高中物理 第13章 光 3 光的干涉学业分层测评 新人教版

光的反射和折射(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于折射率，下列说法正确的是( ) 【导学号：23570086】A ．某种介质的折射率等于光在介质中传播速度v 和光在真空中的传播速度c 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，折射率小的介质折光性较差D ．任何介质的折射率都大于1E ．折射率的大小由介质本身决定【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 不对；折射率与折射角和入射角的大小无关，B 不对．【答案】 CDE2.如图13­1­7所示，光在真空和某介质的界面MN 上发生折射，由图可知( )图13­1­7A ．光是从真空射入介质的B ．光是由介质射入真空的C ．介质的折射率为32D ．介质的折射率为 3E ．反射光线与折射光线的夹角为90°【解析】 根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率n ＝sin i sin r ＝sin 60°sin 30°＝3，只有B 、D 、E 正确． 【答案】 BDE3．假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比将________(填“提前”或“延后”)。

【解析】 假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所示．在地球上B 点的人们将在太阳到达A ′点时看到日出；而地球表面有大气层，由于空气的折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层越密，折射率越大，太阳光将沿如图所示AB 曲线射入在B 处的人眼中，使在B 处的人看到了日出．但B 处的人认为光是沿直线传播，则认为太阳位于地平线上的A ′点，而此时太阳还在地平线下，日出的时间提前了，所以无大气层时日出的时间将延后．【答案】 延后4．如果光线以大小相等的入射角，从真空射入不同介质，若介质的折射率越大，则折射角越________，说明折射光线偏离原来方向的程度越________. 【导学号：23570087】【解析】 根据折射定律，sin θ1sin θ2＝n 12，当光以相等的入射角从真空向介质入射时，sin θ1一定，n 12越大，sin θ2就越小，θ2越小，说明光偏离原来的传播方向的角度就越大．【答案】 小 大5．插入水中的筷子，水里部分从水面斜着看起来是向________曲折．【解析】 由光的折射定律知，水中的筷子所成的像比实际位置浅，则应向上曲折．【答案】 上6.用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa ′和bb ′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图13­1­8所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将________(填偏大、偏小或不变)．图13­1­8【解析】 可作出经过玻璃砖的光路图，由几何知识可知，测出的折射角与正确值相同．【答案】 不变7．一条光线从空气射入折射率为2的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是多大？【解析】 如图所示，根据折射定律sin θ1sin θ2＝n ，则sin θ2＝sin θ1n＝sin 45°2＝12，θ2＝30°，反射光线与折射光线的夹角是105°. 【答案】 105°8．一条光线以40°的入射角从真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，求折射光线与反射光线的夹角φ. 【导学号：23570088】【解析】 由sin θ1sin θ2＝n ＞1，得折射角θ2＜θ1＝40°，由反射定律得θ3＝θ1＝40°，如图所示，故折射光线与反射光线的夹角φ＝180°－θ3－θ2＝140°－θ2，所以100°＜φ＜140°.【答案】 100°＜φ＜140°[能力提升]9.两束细平行光a 和b 相距d ，从空气中相互平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图13­1­9所示，若玻璃对a 的折射率大于对b 的折射率，当它们从玻璃砖的下表面射出后，两束光________(仍平行或不平行)，间距________d (填“＝”“＜”或“＞”)．图13­1­9【解析】 如图所示，光线经两表面平行的玻璃砖后方向不变，出射光线是平行的，根据折射定律得n a ＝sin i sin r a ，n b ＝sin i sin r b，由题意知，n a ＞n b ，则r a ＜r b ，故d ′＜d .【答案】 仍平行 ＜10．如图13­1­10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13­1­10(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，需用刻度尺测量的有________，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”)．【解析】 (1)n ＝sin ∠AOB sin ∠DOC ＝AB CD ＝l 1l 3，即需用刻度尺测量的有l 1和l 3.n ＝l 1l 3. (2)玻璃砖以O 为圆心顺时针转，则其法线也顺时针转，设转过小角度α.由作图得n 测＝sin θ1sin θ2，而事实n 真＝θ1＋αθ2＋α.由三角函数知n 测＞n 真，即偏大． 【答案】 (1)l 1、l 3l 1l 3 (2)偏大11．如图13­1­11所示，一棱镜的横截面为直角三角形ABC ，∠A ＝30°，斜边AB ＝a .棱镜材料的折射率为n ＝ 2.在此横截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC 边的中点M 射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况). 【导学号：23570089】图13­1­11【解析】 设入射角为i ，折射角为r ，由折射定律得：sin i sin r＝n ……①，由已知条件及①式得r ＝30°……②，光路图如图所示．设出射点为F ，由几何关系可得AF ＝38a ……③，即出射点在AB 边上离A 点38a 的位置． 【答案】 见解析12．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 ＝3.0×108m/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)当入射角变为45°时，折射角等于多大？(4)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θ1＝60°，反射角β＝60°，折射角θ2＝180°－60°－90°＝30°，折射光路图如图所示(2)n ＝sin θ1sin θ2＝sin 60°sin 30°＝3， 根据n ＝c v 得v ＝c n ＝3.0×1083m/s ≈1.7×108 m/s. (3)据n ＝sin θ1sin θ2得sin θ2＝sin θ1n， 将sin θ1＝sin 45°＝22及n ＝3代入上式，可求得 sin θ2＝66，解得θ2＝arcsin 66. (4)折射率不会变化，折射率反映介质的光学性质，而跟入射角的大小无关．【答案】 (1)图见解析 (2) 3 1.7×108 m/s(3)arcsin 66 (4)不会变化。

光的干预( 建议用时： 45 分钟 )[ 学业达标 ]1．对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的选项是()A．不一样的色光有可能发生干预现象B．不一样的色光不行能发生干预现象C．光的强度不一样有可能发生干预现象D．光的强度不一样不行能发生干预现象E．发生不发生干预现象与光的强度没关【分析】两列光波叠加能否发生干预现象重点看两列光波是不是相关光，即能否知足频次相同、相位差恒定的条件，不一样的色光频次不一样，所以不行能发生干预现象，故B项正确；光的强度不一样，但仍有可能知足相关条件，也就是有可能发生干预现象，应选项C、 E 正确， D 错误．【答案】BCE2．对于光的干预，以下说法中正确的选项是()【导学号：】A．在双缝干预现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的B．在双缝干预现象里，入射光波长变短，相邻两个明条纹间距将变窄C．只有频次相同的两列光波才能产生干预D．频次不一样的两列光波也能产生干预现象，不过不稳固E．频次不一样的光不行能叠加【分析】在双缝干预现象中，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，入射光的波长越长，相邻两个明条纹的间距越大；两列波产生干预时，频次一定相同．任何两列光波都能叠加．【答案】ABC3．杨氏双缝干预实验中，以下说法正确的选项是( n为自然数，λ为光波波长 )()A．在距双缝的光程差相等的点形成暗条纹B．在距双缝的光程差为nλ的点形成明条纹C．在距双缝的光程差为λ的点形成明条纹n 2D．在距双缝的光程差为n＋21λ的点形成暗条纹E．在双缝的光程差相等的点必定出现明条纹【分析】在双缝干预实验中，当某处距双缝距离之差δ 为波长的整数倍时，即δ＝nλ， n＝0、1、2、3、⋯点加点，出明条；当距离之差δ 半波的λ奇数倍，即δ＝(2n＋1)2，n＝0、1、2、3、⋯点减短处，出暗条．B、D、 E 正确．【答案】BDE4. 如 13-3-5所示，用一束平行的白光示装置垂直照到光板Q上，板上开两条靠得很近的平行狭S1， S2，在屏 P 上能够看到干预条，O点是屏上到两狭距离相等的一点，干预条是________的，O点是 ________点 .【学号：】13-3-5【分析】不一样色的光波不一样，白色光含有不一样色的光，各样色光形成的干预条距不一样，故示的条是彩色的． O到 S1、S2的距离相同，所以各色光在此均亮．【答案】彩色亮5.煤中的瓦斯危害极大，某同学料得悉含有瓦斯的气体的折射率大于干空气的折射率，于是他依据双干预象了一个，其原理如13-3-6所示：在双前面搁置两个完整相同的透明容器A、 B，容器 A 与干的空气相通，在容器 B 中通入井中的气体，察屏上的干预条，就能瓦斯度．假如屏的正中央O点暗，明B中气体必定__________瓦斯．13-3-6【分析】假如屏的正中央O暗，明从两个子光源到屏的光程差生化，所以 B 中气体必定含瓦斯．【答案】含6．光通双后在屏上生彩色条，若用色和色玻璃各住一，屏上________干预条 ( 填“有”无或“无” ) ．【分析】光和光的率不一样，不可以生干预象．【答案】无7．在双干预中，光屏上P 点到双1、 2 的距离之差1＝μm，光屏上Q点S S S到双 S1、S2的距离之差14Hz 的黄光照耀双，P点出S2＝μm.若用率ν＝×10_______条，Q点出 _______条 .【学号：】- 让每一个人同等地提高自我【分析】14－ 7m．P点到双由光的率ν＝×10Hz，知光的波λ＝c/ ν＝5×101、 2 的距离之差1＝μm＝×10－7m＝.Q点到双1、 2 的距离之差2＝μm＝S S SλS S S15×10 －7 m＝ 3λ，所以，P点出暗条，Q点出亮条．【答案】暗亮8．如 13-3-7所示，在双干预中，若用λ1＝×10－7m的光照耀，屏上O中央亮条，屏上 A第二亮条所在，若用λ2＝× 10－7m的光照耀，屏上O是什么状况？屏上 A 又是什么状况？13-3-7【分析】屏上 O点到双的距离之差，无用何种光做，行程差都是0，所以O 仍亮条，此亮条中央亮．屏上 A 点到双的距离差x，因用λ1＝×10－7m的光照耀，A第二亮条，有x＝2λ，但λ的入射光来x＝ kλ，故122－ 6－ 7λ212xx＝2λ＝1×10 m＝kλ＝ k××10 m有 k＝，即λ2，：x＝(2 n＋1)2( n＝0，±1，±2，±3，⋯)解得 n＝2，而 n＝0一暗条，因n＝2，所以 A三暗条．【答案】O亮条 A 三暗条[能力提高 ]2的奇数倍，所以A暗条9．某同学利用如13-3-8所示察光的干预象，此中 A 屏， B 双屏，C光屏．当他一束阳光照耀 A 屏， C 屏上并无出干预条，他移走 B 后， C上出一窄亮斑．剖析失的原由可能是________．13-3-8【分析】双干预中的作用是得光源，而光源能够看做是由多个点光源沿一条摆列成的，里察不到光的干预象是因为太，得不到光源．【答案】S 太10. 如 13-3-9所示，在用色光做双干预，若从双1、 2 的中央称轴地点处略微向上挪动，还可以不可以产生干预现象？假如能，中央亮纹向哪挪动？【导学号：】图 13-3-9【分析】本实验中单缝 S 的作用是形成频次必定的线光源，双缝 S 1，S 2 的作用是形成相关光源，略微挪动 S 后，没有改变传到双缝的光的频次，由 S 1，S 2 射出的还是相关光．若单缝 S 略微向上挪动， 则单缝 S 发出的光抵达屏上 P 点的下方某点的光程差为零， 故中央亮纹下移．【答案】仍可产生干预条纹，且中央亮纹 P 的地点略向下移．11. 如图 13-3-10 所示， 在双缝干预实验中， 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 的距离之差为 μm.今分别用 A ，B 两种单色光在空气中做双缝干预实验，问P点处是亮条纹还是暗条纹？图 13-3-10(1) 已知 A 光在折射率为 n ＝的介质中波长为 4×10－7m ；(2) 已知 B 光在某种介质中波长为× 10 －7 m ，当 B 光从这类介质射向空气时临界角为37°.【分析】(1) 设光在空气中的波长为λ1，因为在介质中流传时频次不变，所以由n ＝λ1 得： λ1＝n λ 2＝× 4×10－7m ＝6×10 －7m.由光程差δ＝ μm ＝× 10 －6 m 得： 1＝δ ＝λ2Nλ1错误 ! ＝ . 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P 点处为暗条纹． (2)11 5依据临界角与折射率的关系， sin C ＝n ，所以 n ＝ sin 37 ° ＝ 3，所以 B 光在空气中的波长5 －7 m ＝× 10 － 7m ．由光程差和波长的关系：为 λ3＝ n λ2 介＝ ×× 10 3由此可知，当 B 光做光源时， P 点处为亮条纹．【答案】(1) 暗条纹． (2) 亮条纹．δ N 2＝ λ 3 ＝错误 ! ＝ 4.12．如图 13-3-11 所示， 用激光束照耀双缝干预实验装置，后边屏上出现干预条纹，其中单缝的作用是产生线光源，单缝、双缝应平行搁置．若将单缝绕中心轴旋转( 不超出 90°)条纹将发生什么变化？若将双缝绕中心轴旋转( 不超出 90°) 条纹将发生什么变化？【导学号：】图 13-3-11【分析】在双缝干预实验中，单缝的作用是形成线光源，双缝的作用是形成振动状况相同的相关光源，当单缝旋转时，双缝被照亮的面积减小，双缝固然还可以形成相关光源，但因为经过双缝的光能量减少，所以屏上还可以产生干预条纹，但条纹变暗．当双缝旋转时，相同会致使干预条纹变暗．同时，干预条纹保持与双缝平行，也随双缝的旋转而旋转．【答案】看法析 .。

课时跟踪检测（十三） 光 的 干 涉一、单项选择题1．如图所示，用频率为f 的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c ，则P 点到双缝距离之差S 2P －S 1P 应为( )A.c 2fB.5c 2fC.c fD.3c 2f解析：选B 单色光的波长为λ＝c f ，又P 点出现第3级暗条纹，即S 2P －S 1P ＝5λ2＝5c 2f，选项B 正确。

2．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是( )A ．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B ．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C ．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同D ．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同解析：选A 各色光的频率不同，波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹，故A 正确。

3．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，屏上将看不到任何条纹解析：选B 用白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹，A 错；用红光作为光源，屏上将呈现红色条纹与暗条纹(即黑条纹)相间排列，B 对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C 错；紫光作为光源，也会发生双缝干涉，即出现紫色黑色相间的条纹，D 错。

4．关于光的干涉的说法正确的是( )A ．在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是不等的B ．在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽C ．只有颜色相同的两列光波才能产生干涉D ．颜色不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定解析：选C 双缝干涉条纹中亮条纹与暗条纹的宽度相等，A 错；由干涉条纹的宽度正比于波长知，波长大，条纹宽，红光的波长大于紫光的波长，故入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变窄，B 错；频率决定光的颜色，由光的干涉条件知C 对，D 错。

第3节光的干涉1．一束单色平行光，通过双缝在屏上得到干涉条纹，则( )A．相邻明条纹或暗条纹的间距不相等B．用红光做实验比用紫光做实验得到的明条纹或暗条纹的间距大C．屏上某暗条纹中一点到两缝的距离的差等于半波长的奇数倍D．如改用白光做实验，得不到干涉条纹2．如图所示是光的双缝干涉的示意图，下列说法中正确的是( )A．单缝S的作用是为了增加光的强度B．双缝S1、S2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源C．当S1、S2发出两列光波到P点的路程差为光的波长λ的1.5倍时，产生第二条暗条纹D．当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为波长λ时，产生中央亮条纹3．在光的双缝干涉实验中，如果只改变一个条件，以下说法中正确的是( )A．使双缝间距变小，则条纹间距变宽B．使屏与双缝距离变小，则条纹间距变宽C．将入射光由绿光改为红光，则条纹间距变宽D．将入射光由绿光改为紫光，则条纹间距变宽4．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5．双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。

屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹。

如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是：①O点是红光的亮条纹；②红光的第一条亮条纹在P点的上方；③O点不是蓝光的亮条纹；④蓝光的第一条亮条纹在P点的上方。

已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光波长，据此判断( )A．只有①②正确 B．只有①④正确C．只有②③正确 D．只有③④正确6．激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。

用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔Δt的乘积等于双缝间距。

测评(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(每小题4分,共40分。

每小题至少有一个选项是正确的)1.如图所示,空气中有一折射率为2的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB。

一束平行光平行于横截面,以45°入射角照射到OA上,OB不透光。

若只考虑首次入射到圆弧AB上的光,则AB上有光透出部分的弧长为()A.16πRB.14πRC.13πRD.512πR由折射定律知sin45°sinγ=n=2,解得γ=30°,则折射角为30°。

过圆心的光线是临界光线,此时的折射光线ON和OB的夹角就是折射角,还要考虑到全反射的情况,如图所示,射到M点的光线的入射角为临界角C=45°,则射到AM弧上的光线发生了全反射,那么有光透出部分的弧对应的圆心角为45°,长度为2πR×18=πR4,B项对。

答案：B2.一束光线穿过介质1、2、3时,光路如图所示,则()A.介质1的折射率最大B.介质2是光密介质C.光在介质2中的速度最大D.当入射角由45°逐渐增大时,在1、2分界面上可能发生全反射答案：CD3.某种液体的折射率为2,距液面下深h处有一个点光源,从液面上看液面被光源照亮的圆形区域的直径为()A.22hB.2hC.2hD.h从液面上看到液面被照亮是因为光线从液面射出后进入人的眼睛。

如图所示,设光线OA在界面上恰好发生全反射,则sin C=1n=22,所以C=45°。

由几何关系得r=h,故直径为d=2h。

答案：B4.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,则两种光()A.在该玻璃中传播时,蓝光的速度较大B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光折射角较大C.从该玻璃中射入空气发生全反射时,红光临界角较大D.用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光的相邻条纹间距较大答案：C5.如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点,并偏折到F点。

13.3 光的干涉新提升·课时作业基础达标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】本题考查相干光的条件，题中两光源发出的光都是白光，频率不确定没法比较，选项A错误．光的强度对光是否干涉没有影响，所以B错误．光速在真空中是确定的，它对光的干涉也没影响，选项C错误．题中是两个独立光源，根据物体的发光机理(原子跃迁)，二者产生的不是相干光，选项D正确．【答案】 D2．以下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．出自一个单色光源的一束光所分成的两列光【解析】两个光源发出的光要产生干涉，它们的频率必须相同，相位差恒定，而且振动方向相同．相同亮度的烛光频率不一定相同，故A项错；相同规格的灯泡发出的光频率不一定相同，B错；双丝灯泡上，不同的发光点所发出的光的频率也不一定相同，C项错；把同一束光线再分成两列光，能够确保这两列光波(视为新光源)的频率相同，相位差恒定，振动情况相同，所以D项正确．【答案】 D3．(多选)对于光波和声波，正确的说法是( )A．它们都能在真空中传播B．它们都能产生反射和折射C．它们都能产生干涉D．声波能产生干涉而光波不能【解析】它们都具备波所具有的特征，即反射、折射、干涉等现象，光能在真空中传播，而声波不能在真空中传播．【答案】BC4．用一束单色光做杨氏双缝干涉实验，经双缝后光照射到光屏上，可观察到的图象是图在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，所以在杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，．距双缝的路程相等的点形成暗条纹的点形成亮条纹的点形成亮条纹λ的点形成暗条纹光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗纹，．如图所示为双缝干涉实验装置．当使用波长为6×10－7 m点形成两条相邻的明纹．若使用波长为4×10点形成的明、暗纹情况是( )是明纹，P1是暗纹1都是暗纹根据形成明、暗条纹的条件可知：无论换用哪种波长的色光、波程差，7 mP1为暗纹．紫，故所示为双缝干涉实验的装置示意图，(乙)图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短．如右图所示，在某次双缝干涉实验中，Q处是中央亮条纹处的路程差是9×10－7少？第二条暗纹到两双缝的路程差为多少？第一条亮纹到双缝的路程差应等于光波的波长，故可知该单色光的波长由波长、波速和频率的关系可知该单色光的频率Hz.，第二条暗纹到双缝的路程差等于，…)，故D 项正确，B 、C 两项错误．＝1,2,3，…)＝(2×3－1)×12λ＝52λ＝2.5年诺贝尔物理学奖授予对激光研究做出杰出贡献的三位科学家．如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S 1、S 2屏上时会产生干涉条纹．已知入射激光波长为λ，屏上的P 点到两缝号亮纹，由P 向上数与0号亮纹相邻的亮纹为处的亮纹恰好是10号亮纹，直线的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的S2的距离之差r1－r2S2到P点距离之差为日湘煤嘉禾矿业发生瓦斯爆炸事故．煤矿中的瓦斯危害极大，料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质称洛埃镜实验)．S 为单色光源，M 为一平面镜．与直接发出的光在屏上相交，已知两列光波到屏上P 的路程差点将形成亮条纹还是暗条纹？若色光波长0.5 μm 时，Δr ＝1.5×10－0.5×10－m ，Δr ＝1.5×10－0.6×10－。

光的干预[随堂检测]1．对于单缝衍射现象，以下说法正确的选项是( )A ．缝的宽度d 越小，衍射条纹越亮B ．缝的宽度d 越小，衍射现象越明显C ．缝的宽度d 越小，光的传播路线越接近直线D ．入射光的波长越短，衍射现象越明显解析：选B.当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，故D 错误，当光的波长一定时，缝的宽度越小，衍射现象越明显，条纹越暗，故A 、C 错误，B 正确．2．将激光束照在如下图的双缝上，在光屏上观察到的现象是图中的( )解析：选A.将激光束照在如下图的双缝上，将出现双缝干预现象，而双缝干预图象的中间是亮条纹，两侧是明暗相间的对称的干预条纹，故A 正确．3.如下图，用频率为f 的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P 点出现第3条暗条纹．光速为c ，那么P 点到双缝的距离之差r 2－r 1应为( )A.c 2fB ．3c 2f C.3c fD ．5c 2f 解析：选D.在某点产生暗条纹的条件是：光程差r 2－r 1为半波长的奇数倍．P 点出现第3条暗条纹，说明r 2－r 1＝52λ，由c ＝λf 得λ＝c f ，那么r 2－r 1＝5c 2f. 4．如下图是双缝干预实验装置，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，假设换用波长为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：P 点是亮纹还是暗纹，关键取决于P 到S 1和S 2的路程差Δr ＝r 2－r 1；P 是第几条亮(暗)纹，关键取决于Δr 是光波长(半波长)的多少倍．当用波长为λ1＝0.75 μm 的单色光照射时P 为O 上方第二条亮纹，所以P 到双缝S 1、S 2的路程差Δr ＝2λ1＝2×0.75 μm ＝1.5 μm ；改用λ2＝0.6 μm 的单色光照射时，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32λ2的两点，即OP 之间还有两条暗纹． 答案：暗纹 两条[课时作业] [学生用书P113(单独成册)]一、单项选择题1．以下光源可作为相干光源的是( )A ．两个一样亮度的烛焰B ．两个一样规格的灯泡C ．双丝灯泡D ．出自一个点光源的两束光解析：选、B 、C 三项中的光源均不是相干光源，故A 、B 、C 均错；D 项中两束光是来自同一点光源，两束光完全一样是相干光源，故D 对．2．以下关于双缝干预实验的说法中正确的选项是( )A ．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B ．双缝的作用是获得两个振动情况一样的相干光源C ．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D ．在光屏上能看到光的干预图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干预发生解析：选B.在双缝干预实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光源有唯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一样的相干光源，故A 项错误，B 项正确；在两个相干光源完全一样的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗条纹，C 项错误；两列光波要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干预，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干预，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，故D 项错误．3．在双缝干预实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干预条纹．假设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)，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预条纹，其他颜色的双缝干预条纹消失B．红色和绿色的双缝干预条纹消失，其他颜色的双缝干预条纹仍然存在C．任何颜色的双缝干预条纹都不存在D．至少有一种颜色的双缝干预条纹解析：选C.两列光波发生干预的条件之一是频率一样，利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形成干预条纹，但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不相等，不能发生干预，因此屏上不会出现干预条纹，应选项C正确．4．由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干预现象，这是因为( ) A．两个光源发出光的频率一样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.题中两光源发出的光都是白光，频率不确定，没法比拟，选项A错误；光的强度对光的干预没有影响，选项B错误；光速在真空中是确定的，它对光的干预也没有影响，选项C错误；不同光源发出的光频率一般不同，所以不会产生干预现象，这样的光源不是相干光源，选项D正确．5．如图甲所示为双缝干预实验的装置示意图．乙图为用绿光进展实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹．假设红光、绿光和紫光的波长大小关系为：红光的波长最长，紫光的波长最短．那么以下说法正确的选项是( )A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，说明红光波长较长B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，说明紫光波长较长C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，说明紫光波长较短D．丙图可能为用红光实验产生的条纹，说明红光波长较短解析：选A.根据双缝干预图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干预图样中条纹的间距就越大，由此题的条件可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长，因此选项B、C、D错误，A正确．6．在双缝干预实验中，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.假设用频率f＝6.0×1014Hz的黄光照射双缝，那么( ) A．P点出现亮条纹，Q点出现暗条纹B．P点出现暗条纹，Q点出现亮条纹C．两点均出现亮条纹D ．两点均出现暗条纹解析：选B.由光的频率f ＝6.0×1014 Hz ，知光的波长λ＝c f ＝5×10－7m ．P 点到双缝S 1、S 2的距离之差Δs 1＝0.75 μm ＝7.5×10－7 m λ.Q 点到双缝S 1、S 2的距离之差Δs 2＝1.5 μm ＝1.5×10－6 m ＝3λ.因此，P 点出现暗条纹，Q 点出现亮条纹，选B.二、多项选择题7．如下图的双缝干预实验，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( )A ．减小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：选AC.在波的干预中，干预条纹的间距Δx ＝L dλ，由公式可得，条纹间距与波长、双缝屏之间的距离成正比，与双缝间的距离d 成反比，故要增大间距，应减小d ，或增大双缝到光屏的距离，或增大光的波长，故A 、C 正确，B 、D 错误．8.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预条纹，如下图，图中a 、b 、c 、d 、e 为相邻亮条纹的位置，c 为中央亮条纹，那么( )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BD.振动一致的两光源在空间发生干预，得到亮条纹的条件满足Δx ＝nλ(n ＝0，1，2，3…)．“路程差〞是指从双缝M 、N 到屏上某点的路程差，与O 无关，A 、C 错误；b 是n ＝1时的第一级亮条纹，e 是n ＝2时的第二级亮条纹，故B 、D 正确．9．双缝干预实验装置如下图，绿光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S 1和S 2与单缝S 的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干预条纹. 屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等，P 点出现距O 点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光的波长，讨论屏上O 点及其上方的干预条纹的情况正确的选项是( )A ．在O 点出现红光的亮条纹B ．红光的第一条亮条纹出现在P 点的上方C ．在O 点不出现蓝光的亮条纹D ．蓝光的第一条亮条纹出现在P 点的上方解析：选AB.由于O 点到双缝的路程差为零，所以在O 点出现各种单色光的亮条纹，在P 点出现绿光的第一条亮条纹，因为λ红＞λ绿＞λ蓝，所以红光条纹间距大于绿光条纹间距，绿光条纹间距大于蓝光条纹间距．A 、B 正确．10．为检测矿泉水的品质，我们可以利用干预原理测定矿泉水的折射率．方法是将待测矿泉水填充到特制容器，特制容器不影响光的传播，放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气，特制容器未画出)，通过比照填充矿泉水后的干预条纹间距x 2和填充前的干预条纹间距x 1，就可以计算出该矿泉水的折射率．设空气的折射率为1，那么以下说法正确的选项是( )A ．x 2＞x 1B ．x 2＜x 1C ．该矿泉水的折射率为x 1x 2D ．该矿泉水的折射率为x 2x 1答案：BC三、非选择题11．频率为6×1014 Hz 的激光从S 1和S 2投射到屏上，假设屏上的点P 到S 1与到S 2的路程差为3×10－6 m ，那么点P 处是亮条纹还是暗条纹？设O 为到S 1和S 2的路程相等的点，那么PO 间有几条暗纹、几条亮纹？(不含O 、P 两点处)解析：单色光的波长λ＝c f ＝3×1086×1014 m ＝5×10－7 m ，路程差为3×10－6 m ，Δr λ2＝3×10－652×10－7＝12，即路程差是半波长的偶数倍，P 点出现亮纹，而O 点处为中央亮纹，所以，在PO 间有5条亮纹，6条暗纹．答案：亮条纹 6条暗纹 5条亮纹12．用氦氖激光器进展双缝干预实验，使用的双缝间距离d ＝0.1 mm ，双缝到屏的距离L ＝6.0 m ，测得屏上干预条纹中相邻亮条纹的间距是3.8 cm ，那么氦氖激光器发出红光的波长λ是多少？假设把整个装置放入折射率是43的水中，这时屏上的条纹间距是多少？ 解析：由Δx ＝L d λ，可以得出红光的波长λ＝d L ·Δx ＝0.1×10－3××10－26.0m ≈×10－7 m. 所以激光器发出的红光的波长是6.3×10－7 m.如果将整个装置放入水中，激光器发出的红光在水中的波长设为λ′，由光的特点可知：光在传播过程中，介质发生变化，波长和波速发生改变，但频率不变．由此可知λc ＝λ′v ，而c v＝n ，那么λ′＝λn ＝6.3×10－7×34m ≈×10－7 m. 这时屏上条纹的间距是Δx ′＝L d·λ′＝6.0×4.7×10－7×10－3 m ≈×10－2 m. 答案：6.3×10－7 m 2.8×10－2 m。

学业分层测评(十三)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是( )A ．不同的色光有可能发生干涉现象B ．不同的色光不可能发生干涉现象C ．光的强度不同有可能发生干涉现象D ．光的强度不同不可能发生干涉现象E ．发生不发生干涉现象与光的强度无关【解析】 两列光波叠加是否发生干涉现象关键看两列光波是否是相干光，即是否满足频率相同、相位差恒定的条件，不同的色光频率不同，所以不可能发生干涉现象，故B 项正确；光的强度不同，但仍有可能满足相干条件，也就是有可能发生干涉现象，故选项C 、E 正确，D 错误．【答案】 BCE2．关于光的干涉，下列说法中正确的是( )【导学号：23570099】A ．在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的B ．在双缝干涉现象里，入射光波长变短，相邻两个明条纹间距将变窄C ．只有频率相同的两列光波才能产生干涉D ．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定E ．频率不同的光不可能叠加【解析】 在双缝干涉现象中，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，入射光的波长越长，相邻两个明条纹的间距越大；两列波产生干涉时，频率必须相同．任何两列光波都能叠加．【答案】 ABC3．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 ．在距双缝的光程差相等的点形成暗条纹B ．在距双缝的光程差为nλ的点形成明条纹C ．在距双缝的光程差为n λ2的点形成明条纹 D ．在距双缝的光程差为⎝⎛⎭⎫n ＋12λ的点形成暗条纹 E ．在双缝的光程差相等的点一定出现明条纹【解析】 在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δδ为波长的整数倍时，即Δδ＝nλ，n ＝0、1、2、3、…这点为加强点，该处出现明条纹；当距离之差Δδ为半波长的奇数倍时，即Δδ＝(2n＋1)λ2，n＝0、1、2、3、…这点为减弱点，该处出现暗条纹．B、D、E正确．【答案】BDE4.如图13-3-5所示，用一束平行的白光经图示装置垂直照到挡光板Q上，板上开两条靠得很近的平行狭缝S1，S2，在屏P上可以看到干涉条纹，O点是屏上到两狭缝距离相等的一点，则干涉条纹是________的，O点是________点. 【导学号：23570100】图13-3-5【解析】不同颜色的光波长不同，白色光含有不同颜色的光，各种色光形成的干涉条纹间距不同，故显示的条纹是彩色的．O到S1、S2的距离相同，所以各色光在此处均为亮纹．【答案】彩色亮5.煤矿中的瓦斯危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图13-3-6所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度．如果屏的正中央O点变为暗纹，说明B中气体一定__________瓦斯．图13-3-6【解析】如果屏的正中央O变为暗纹，说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯．【答案】含6．光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃各挡住一缝，则屏上________干涉条纹(填“有”无或“无”)．【解析】红光和绿光的频率不同，不能产生干涉现象．【答案】无7．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＝6.0×1014 Hz的黄光照射双缝，则P点出现_______条纹，Q点出现_______条纹. 【导学号：23570101】【解析】由光的频率ν＝6.0×1014 Hz，知光的波长λ＝c/ν＝5×10－7 m．P点到双缝S1、S2的距离之差ΔS1＝0.75 μm＝7.5×10－7 m＝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8．如图13-3-7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O 处是什么情况？屏上A 处又是什么情况？图13-3-7【解析】 屏上O 点到双缝的距离之差，无论用何种光做实验，路程差都是0，所以O 处仍为亮条纹，此亮条纹为中央亮纹．设屏上A 点到双缝的距离差为Δx ，因用λ1＝5.0×10－7 m 的光照射时，A 处为第二级亮条纹，有Δx ＝2λ1，但对λ2的入射光来说Δx ＝kλ2，故Δx ＝2λ1＝1×10－6 m ＝kλ2＝k ×4.0×10－7 m 有k ＝2.5，即Δx 为λ22的奇数倍，所以A 处为暗条纹，则：Δx ＝(2n ＋1)λ22(n ＝0，±1，±2，±3，…) 解得n ＝2，而n ＝0时为一级暗条纹，因n ＝2，所以A 处为三级暗条纹．【答案】 O 处为亮条纹 A 处为三级暗条纹[能力提升]9．某同学利用如图13-3-8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13-3-8【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13-3-9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，还能不能产生干涉现象？如果能，中央亮纹向哪移动？ 【导学号：23570102】图13-3-9【解析】 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S 1，S 2射出的仍是相干光．若单缝S 稍微向上移动，则单缝S 发出的光到达屏上P 点的下方某点的光程差为零，故中央亮纹下移．【答案】 仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P 的位置略向下移．11.如图13-3-10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 点处是亮条纹还是暗条纹？图13-3-10(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3.15×10－7 m ，当B 光从这种介质射向空气时临界角为37°.【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 ＝λ1λ2得：λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m ＝6×10－7m.由光程差Δδ＝2.1 μm ＝2.1×10－6 m 得：N 1＝Δδλ1＝2.1×10－66×10－7＝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 ＝1sin 37°＝53，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 ．由光程差和波长的关系：N 2＝Δδλ3＝2.1×10－65.25×10－7＝4.由此可知，当B 光做光源时，P 点处为亮条纹．【答案】 (1)暗条纹．(2)亮条纹．12．如图13-3-11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？【导学号：23570103】图13-3-11【解析】在双缝干涉实验中，单缝的作用是形成线光源，双缝的作用是形成振动情况相同的相干光源，当单缝旋转时，双缝被照亮的面积减小，双缝虽然仍能形成相干光源，但由于通过双缝的光能量减少，所以屏上仍能产生干涉条纹，但条纹变暗．当双缝旋转时，同样会导致干涉条纹变暗．同时，干涉条纹保持与双缝平行，也随双缝的旋转而旋转．【答案】见解析.。

学业分层测评(十四)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图13­4­7甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是( )图13­4­7A ．减小光源到单缝的距离B ．减小双缝之间的距离C ．增大双缝到光屏之间的距离D ．换用频率更高的单色光源E ．换用频率更低的单色光源【解析】　根据Δx ＝λ，其中l 是双缝到光屏之间的距离，d 是双缝之间的距离，λ是波l d 长，又λ＝，B 、C 、E 选项正确．c f 【答案】　BCE2．用单色光做双缝干涉实验，在光屏上某点P ，从中央O 点开始计数，P 点恰好为第三条亮纹，现改用波长较短的单色光照射，其他的条件不变，那么不可能的是( ) 【导学号：23570105】A ．P 处仍为第三条亮纹B ．P 处可能是第四条亮纹C ．P 处可能是第二条亮纹D ．若将光屏向双缝移近一些，在P 处可能看到第二条亮纹E ．中央O 点仍为亮纹【解析】　波长短，双缝到P 点光程差不变，故A 、C 不可能；若将光屏向双缝移近一些，条纹间距变小，故D 不可能．【答案】　ACD3．(1)备有下列仪器：A ．白炽灯B ．双缝C ．单缝D ．滤光片E ．白色　光屏把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：________(填写字母代号)．(2)已知双缝到光屏之间的距离L ＝500 mm ，双缝之间的距离d ＝0.50 mm ，单缝到双缝之间的距离s ＝100 mm ，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A 亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B 亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图13­4­8所示．则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．图13­4­8(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________．A ．改用波长较长的光(如红光)作为入射光B ．增大双缝到屏的距离C ．增大双缝到单缝的距离D ．增大双缝间距【解析】　游标卡尺读数精确度为0.1 mm ，A 位置主尺读数为11 mm ，游标尺读数为1，读数为x 1＝11 mm ＋1×0.1 mm ＝11.1 mm ，同理B 位置读数为x 2＝15.6 mm ，则条纹间距Δx ＝≈0.64 mm.利用λ＝Δx ＝6.4×10－7 m ．由Δx ＝λ可知，要增大条纹间距，可用x 2－x 17d L l d 波长更长的入射光或增大双缝到屏的距离，故A ，B 正确．【答案】　(1)ADCBE (2)6.4×10－7　(3)AB4．如图13­4­9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，为增大相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取____________或____________的方法.【导学号：23570106】图13­4­9【解析】　做该实验时用单色光，应特别注意，②是滤光片，其他依次是单缝屏、双缝屏、遮光筒和毛玻璃屏．由条纹间距公式Δx ＝λ可知，要增大相邻条纹间距，应该增大双l d 缝屏到光屏的距离或者减小两缝间距离．【答案】　滤光片　单缝屏　双缝屏　增大双缝屏到光屏的距离　减小双缝屏两缝间距离5．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图13­4­10甲所示，并选用缝间距d ＝0.2 mm 的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l ＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作．图13­4­10(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图13­4­10乙(a)所示，图13­4­10乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图13­4­10乙(b)中游标尺上的读数x 1＝1.16 mm ；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图13­4­10丙(a)所示，此时图13­4­10丙(b)中游标尺上的读数x 2＝________ mm ；(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx ＝________ mm ；这种色光的波长λ＝________ nm.【解析】　(1)由游标尺的读数规则可知：x 2＝(15.0＋1×0.02) mm ＝15.02 mm ；(2)题图乙(a)中暗纹与题图丙(a)中暗纹间的间隔为6个，故Δx ＝＝2.31 mm ；x 2－x 16由Δx ＝λ可知λ＝＝6.6×102 nm.l d d ·Δx l 【答案】　(1)15.02　(2)2.31　6.6×1026．现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光光源C 、单缝D 和透红光的滤光片E 等光学元件，要把它们放在图13­4­11所示的光具座上组成双缝干涉装置，用以测量红光的波长. 【导学号：23570107】(1)将白光光源C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C 、________、A .图13­4­11(2)本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离．在操作步骤②时还应注意单缝、双缝应________________________且________．(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图13­4­12甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为________mm ，求得相邻亮纹的间距Δx ＝________mm.图13­4­12(4)已知双缝间距d 为2.0×10－4m ，测得双缝到屏的距离l 为0.700m ，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________nm.【解析】　(1)由左至右依次放置白色光源C 、滤光片E 、单缝D 、双缝B 、毛玻璃屏A .(2)单缝、双缝应相互平行并跟遮光筒轴线垂直．(3)甲的示数为2.320 mm ，乙的示数为13.870 mm ，则Δx ＝mm ＝2.310 mm 13.870－2.3205(4)由Δx ＝λ得l d λ＝Δx ＝×2.310×10－3 m ＝6.60×10－7 m ＝660 nmd l 2.0×10－40.700【答案】　(1)E 、D 、B (2)相互平行　与遮光筒轴线垂直　(3)13.870　2.310　(4)Δx d l 660。

学业分层测评(十三)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是()A．不同的色光有可能发生干涉现象B．不同的色光不可能发生干涉现象C．光的强度不同有可能发生干涉现象D．光的强度不同不可能发生干涉现象E．发生不发生干涉现象与光的强度无关【解析】两列光波叠加是否发生干涉现象关键看两列光波是否是相干光，即是否满足频率相同、相位差恒定的条件，不同的色光频率不同，所以不可能发生干涉现象，故B项正确；光的强度不同，但仍有可能满足相干条件，也就是有可能发生干涉现象，故选项C、E正确，D错误．【答案】BCE2．关于光的干涉，下列说法中正确的是()【导学号：23570099】A．在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的B．在双缝干涉现象里，入射光波长变短，相邻两个明条纹间距将变窄C．只有频率相同的两列光波才能产生干涉D．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定E．频率不同的光不可能叠加【解析】在双缝干涉现象中，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，入射光的波长越长，相邻两个明条纹的间距越大；两列波产生干涉时，频率必须相同．任何两列光波都能叠加．【答案】ABC3．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．在距双缝的光程差相等的点形成暗条纹B．在距双缝的光程差为nλ的点形成明条纹C．在距双缝的光程差为n λ2的点形成明条纹D ．在距双缝的光程差为⎝⎛⎭⎫n ＋12λ的点形成暗条纹 E ．在双缝的光程差相等的点一定出现明条纹【解析】 在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δδ为波长的整数倍时，即Δδ＝nλ，n ＝0、1、2、3、…这点为加强点，该处出现明条纹；当距离之差Δδ为半波长的奇数倍时，即Δδ＝(2n ＋1)λ2，n ＝0、1、2、3、…这点为减弱点，该处出现暗条纹．B 、D 、E 正确．【答案】 BDE4.如图13-3-5所示，用一束平行的白光经图示装置垂直照到挡光板Q 上，板上开两条靠得很近的平行狭缝S 1，S 2，在屏P 上可以看到干涉条纹，O 点是屏上到两狭缝距离相等的一点，则干涉条纹是________的，O 点是________点. 【导学号：23570100】图13-3-5【解析】 不同颜色的光波长不同，白色光含有不同颜色的光，各种色光形成的干涉条纹间距不同，故显示的条纹是彩色的．O 到S 1、S 2的距离相同，所以各色光在此处均为亮纹．【答案】 彩色 亮5.煤矿中的瓦斯危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图13-3-6所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A 、B ，容器A 与干净的空气相通，在容器B 中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度．如果屏的正中央O 点变为暗纹，说明B 中气体一定__________瓦斯．图13-3-6【解析】 如果屏的正中央O 变为暗纹，说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B 中气体一定含瓦斯．【答案】 含6．光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃各挡住一缝，则屏上________干涉条纹(填“有”或“无”)．【解析】 红光和绿光的频率不同，不能产生干涉现象．【答案】 无7．在双缝干涉实验中，光屏上P 点到双缝S 1、S 2的距离之差ΔS 1＝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＝6.0×1014 Hz的黄光照射双缝，则P点出现_______条纹，Q点出现_______条纹. 【导学号：23570101】【解析】由光的频率ν＝6.0×1014 Hz，知光的波长λ＝c/ν＝5×10－7 m．P点到双缝S1、S2的距离之差ΔS1＝0.75 μm＝7.5×10－7 m＝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8．如图13-3-7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O处是什么情况？屏上A处又是什么情况？图13-3-7【解析】屏上O点到双缝的距离之差，无论用何种光做实验，路程差都是0，所以O 处仍为亮条纹，此亮条纹为中央亮纹．设屏上A点到双缝的距离差为Δx，因用λ1＝5.0×10－7 m的光照射时，A处为第二级亮条纹，有Δx＝2λ1，但对λ2的入射光来说Δx＝kλ2，故Δx的奇数倍，所以A处为暗条纹，＝2λ1＝1×10－6 m＝kλ2＝k×4.0×10－7 m有k＝2.5，即Δx为λ22则：Δx＝(2n＋1)λ22(n＝0，±1，±2，±3，…)解得n＝2，而n＝0时为一级暗条纹，因n＝2，所以A处为三级暗条纹．【答案】O处为亮条纹A处为三级暗条纹[能力提升]9．某同学利用如图13-3-8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13-3-8【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13-3-9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，还能不能产生干涉现象？如果能，中央亮纹向哪移动？【导学号：23570102】图13-3-9【解析】 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S 1，S 2射出的仍是相干光．若单缝S 稍微向上移动，则单缝S 发出的光到达屏上P 点的下方某点的光程差为零，故中央亮纹下移．【答案】 仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P 的位置略向下移．11.如图13-3-10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 点处是亮条纹还是暗条纹？图13-3-10(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3.15×10－7 m ，当B 光从这种介质射向空气时临界角为37°.【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 ＝λ1λ2得：λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m ＝6×10－7m.由光程差Δδ＝2.1 μm ＝2.1×10－6 m 得：N 1＝Δδλ1＝2.1×10－66×10－7＝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 ＝1sin 37°＝53，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 ．由光程差和波长的关系：N 2＝Δδλ3＝2.1×10－65.25×10－7＝4.由此可知，当B 光做光源时，P 点处为亮条纹．【答案】 (1)暗条纹．(2)亮条纹．12．如图13-3-11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？【导学号：23570103】图13-3-11【解析】 在双缝干涉实验中，单缝的作用是形成线光源，双缝的作用是形成振动情况相同的相干光源，当单缝旋转时，双缝被照亮的面积减小，双缝虽然仍能形成相干光源，但由于通过双缝的光能量减少，所以屏上仍能产生干涉条纹，但条纹变暗．当双缝旋转时，同样会导致干涉条纹变暗．同时，干涉条纹保持与双缝平行，也随双缝的旋转而旋转．【答案】见解析.。