干涉(40分钟100分)一、选择题(本题共7小题,每题6分,共42分)1.(2020·南允高二检测)在杨氏双缝干涉实验中,如果不用激光光源而用一般的单色光源,为了完成实验可在双缝前边加一单缝获得线光源,如图所示,在用单色光做双缝干涉实验时,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,且中央亮纹P的位置不变C.仍可产生干涉条纹,中央亮纹P的位置向上移D.仍可产生干涉条纹,中央亮纹P的位置略向下移【解析】选D。

本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源,双缝S1、S2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S1、S2射出的仍是相干光,由单缝S发出的光到达屏幕上P点下方某点光程差为零,故中央亮纹下移。

2.如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯。

往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是( )【解析】选D。

薄膜竖直放置,上端薄,下端厚,同一水平位置的薄膜的厚度相同,出现的干涉条纹应是水平的,故选项D正确。

3.如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样:图甲为用绿光进行实验的图样,a为中央亮条纹;图乙为换用另一种单色光进行实验的图样,a′为中央亮条纹。

则以下说法正确的是(λ绿>λ红) ()A.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长B.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长C.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短D.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短【解析】选A。

由题图可知,图乙中的条纹间距较大,由Δx=λ可知λ乙>λ甲,故A 正确。

4.(多选)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,如图所示,图中a、b、c、d、e为相邻亮纹的位置,c为中央亮条纹,则( )A.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】选B、D。

学业分层测评(十二) (建议用时：45分钟)1．在双缝干涉实验中，下列说法正确的是( ) A ．相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的 B ．把入射光由红光换成紫光，相邻两明条纹间距变宽 C ．只有频率相同的两列光才能发生明显的干涉现象 D ．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定 E ．增加双缝到光屏之间的距离，条纹间距变大【解析】 在干涉中，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，A 正确；入射光波长越大，条纹间距越大，入射光由红光换成紫光，波长变短，相邻两明条纹间距变窄，B 错；只有频率相同的两列光才能发生干涉现象，C 正确，D 错误；根据Δy ＝l dλ，E 正确．【答案】 ACE2．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n λ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 ＋12)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 ＝k λ，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)λ2，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】 BDE3．下列现象中，属于光的干涉现象的是( )【导学号：78510056】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】 ABD4．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，有Δy ＝ldλ，即条纹间距与光波长成正比，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，从而才能使所成的象既亮又清晰；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 错误．【答案】 BCD5．用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出明、暗相间的绿条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δy .下列说法中正确的有( )A ．如果增大单缝到双缝间的距离，Δy 将增大B ．如果增大双缝之间的距离，Δy 将减小C ．如果增大双缝到光屏之间的距离，Δy 将增大D ．如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δy 将增大E ．如果将绿光改为红光，Δy 将增大【解析】 由Δy ＝L dλ可知：如果增大单缝到双缝间的距离，Δy 将不变，选项A 错；如果增大双缝之间的距离d ，Δy 将减小，选项B 正确；如果增大双缝到光屏之间的距离L ，Δy 将增大，选项C 正确；如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离d ，Δx 将不变，选项D 错误．红光波长大于绿光波长，E 正确．【答案】 BCE6．如图5­1­15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( )图5­1­15A ．增大S 1与S 2的间距B ．增大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E ．减小双缝之间的距离【解析】 在双缝干涉实验中，相邻两亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx ＝L dλ，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B 、C 、E 正确，A 、D 错误．【答案】 BCE7．在双缝干涉实验中，由双缝S 1、S 2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S 1、S 2的距离分别为 3.2×10－2mm 和 1.1×10－2mm ，则P 点将出现________(选填“亮”或“暗”)条纹.【导学号：78510057】【解析】 由S 1P －S 2P ＝3.2×10－2mm －1.1×10－2mm ＝2.1×10－2mmS 1P －S 2P λ＝2.1×10－2 mm600×10－6mm＝35， 即S 1P －S 2P ＝35λ，故P 点出现亮条纹． 【答案】 亮8．利用双缝干涉测定光的波长实验中，取双缝间距d ＝0.5 mm ，双缝与光屏间距离L ＝0.5 m ，用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图5­1­16，分划板在图中A 、B 位置时游标卡尺读数如图，则图中A 位置的游标卡尺读数为________ m ，B 位置的游标卡尺读数为________ m ，单色光的波长为________ m.图5­1­16【解析】 题图中游标卡尺是10个等分刻度，精确度为0.1 mm ，故A 位置读数为11 mm ＋0.1×2 mm＝11.2 mm ＝1.12×10－2m ；B 位置读数为15 mm ＋0.1×7 mm＝15.7 mm ＝1.57×10－2m ；故Δx ＝1.57×10－2－1.12×10－27 m ＝6.4×10－4 m ；由Δx ＝L d λ可得λ＝Δx ·d L＝6.4×10－4×5×10－40.5m ＝6.4×10－7m.【答案】 1.12×10－21.57×10－26.4×10－79.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5­1­17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( )图5­1­17【导学号：78510058】A ．O 到达a 、b 的路程差为零B ．N 、M 到达b 的路程差为λC ．O 到达a 、c 的路程差为4λD ．N 、M 到达e 的路程差为2λE ．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|＝n λ(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】 BDE10.如图5­1­18所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7m ，屏上P 点距双缝S 1和S 2的路程差为7.95×10－7m ．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5­1­18【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6.30×10－7m 的激光，则波长变大，条纹间距变宽．【答案】 暗条纹 变宽11．在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图5­1­19)：图5­1­19(1)下列说法错误的是________．(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 ＝an －1(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图5­1­20，其示数为________ mm.图5­1­20【解析】 (1)应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上单、双缝，A 选项不正确．测微目镜分划板中心刻线应与亮纹中心对齐，使得移动过程测出的条纹间距较为准确，B 选项正确．测微目镜移过n 条亮纹，则亮条纹间距Δx ＝an －1，C 选项正确，故选A.(2)主尺读数是1.5 mm ，螺旋读数是47.0×0.01 mm，因此示数为1.970 mm. 【答案】 (1)A (2)1.97012．如图5­1­21所示，在双缝干涉实验中，若用λ1＝5×10－7m 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？图5­1­21【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 ＝1×10－6m ，这个路程差1×10－6m 对于波长为λ2的光波来说1×10－6m4×10 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…)1×10－6m ＝(2k ＋1)4×10－72m ，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。

光的干涉1．下列现象属于光的干涉现象的是（）．A．眯起眼睛看某一光源，可看到五颜六色的彩色条纹B．水面上的一层油膜，在阳光照射下呈现出五光十色C．摄像机的镜头看上去呈淡紫色D．从游标卡尺的两只测量爪之间的缝隙观察平行于缝隙发光的日光灯，可看到彩色条纹2．用包括有红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验，所产生的干涉条纹中，离中央亮纹最近的干涉条纹是（）．A．紫色条纹B．绿色条纹C．红色条纹 D．都一样近3．如图所示，用频率为f的单色光（激光）垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差r1－r2应为（）．A．c/2f B．3c/2fC．3c/f D．5c/2f4．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，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连线上的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（）．A．A、B、C三个位置都出现亮条纹B．B位置处出现暗条纹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5．市场上有一种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物体时能使被照物体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表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为（）．A．λ/8 B．λ/4C．λ/2 D．λ6．如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的丝圈，S是一点燃的酒精灯．往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图像应是图中的（）．7．如图所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，条纹中的P和Q分别对应着A、B处，这说明（）．A．N的上表面A处向上凸起B．N的上表面B处向上凸起C．N的上表面A处向下凹陷D．N的上表面B处向下凹陷8．涂有增透膜的照相机镜头看上去呈现淡紫色，这说明（）．A．增透膜明显增强了红光的透射强度B．增透膜明显增强了紫光的透射强度C．增透膜明显增强了绿光的透射强度D．增透膜明显增强了紫光的反射损失参考答案1答案：BC 解析：水面上油膜的五光十色是薄膜干涉现象，故B 对．由于摄像机镜头上涂有一层增透膜，使光谱中绿色光在垂直入射时削弱反射光，透射量较多，而光谱两端的红色光和紫色光没有被显著削弱，所以从镜头反射回来的光主要是红色光和紫色光，因此摄像机镜头看起来呈现淡紫色，所以C 对．A 、D 两选项都没有相干光源，不属于光的干涉现象．2答案：A 解析：本题考查干涉条纹与入射光波长之间的关系，由相邻两亮条纹间的间距l x dλ∆=可知：条纹间的间距与波长成正比，故A 项正确． 3答案：D 解析：出现暗条纹，说明S 1、S 2到P 点距离之差为2λ×（2n －1）＝52λ，而=c f λ，所以215522c r r fλ-==，因而D 是正确的． 4答案：A 解析：在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同，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于波峰或波谷，在某些时刻它也可以位于平衡位置（如图中C 点）．所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置．对光波而言，该点是完全暗的．本题中，A 、B 、C 连线上所有的点到缝S 1、S 2的距离相等，所以A 、B 、C 三点为振动加强的点．5答案：B 解析：要消除红外线的反射，必须使红外线在薄膜的两个面上反射光的路程差正好等于红外线半个波长λ/2的奇数倍，即△s ＝（2k ＋1）λ/2，其中△s 为光在薄膜两个面上反射的路程差，即△s ＝2d ，△s 的最小值为λ/2，所以2d ＝λ/2，即薄膜的最小厚度d 为λ/4，选项B 是正确的．6答案：D 解析：肥皂膜由于重力作用，上薄下厚形成楔形膜，由薄膜干涉出现明暗条纹的条件可知，干涉条纹应该是水平而平行的明暗相间的条纹．7答案：BC 解析：利用光的薄膜干涉来检查平面的质量，就是由标准样板平面和被检查平面间形成一个楔形的空气薄层，用单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射形成两列相干光束．如果被检测的平面是平的，那么空气层的厚度相同的各点的干涉条纹在一条直线上．若是被测平面的某处凹下去了，这时干涉条纹就不是直线，在凹处的干涉条纹将向楔形膜中薄的一侧弯曲．这是因为凹处的两束反射光的光程差变大，它只能与膜厚一些位置的两反射光的光程差相同而形成同一级的条纹（光程差相同的干涉条纹为同一级，一般光程差大的干涉条纹级别高，光程差小级别低），显然凹处的级别增大，将与膜厚一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹．同理，若是被测平面某处凸起，则该处的干涉条纹将向楔形膜中厚的一侧弯曲．8答案：C 解析：照相机所成的像，应该尽量接近于人眼看到的情况，人眼对绿光最敏感，所以照相机镜头应该使绿光透射强度大于其他单色光．由此便确定了增透膜的厚度是绿光波长的14，使绿光在增透膜的前后两个表面上的反射光程差恰好等于绿光的半个波长（发生薄膜干涉），以达到绝大多数能量能通过透镜照到底片上的目的．而其他种类的单色光或多或少被镜头反射，尤其是人眼不敏感的红光和紫光被反射得最多，这样照相机镜头看上去吴淡紫色了．因此，本题选项C正确．。

高中物理教科版《选修3-4》《选修三》《第五章光的波动性》精品高中物理教科版《选修3-4》《选修三》《第五章光的波动性》精品专题课后练习【4】(含答案考点及解析)班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________1.如图所示，倾斜导轨宽为L，与水平面成α角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，金属杆ab水平放在导轨上．当回路电流强度为I时，金属杆ab所受安培力FA．方向垂直ab杆沿斜面向上C．【答案】BB．方向垂直ab杆水平向右D．【考点】高中物理知识点》电磁学》磁场》磁场对电流的作用【解析】试题分析：由图知电流方向由且与磁场方向垂直，根据左手定则可知安培力水平向右，由安培力计算公式可得,故选B. 考点：本题考查了安培力大小的计算及方向的判断。

2.图是一正弦交变式电流的电压图象。

则此正弦交变式电流的频率和电压的有效值分别为A．50Hz，220V C．0.5Hz，220V【答案】AB．50Hz，220V D．0.5Hz，220V【考点】高中物理知识点》电磁学》交流电》交流电的最大值与有效值【解析】试题分析：根据图象可读出该交流电的周期和最大值，然后根据频率和周期，最大值与有效值的关系可直接求解。

，考点：交流的峰值、有效值以及它们的关系点评：要能根据图象获取有用信息，并能利用这些信息进行有关运算3.如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，两导轨间的距离L 。

有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B =\。

在t=0时刻，一金属杆紧靠在导轨的端点P、Q，在外力作用下，杆以恒定的加速度a从静止开始向导轨的另一端滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直,则在t 时刻闭合回路的感应电动势的大小为（用K、L、a、t表示）Lk【答案】E＝【考点】高中物理知识点》电磁学》电磁感应》法拉第电磁感应定律【解析】试题分析：以a表示金属杆运动的加速度，在t时刻，金属杆与初始位置的距离此时杆的速度这时，杆与导轨构成回路的面积回路中的感应电动势：考点：本题考查了法拉第电磁感应定律，点评：本题的关键是明白，回路中的感应电动势为导体棒切割磁感线和线圈磁通量发生变化共同产生的4.关于匀强电场，下列说法正确的是A．场中任意两点的电场强度大小一定相等，方向一定相同 B．场中任意两点的电场强度大小一定相等，方向不一定相同 C．场中任意两点的电场强度大小不一定相等，方向一定相同 D．场中任意两点的电场强度大小不一定相等，方向也不一定相同【答案】A【考点】高中物理知识点》电磁学》电场》电场强度【解析】试题分析：匀强电场中任意两点的电场强度大小和方向都相等，所以A正确考点：本题考查了对匀强电场的理解点评：匀强电场中任意两点的电场强度大小和方向都相等，匀强电场的电场线是一簇等距平行的直线，5.如图9所示，光滑杆ab上套有一闭合金属环，环中有一个通电螺线管。

第5章光的波动性阶段质量检测(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分。

每小题至少有一个选项正确，全选对得6分，选不全得3分，错选不得分)1．某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图1所示，则他在光屏上看到的条纹是( )图1 解析：选B 单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，衍射条纹也是水平的，故B对。

2．在一次观察光衍射的实验中，观察到如图2所示的清晰的明暗相间的图样，那么障碍物应是(黑线为暗线)( )图2A．很小的不透明的圆板B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板C．很大的不透明的圆板D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板解析：选D 图样为清晰的衍射图样，故B错；图样中心为亮斑，说明障碍物为D；若为A，则中央有一个小亮点，亮点外为大暗环；若为C，则图样为大暗斑，只是边缘稍模糊。

3．关于光的性质，下列说法正确的是( )A．光在介质中的传播速度大于光在真空中的传播速度B．双缝干涉说明光具有波动性C．光在同种介质中沿直线传播D．光的偏振现象说明光是纵波解析：选B 光在介质中的传播速度总小于在真空中的传播速度，所以选项A是错误的；光在同一种均匀介质中沿直线传播，因此选项C也是错误的；偏振现象说明了光是横波，只有横波才具有偏振性，D项也不对；干涉和衍射都是波特有的性质，因此选项B是正确的。

4．如图3所示，让太阳光通过M上的小孔S后照射到M右方的一偏振片P上，P的右侧再放一光屏Q，现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是( )图3A．只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮，其他位置时光屏上无亮光B．光屏上亮、暗交替变化C．光屏上亮度不变D．光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动解析：选C 太阳光是自然光，向各个方向的振动情况都相同，因此，无论偏振片的偏振方向在哪个方向都会有相同强度的光通过偏振片，在光屏上的亮度不变。

第五章 光的波动性章末总结一、光的干涉1.产生干涉的条件两列频率相同、相位差恒定、振动情况相同的光.2.产生亮、暗条纹的条件当Δr ＝k λ(k ＝0,1,2,3，…)时出现亮条纹；当Δr ＝(2k －1)λ2(k ＝1,2,3，…)时出现暗条纹.相邻亮(或暗)条纹间距：Δx ＝l dλ.3.双缝干涉图样的特点单色光照射时为间距相同的明暗相间的条纹，白光照射时为彩色条纹.4.用双缝干涉测量光的波长相邻亮(或暗)条纹间距Δx ＝l d λ，得：λ＝d lΔx .5.薄膜干涉及特点(1)薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的光在光源这一侧干涉形成的.(2)同一条纹上的点厚度相同，所以若用肥皂薄膜做实验，条纹为水平条纹.例1 如图1所示为双缝干涉实验，甲图为用绿光照射时的结果，a 为中央亮条纹，a ′为相邻亮条纹；乙图为换用另一种单色光照射的结果，a 为中央亮条纹，a ′为相邻亮条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，以下说法正确的是( )图1A.乙图可能是用红光照射，表明红光波长较长B.乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较长C.乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较短D.乙图可能是用红光照射，表明红光波长较短答案 C解析 题图甲中条纹间距大，由Δx ＝l dλ可知，在l 和d 相同的情况下，Δx 大，则λ大；Δx 小，则λ小；所以题图乙中所用单色光波长较短，因紫光比绿光波长短，故选项C 正确.例2 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图2甲所示.将一块平板玻璃放置在另一块平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，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，从上往下看到干涉条纹如图乙所示.干涉条纹有如下特点：(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻亮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，从上往下看到的干涉条纹( )图2A.变疏B.变密C.不变D.消失答案 A解析由薄膜干涉的原理和特点可知，干涉条纹是由膜的上、下表面反射的光叠加干涉而形成的，某一亮条纹或暗条纹的位置就由上、下表面反射光的路程差决定，且相邻亮条纹或暗条纹对应的路程差是恒定的，而该路程差又决定于条纹下对应膜的厚度，即相邻亮条纹或暗条纹下面对应的膜的厚度也是恒定的.当抽去一纸片后，劈形空气膜的劈尖角(上、下表面所夹的角)变小，相同的厚度差对应的水平距离变大，所以相邻的亮条纹或暗条纹间距变大，即条纹变疏.A正确.二、单缝衍射与双缝干涉的比较区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法(1)根据条纹的宽度区分：双缝干涉的条纹是等宽的，条纹间的距离也是相等的；而单缝衍射的条纹，中央亮条纹最宽，两侧的条纹变窄.(2)根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两侧亮度变化很小；而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗.例3a、b两种单色光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样分别如图3中的甲、乙所示，下列说法正确的是( )图3A.让a、b两种单色光通过相同的单缝衍射实验装置，衍射图样中，中央亮条纹a光比b光宽B.让a、b两种单色光通过相同的单缝衍射实验装置，衍射图样中，中央亮条纹b光比a光宽C.由于a光的波长比b光长，所以它们在真空中的传播速度a光较大D.虽然b光的频率比a光高，但它们在同种介质中的传播速度一样大答案 A解析根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δx＝ldλ可得在其他条件不变的情况下，相干光的波长越长，条纹间距越大，由题图可知a光的波长大于b光的波长；让a、b两种单色光通过相同的单缝衍射实验装置，衍射图样中，波长越长的条纹间距越宽，因此中央亮条纹a 光比b光宽，故A正确，B错误；因a光的波长大于b光的波长，则a光的频率小于b光的频率，它们在同种介质中的传播速度不一样大，但在真空中a光的速度等于b光的速度，故C、D错误.。

光的波动性单元测试B说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题共40分)一、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,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.1.小朋友吹出的肥皂泡泡、热菜汤表面的油花、马路上积水表面的油膜，都有彩色花纹.这是下列哪种原因形成的（）A.光的色散B.光的衍射C.光的直线传播D.光的干涉解析：本题考查光的干涉及与其他现象的区别.以上现象都是干涉现象，即薄膜干涉.白光照射在肥皂泡膜、油膜表面，被薄膜前后两个表面反射的两列反射波叠加，形成干涉条纹.由于白光中的各色光波长不同，干涉后的条纹间距不同，所以薄膜上就会出现彩色花纹.D正确.答案D2.下列有关光现象的说法中正确的是 ( )A.在太阳光照射下,水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象B.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为黄光,则条纹间距变窄C.光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大D.光的偏振现象说明光是一种纵波解析：水面上油膜出现彩色条纹是光的干涉现象.在双缝干涉实验中,入射光波长变大,条纹间距变宽.光的偏振现象说明光是一种横波,只有C项的说法是正确的.答案C3.国家836计划中的一个重点项目中所研究的X光激光(频率范围很窄的高强度X射线)有着广泛的应用前景,用X光激光给细胞“照相”,以下激光的哪些特点属于次要因素( )A.杀菌作用B.化学作用C.波长短D.能量高解析：本题考查X光激光给细胞“照相”的原理.细胞的“尺度”很小,用普通光照相,会发生明显衍射,图像不清晰;而X光波长很短,用它照相不会发生明显衍射,可以得到细胞的清晰照片.可见用X光激光给细胞“照相”,主要是利用了X光的波长很短,故A、B、D属于次要因素.答案ABD4.肥皂薄膜在阳光照射下可看到彩色花纹的原因是 ( )A.薄膜对不同色光的折射率不同B.薄膜对不同色光的反射方向不同C.不同厚度的地方，薄膜吸收不同的色光D.不同厚度的地方，某一波长的光从薄膜前、后表面反射的光互相叠加而产生的解析：本题考查光的薄膜干涉,故正确选项为D.答案D5. 2001年10月，我国进行了第三次大熊猫普查，首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术，详细调查了珍稀大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等.红外遥感利用了红外线的 （ ）A.热效应B.相干性C.反射性能好D.波长长、易衍射解析：红外遥感利用了红外线波长长，易绕过障碍物的特点.故正确选项为D.答案D6.用单色光做双缝干涉实验,在距离双缝l 处,得到稳定的干涉图样.若使光屏在其附近前后移动,以下说法正确的是 ( )A.将屏向前移动,干涉图样变得模糊不清B.将屏向后移动,干涉图样变得模糊不清C.只要屏移动,干涉图样就变得模糊不清D.不论屏向前移动,还是向后移动,屏上均有清晰的干涉图样解析：本题考查光的干涉.光屏上得到干涉图样,是两列相干光叠加产生的.在光屏附近前后移动光屏,l 变大或变小,屏上仍有清晰的干涉图样,由Δx =dl λ知,条纹间距变宽或变窄. 答案D7. 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：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.答案B8 .如图所示，让自然光照射到P 、Q 两个偏振片上，当P 、Q 两偏振片的透振方向夹角为以下哪些度数时，透射光的强度最弱 （ ）A.0°B.30°C.60°D.90°解析：本题考查光的偏振现象.由于光波是横波，所以当两偏振片透振方向夹角为90°时，透射光的强度最弱.故正确选项为D.答案D9.在杨氏双缝干涉实验装置中，用红光做实验，在屏上呈现明暗相间、间隔距离相等的红色干涉条纹．若将其中一条缝挡住，另一条缝仍然可以通过红光，那么在屏上将看到 （ ）A.形状与原来一样的明暗相间、间距相等的红色条纹B.形状与原来相似的明暗相间、间距相等的红色条纹，只是间距变窄了C.形状与原来不同的明暗相间、间距不等的红色条纹D.没有条纹，只是一片红光解析：本题考查双缝干涉与单缝衍射的区别.将一条缝挡住时，由双缝干涉变为单缝衍射，衍射条纹仍为明暗相间，但间距不相等.故正确选项为C.答案C10.X 射线电子计算机体层摄影简称CT,由于诊断迅速、准确率高得到广泛的应用.CT 机的扫描部分主要由X射线管和检测器组成.X射线贯穿人体经部分吸收后,为检测器所接收,检测器所接收的射线的强弱决定于人体截面的组织密度.检测器所测得的不同强度的信号经电子计算机处理后转换成图像,可在荧光屏上显示出来,也可用胶片拍摄出来.下图为X射线产生的原理图.下列说法正确的是 ( )A.发现X射线的科学家是伦琴B.X射线是对阴极上的原子的内层电子受激产生的C.CT机诊断主要是利用了X射线穿透力强,能使胶片感光的特性D.原理图中的电源1可用交流电源,电源2一定用高压直流电源解析：1985年德国物理学家伦琴发现了X射线.X射线是原子的内层电子受激产生的;CT 机诊断主要是利用了X射线穿透力强,能使胶片感光的特性;电源1是灯丝电源,为灯丝提供电流,可以用直流电,也可以用交流电,电源2是用来提供加速电压的,所以一定要用高压直流电源.故A、B、C、D都是正确的.答案ABCD第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、本题共5小题,每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.11 .A、B两图是由单色光分别照射到圆孔所形成的图样.其中图A是光的（填“干涉”或“衍射”）图样.由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径（填“大于”或“小于”）图B所对应的圆孔的孔径.解析：本题考查发生明显衍射的条件.A图为小孔衍射，B图为光的直线传播.答案衍射小于12 .1800年英国物理学家赫歇尔用灵敏温度计研究光谱中各色光的热作用时，把温度计移至红光区域外侧，发现温度更高，说明这里存在射线，这就是红外线.它最显著的作用是；它还可以用作、、.解析：本题考查红外线的特点及应用.答案热作用红外线遥感红外摄影红外成像13 .1801年德国物理学家里特发现了紫外线，从此紫外线得到了广泛的应用.促进人体合成维生素D是利用了紫外线的；验钞机能检验钞票的真伪是利用了紫外线的；医院里常把紫外线用来.解析：本题考查紫外线的特点及应用.答案化学作用荧光效应杀菌消毒14.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，测量头如图所示，调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心,此时螺旋测微器的读数为mm.转动手轮,使分划线向一侧移动到另一条亮条纹的中心位置,由螺旋测微器再读出一读数.若实验测得4条亮条纹中心间的距离Δx =0.960 mm,已知双缝间距d =1.5 mm,双缝到屏的距离L =1.00 m,则对应的光波波长为λ= mm.解析：(1)螺旋测微器的读数为1.179 mm.(2)相邻两条亮(暗)纹间的距离: Δx '=14960.01-=-∆n x mm=0.320 mm λ=31000.1320.05.1⨯⨯='∆L x d mm=4.8×410-mm. 答案1.179 4.8×410- 15.有些动物在夜间几乎什么都看不到，而猫头鹰在夜间却有很好的视力，这是因为它对某种波段的光线产生视觉．根据热辐射理论，物体发出的光的最大波长m λ与物体的绝对温度T 满足关系式T m λ＝2.90×310-m ·K.若猫头鹰的猎物——蛇在夜间体温为27 ℃，则它发出光的最大波长为m ，属于波段． 解析：由T m λ=2.90×310-m ·K 得m λ=m 300109.2109.233--⨯=⨯T =9.7×610-m 该波长属于红外线波段.答案9.7×610- 红外线三、本题共4小题，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16.（8分）要使某透镜能对在空气中波长为0.52 μm 的黄绿光增透，至少要在镜面上涂厚度为多大的增透膜?（假定做这种膜的材料的折射率为1.3）解析：本题考查光的薄膜干涉.光波在膜中的波长为 λ'=3.11052.0λ6-⨯=n m=4.0×710-m 增透膜的厚度为d =4100.44λ7-⨯='m=1.0×710-m. 答案1.0×710-m17. （9分）用波长λ=0.51 μm 的绿光做双缝干涉实验,测得相邻两条亮纹间的距离Δx =0.55 mm.若将整个装置放入折射率n =34的水中,那么相邻两条亮纹间的距离是多大? 解析：根据Δx =d l λ① 在水中绿光的波长: λ'=43λ===n f n cf v λ 在水中相邻两条亮纹间的距离:Δx '=d l λ' ②由①②两式得: Δx '=λλ' x ∆=43 x ∆=0.41 mm. 答案0.41 mm 18.（9分）金属钠蒸气发出的黄光，频率是5.1×1410Hz ，它以45°的入射角由空气射入玻璃后，折射角是30°，那么它在玻璃中的传播速度和波长如何改变？改变了多少？解析：本题考查光由一种介质进入另一种介质时频率不变，波速、波长改变.玻璃的折射率：n =sin 1θ/sin 2θ=sin45°/sin30°=1.4光在玻璃中的传播速度v =c /n =3.0×810/1.4 m/s=2.1×810m/s可见光在玻璃中的传播速度减小，减小值Δv =0.9×810m/s光在真空中的波长 0λ=c /ν=3.0×810/(5.1×1410) m=5.9×710-m光在玻璃中的波长：λ=v /ν=2.1×810/（5.1×1410） m=4.1×710-m光在玻璃中的波长减小，减小值Δλ=1.8×710-m.答案速度减小值Δv=0.9×810m/s;波长减小值Δλ=1.8×710-m.19.（14分）一般认为激光器发出的是频率为v 的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的.激光频率v 是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δv （也称频率宽度）.如图所示，让单色光照射到薄膜表面a ，一部分光从上表面反射回去（这部分光称为甲光），其余的光进入薄膜内部，其中的一小部分光从薄膜下表面b 反射回来，再从上表面折射出去(这部分光称为乙光）.当甲、乙这两部分光相遇叠加而发生干涉，称为薄膜干涉.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Δm t 与Δv 的乘积近似等于1,即只有满足Δm t ·Δv ≈1才会观察到明显稳定的干涉现象.已知某红宝石激光器发出的激光频率v =4.32×1410Hz,它的频率宽度Δv =8.0×910Hz.让这束激光由空气斜射到折射率n =2的液膜表面,入射光与液膜表面成45°角,如图所示.求：（1）从O 点射入薄膜中的光的传播速率；（2）估算在如图所示的情景下，能观察到明显稳定干涉现象的液膜的最大厚度m d . 解析：（1）由折射率n =vc 得 ① 射入薄膜中的光的速率： v =n c =2.12×810m/s.② （2）由光的折射定律得：2sin 45sin 2=︒θ ③ 设乙光在薄膜中传播时间的最大值为Δm t ，对应的最大厚度为m d ，则m 2m cos 2t v d ∆=θ④ 根据题中所给条件得：Δm t ·Δv =1⑤ 由②③④⑤式得：m d =1.15×210-m.⑥答案（1）2.12×810m/s （2）1.15×210-m。

光的干涉一、选择题1．某同学自己动手利用如图所示器材，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（ ）．A ．单缝S 太窄B ．单缝S 太宽C ．S 到S 1和S 2距离不等D ．阳光不能作光源2．如图所示，用频率为f 的单色光垂直照射双缝，在光屏上P 点出现第三条暗条纹，已知光速为c ，则P 点到双缝的距离之差（r 2－r 1）应为（ ）．A ．2c f B ．32c f C ．23c f D ．52c f3．如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S 从双缝S 1、S 2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，且中央亮纹P 的位置不变C ．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P 的位置略向上移D ．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P 的位置略向下移4．下列说法正确的是（ ）．A．用白光做光的干涉实验时，中央明条纹是彩色的B．用白光做光的干涉实验时，中央明条纹是白色的C．用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光D．用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红光5．两盏普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为（）．A．两盏灯亮度不同 B．灯光的波长太短C．两灯光的振动情况不同 D．电灯发出的光不稳定6．双缝干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（）．A．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰B．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹C．若将双缝间的距离d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D．若将双缝间的距离d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离不变7．利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失，其中正确的是（）．8．对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是（）．A．不同的色光有可能产生干涉现象 B．不同的色光不可能产生干涉现象C．光的强度不同有可能产生干涉现象 D．光的强度不同不可能产生干涉现象9．用单色光做双缝干涉实验时（）．A．屏上到双缝的路（光）程差等于波长整数倍处出现明条纹B．屏上到双缝的路（光）程差等于半波长整数倍处，可能是明条纹，也可能是暗条纹C．屏上的明条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方D．屏上的明条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方10．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狭缝，则屏上将出现（）．A．黄色的干涉条纹 B．红绿相间的条纹 C．黑白相间的条纹 D．无干涉条纹11．如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样，甲图为用光甲进行实验的图样，a为中央亮条纹．乙为换用另一种单色光乙进行实验的图样，a＇为中央亮条纹，则以下说法正确的是（）．A．乙图条纹较宽，光乙的波长比光甲长B．乙图条纹较窄，光乙的波长比光甲长C．乙图条纹较宽，光乙的波长比光甲短D．乙图条纹较窄，光乙的波长比光甲短二、填空题12．（1）如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏，对于某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取或________的方法．13．利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d=0.4 mm，双缝到光屏间的距离L=0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则：（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为x A=________mm，x B=________mm，相邻两条纹间距Δx=________mm；（2）波长的表达式λ=________（用Δx、L、d表示），该单色光的波长λ=________m；（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________（填“变大”“不变”或“变小”）．三、解答题14．如图所示，用激光束照射双缝干涉实验装置，后面屏上出现干涉条纹，其中单缝的作用是产生线光源，单缝、双缝应平行放置．若将单缝绕中心轴旋转（不超过90°），条纹将发生什么变化？若将双缝绕中心轴旋转（不超过90°）条纹将发生什么变化？15．如图所示，在双缝干涉中，若用λ1=5.0×10－7m的光照射，屏上O为中央亮条纹，屏上A为第二级亮条纹所在处．若换用λ2=4.0×10－7m的光照射时，屏上D处是什么情况？屏上A处又是什么情况？【答案与解析】一、选择题1．【答案】B【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不满足相干条件，单缝太宽．2．【答案】D【解析】由题中条件可知，215 2r rλ-=，又因为cfλ=，则可得D项正确．3．【答案】D4．【答案】B、D5．【答案】C【解析】一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况、频率往往是不同的．两盏普通白炽灯发出的光正是由于振动情况、频率不同，不是相干光源，所以观察不到干涉条纹，C项正确．6．【答案】B【解析】根据双缝干涉相邻亮纹或暗纹的间距与双缝间的距离d、双缝到像屏的距离L之间的关系Lxdλ∆=分析可知，像屏向右平移一小段距离时L变大，条纹间距增大．7．【答案】A、B、D【解析】由条纹间距公式lxdλ∆=，d指双缝间距离，l是双缝到屏的距离，可知：A项中l减小，Δx变小；B项中λ变大，Δx变大；D项中d变大，Δx变小．故A、B、D正确．8．【答案】B、C【解析】两列光波叠加是否发生干涉现象关键是看两列光是不是相干光，与光的频率、相位、振动方向有关，不同的色光频率一定不相同，所以不可能产生干涉现象，B项正确．光的强度不同但有可能满足相干光，若满足，当然能产生干涉现象，C项正确．9．【答案】A、B【解析】在双缝干涉实验中屏上到双缝的路（光）程差等于波长整数倍处出现明条纹，可能是两列光波的波峰与波峰或波谷与波谷相遇的地方，A项正确，C项错误．屏上到双缝的路（光）程差等于半波长整数倍处，可能是半波长的奇数倍（暗条纹），也可能是半波长的偶数倍（明条纹），B项正确．两列光波的波峰与波谷相遇的地方。

2018学年高中物理第5章光的波动性光的干涉学案教科版选修3-4 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018学年高中物理第5章光的波动性光的干涉学案教科版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2018学年高中物理第5章光的波动性光的干涉学案教科版选修3-4的全部内容。

光的干涉【学习目标】1．知道光的干涉现象和干涉条件，并能从光的干涉现象中说明光是一种波．2．理解杨氏干涉实验中亮暗条纹产生的原因．3．了解相干光源，掌握产生干涉的条件．4．明确《用双缝干涉测量光的波长》实验原理．5．知道实验操作步骤．6．会进行数据处理和误差分析．【要点梳理】要点一、光的干涉1．光的干涉（1）光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹,某些区域相互减弱，出现暗纹,且加强和减弱的区域相间，即亮纹和暗纹相间的现象．如图所示，让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝1S 和2S 的挡板上,狭缝1S 和2S 相距很近．如果光是一种波，狭缝就成了两个波源,它们的振动情况总是相同的．这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象,光在一些位置相互加强,在另一些位置相互削弱，因此在挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹．（2）干涉条件：两列光的频率相同，振动情况相同且相差恒定．能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列而获得,称为分光法．2．屏上某处出现明、暗条纹的条件同机械波的干涉一样，光波的干涉也有加强区和减弱区，加强区照射到光屏上出现亮条纹，减弱区照射到光屏上就出现暗条纹．对于相差为0的两列光波如果光屏上某点到两个波源的路程差是波长的整数倍，该点是加强点；如果光屏上某点到两个波源的路程差是半波长的奇数倍，该点是减弱点．因此，出现亮条纹的条件是路程差：k δλ=，012k =，，， 出现暗条纹的条件是路程差：(21)2k λδ=+，012k =，，， 如图所示，若P ＇是亮条纹，则21r r k λ=－(012k =，，，)．由图知：22212d r L x ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭,22222d r L x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭，22212r r dx -=,由于d 很小，212r r L +≈，所以21d r r x L-=, 21()r r L Lx k d dλ-==（012k =，，，）,该处出现亮条纹． 当0k =时，即图中的P 点，12S S 、到达P 点的路程差为零，P 一定是振动加强点，出现亮纹，又叫中央亮纹．当1k =时,为第一亮纹，由对称性可知在P 点的下方也有和P 点上方相对称的亮纹． 同理，由21(21)2r r k λ-=+（012k =，，，)， 可得(21)2L x k d λ=+⋅（012k =，，，)，该处出现暗条纹． 3．双缝干涉条纹特征有关双缝干涉问题，一定要用双缝干涉的特点进行分析，一是两缝间距d 应很小；二是照射到两缝上的光波必须是相干光；三是两相邻亮纹或两相邻暗纹间的距离Lx dλ∆=；四是出现亮纹的条件是路程差21r r k δλ==－，012k =，，，；出现暗纹的条件是路程差21(21)2r r k λδ=-=+⋅(012k =，，，）;五是白光的干涉条纹为彩色,但中央亮纹仍为白色;六是单色光的干涉条纹宽度相同,明暗相间，均匀分布．不同色光条纹宽度不同，波长越长的干涉条纹的宽度越大;七是白光干涉时，各色光的条纹间距离不等． 4 一般情况下很难观察到光的干涉现象的原因由于不同光源发出的光频率一般不同，即使是同一光源,它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相差，在一般情况下，很难找到那么小的缝和那些特殊的装置．故一般情况下不易观察到光的干涉现象．要点二、用双缝干涉测量光的波长解题依据1．实验目的（1）观察白光及单色光的双缝干涉图样；（2）测定单色光的波长．2．实验原理（1）光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹．如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹．(2）若双缝到屏的距离用z表示，双缝间的距离用d表示，相邻两条亮纹间的距离用x∆表示，则入射光的波长为d xlλ∆=．实验中d是已知的,测出l、x∆即可测出光的波长λ．3．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、毛玻璃屏、测量头,另外还有学生电源、导线、刻度尺．4．实验装置如图所示，将直径约10 cm、长约l m的遮光筒平放在光具座上，筒的一端有双缝,另一端装上毛玻璃做光屏，其上有刻度，先取下双缝,打开光源，调节光源高度,使它发出的一束光恰沿遮光筒的轴线照亮光屏，然后放好单缝和双缝,两屏相距5 cm10 cm～，使缝互相平行，且位于轴线上，这时可看到彩色干涉条纹,若在单缝屏和光源之间放置一块滤光片，则可观察到单色干涉条纹．5．实验步骤（1）调节双缝干涉仪，观察光的双缝干涉现象；（2）用单色光入射得到干涉条纹，测出n 条亮纹的距离a ，得相邻条纹的距离(1)x a n ∆=／－；（3）利用已知的双缝间距d ,用刻度尺测出双缝到屏的距离l ,根据公式/d x l λ=∆计算出波长；（4）换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离有什么变化,并求出相应的波长． 要点诠释：①某种颜色的滤光片只能让这种颜色的光通过，其他颜色的光不能通过． ②条纹间距用测量头测出．③单缝与双缝闻的距离在5 cm 10 cm ～． 6．注意事项（1）调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；（2)放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上；（3）调节测量头时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心，记下此时手轮上的读数,转动测量头，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数,两次读数之差就表示这两条条纹间的距离;（4）不要直接测x ∆,要测几个条纹的间距计算得x ∆，这样可减小误差； （5）白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层． 7．测量条纹间隔的方法两处相邻明（暗）条纹间的距离x ∆,用测量头测出．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图甲所示．转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心（如图乙所示），记下此时手轮上的读数1a ，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的明条纹中心时，记下手轮上的刻度数2a ，两次读数之差就是相邻两条明条纹间的距离．即12||x a a ∆=-．要点诠释：Δx 很小，直接测量时相对误差较大，通常测出n 条明条纹间的距离a ，再推算相邻两条明（暗)条纹间的距离． (1)x a n ∆=／－． 8．洛埃镜干涉实验1834年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果．洛埃镜实验的基本装置如图13-3-16所示，S 为单色光源。

《光的波动性》单元检测题一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.)1.关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是（）A.1801年，英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉B.用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹C.照射单缝的单色光的波长越短，光屏上出现的条纹宽度越宽D.在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光源有惟一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源2.关于光的干涉，下列说法不正确的是（）A.只有频率相同的两列光波才能产生干涉B.频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定C.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，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D.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，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3.如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×710-m的橙色光做实验时，光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹．若使用波长为4×710-m的紫光重复上述实验，在P和P 1点形成的亮、暗条纹的情况是（）A.P和P1都是亮条纹B.P和P1都是暗条纹C.P是亮条纹，P1是暗条纹D.P是暗条纹，P1是亮条纹4.关于薄膜干涉，下列说法正确的是（）A.一束光照射于薄膜，由于折射率不同，光波会被薄膜的上界面与下界面分别反射产生干涉现象称为薄膜干涉B.薄膜干涉是通过两个表面折射的光线产生的C.在照相机、放映机的透镜表面上涂上一层透明薄膜，能够减少光的反射，增加光的透射D.水面上漂浮的油膜出现彩色条纹是薄膜干涉现象5.如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是（）A.彩色条纹水平排列B.彩色条纹竖直排列C.人从右侧向左看，可以看到彩色条纹D.人从左侧向右看，可以看到彩色条纹6.对于光的衍射，下列说法正确的是（）A.光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播的现象，叫光的衍射B.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比相差不大甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象C.光的衍射现象是光波相互叠加的结果，光的衍射现象说明了光具有波动性D.光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论7.在单缝衍射实验中，下列说法不正确的是（）A.使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄B.将入射光由黄光换成红光，衍射条纹间距变宽C.增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄D.换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽8.人隔着墙说话，能听见声音而看不见人，下列解释正确的是（）A.光速太大B.声波波长长，光波波长短C.光波是电磁波,而声波是纵波D.光波是横波,而声波是机械波9.如图所示，P是偏振片，透振方向为竖直方向（用带箭头的实线表示）．下列四种入射光束中，哪一种照射P时不能在P的另一侧观察到透射光（）A.太阳光B.沿竖直方向振动的光C.沿水平方向振动的光D.沿与竖直方向成45°角振动的光10.关于激光的用途，下列说法错误的是（）A.可利用激光进行通信B.可利用激光进行室内照明C.可利用激光进行医学手术D.可利用激光进行长距离精确测量二、非选择题（共10分）11.（10分）在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,装置如图所示。