高中物理 13.3 光的干涉精品练案（含解析） 新人教版选修34.doc

第十三章 光133光的干涉 【自主预习】（认真阅读教材p50-p52，独立完成下列问题）1.1801年，英国物理学家_成功地观察到了光的干涉现象。杨氏实验证明，光的确是_。2双缝干涉实验：让一束_光投射到一个有两条狭缝的挡板上，狭缝相距很近，这时在挡板后面的屏上就可以观察到_的条纹。3当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的_时(即恰好等于波长的_时)，两列光在这点相互_，这里出现亮条纹；当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的_时，两列光在这点相互_，这里出现暗条纹。总结： 明条纹 （n=0、1、2、3）暗条纹 （n=0、1、2、3.）4两束光相遇时要产生稳定干涉的条件是两束光的_相等。5产生相干光源的方法是：将一束_的单色光（如红色激光束）投射到两条相距很近的平行狭缝，再由这两个狭缝组成了两个振动情况_的光源，这样的光源就是相干光源。6用单色光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹。如果将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将_；如果增大双缝与屏之间的距离，则屏上的干涉条纹的间距将_；如果将红光改为紫光做双缝干涉实验；则屏上的干涉条纹的间距将_。（填“变大”“变小”或“不变”）7.杨氏干涉实验如图所示，让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝s1和s2的挡板上，狭缝s1和s2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。这就是杨氏干涉实验。【典型例题】 一、杨氏干涉实验【例1】从两只手电筒射出的光，当它们照到同一屏上时看不到干涉条纹，这是因为()a干涉图样太细小看不清楚b手电筒射出的光不是单色光c周围环境的漫反射光太强d两个光源是非相干光源【例2】在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若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)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时()a只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失b红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在c任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮d屏上无任何光亮二、决定条纹间距的条件【例3】如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm的橙色光源照射单缝s，在光屏中央p处观察到亮条纹，在位于p点上方的p1点出现第一条亮纹中心(即p1到s1、s2的光程差为一个波长)，现换用波长为400 nm的紫光源照射单缝，()ap和p1仍为亮点bp为亮点，p1为暗点cp为暗点，p1为亮点 dp、p1均为暗点【例4】如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30107 m，屏上p点距双缝s1和s2的路程差为7.95107 m，则在这里出现的应是_(选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为6.30107 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”)。【课后练习】1关于双缝干涉条纹，以下说法中正确的是()a用同一单色光做双缝干涉实验，能观察到明、暗相间的单色条纹b用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该单色光波长的整数倍c用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差一定为该单色光波长的奇数倍d用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定为该单色光半波长的奇数倍2在双缝干涉实验中保持狭缝间的距离和狭缝到屏的距离都不变，用不同的色光照射时，则下列叙述正确的是( ) a红光的干涉条纹间距最大b紫光的干涉条纹间距最大c红光和紫光干涉条纹间距一样大d用白光照射会出现白色干涉条纹3用包含红、绿、紫三种色光的复色光做光的干涉实验，在所产生的干涉条纹中离中心条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4薄膜干涉条纹产生的原因是( ) a薄膜内的反射光线和折射光线相互叠加b同一束光线经薄膜前后两表面反射后相互叠加c入射光线和从薄膜反射回来的光线叠加d明条纹是波峰和波峰叠加而成，暗条纹是波谷与波谷叠加而成5如图5所示，用单色光做双缝干涉实验，p处为第二暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变)时，则同侧第二暗条纹的位置()a仍在p处b在p点上方c在p点下方d要将屏向双缝方向移近一些才能看到6如图6所示是研究光的双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝s1、s2，由s1和s2发出的两列波到达屏上时产生干涉条纹，已知入射激光的波长为，屏上的p点到两缝s1和s2的距离相等，如果把p处的亮条纹记作0号亮纹，由p向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则p1处的亮纹恰好是10号亮纹设直线s1p1的长度为1，s2p1的长度为2，则21等于()a9 b10 c11d187下面有关光的干涉现象的描述中，正确的是( ) a在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变宽b白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发生干涉形成彩色条纹c在光的双缝干涉实验中，若缝s1射入的是绿光，s2射入的是紫光，则条纹是彩色的d光的干涉现象说明光具有波动性8关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法正确的是 ( )a屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的b当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹c将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹d将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上无亮光9如图7所示，实线表示两个相干光源s1、s2发出光的波峰位置，则对于图中的a、b两点，_点为振动加强的位置，_点为振动减弱的位置10在双缝干涉实验中，入射光的波长为，若双缝处两束光的振动情况恰好相同，在屏上距两缝路程差r_的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差r_的地方出现暗条纹若双缝处两束光的振动情况恰好相反，在屏上距两缝路程差r_的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差r_的地方出现暗条纹11如图8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2条暗条纹，已知光速为c，则p点到双缝的距离之差(r2r1)应为多大？12如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为6.0107 m的橙色光源照射单缝s，在光屏中央p处(到双缝的距离相等)观察到亮条纹，在位于p点上方的p1点出现第一条亮条纹中心(即p1到s1、s2的路程差为一个波长)，现换用波长为4.0107 m的紫色光照射单缝时，问：(1)屏上p处将出现什么条纹？(2)屏上p1处将出现什么条纹？例题答案：1. 【答案】d【解析】两束光的频率不同，不满足干涉条件相干光源。2. 解析：(两列光波发生干涉的条件之一是频率相等，利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形成干涉条纹，但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，但仍有红光和绿光的衍射图样。)答案：c3. 【答案】b【解析】从单缝s射出的光波被s1、s2两缝分成的两束光为相干光，由题意屏中央p点到s1、s2距离相等，即由s1、s2分别射出的光到p点的路程差为零，因此是亮纹中心，因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，p点都是中央亮纹中心。而p1点到s1、s2的光程差刚好是橙光的一个波长，即|p1s1p1s2|600 nm橙，则两列光波到达p1点振动情况完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹。当换用波长为400 nm的紫光时，|p1s1p1s2|600 nm3紫/2，则两列光波到达p1点时振动情况完全相反，即由s1、s2射出的光波到达p1点时就相互削弱，因此，出现暗条纹。综上所述，选项b正确。4. 解析：(n7.95107得n3，因此p点为暗条纹。由x可知，增大，则x也将增大，即条纹间距将变宽。)答案：暗条纹变宽练习答案：1abd2.3.4.5b6b78.9ba解析由图可知，b到s1、s2的距离相等，即路程差r0，故b点为加强点a到s1、s2的距离不等，且路程差r1.5，故a点为减弱点10n(2n1)(2n1)n11.解析由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知，当到双缝的距离之差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距离之差r2r1(2k1)，其中k1,2,3为条纹的级数所以当出现第2条暗条纹时，取k2，所以r2r1.又因为cf，所以r2r1.12(1)亮条纹(2)暗条纹解析(1)从单缝s射出的光波被s1、s2两缝分成的两束光为相干光，由题意知屏中央p点到s1、s2距离相等，即分别由s1、s2射出的光到p点的路程差为零，因此是亮条纹中心，因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，p点都是中央亮条纹(也叫零级亮条纹)的