第四章第4節(jié)A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．(多選)楊氏干涉試驗(yàn)證明光是一種波，一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上，兩狹縫就成了兩個(gè)光源，它們發(fā)出的光波發(fā)生干涉，產(chǎn)生的干涉圖樣如圖所示，在這兩列光波相遇的區(qū)域中，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，假如放置光屏，則下列說法正確的()A．A點(diǎn)出現(xiàn)明條紋 B．B點(diǎn)出現(xiàn)明條紋C．C點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋 D．C點(diǎn)出現(xiàn)明條紋【答案】ABC【解析】波峰與波峰或者波谷與波谷相疊加振動(dòng)加強(qiáng)，所以A點(diǎn)與B點(diǎn)出現(xiàn)明條紋，波峰與波谷疊加振動(dòng)減弱，所以C點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋，故A、B、C正確，D錯(cuò)誤．2．如圖所示，用單色光做雙縫干涉試驗(yàn)，P處為其次暗條紋，改用頻率較低的單色光重做上述試驗(yàn)(其他條件不變)時(shí)，則同側(cè)其次暗條紋的位置()A．仍在P處B．在P點(diǎn)上方C．在P點(diǎn)下方D．要將屏向雙縫方向移近一些才能看到【答案】B【解析】頻率越低，波長(zhǎng)越大，在干涉圖樣中相鄰兩暗紋間的距離越大，故選B．3．(多選)如圖所示，一束復(fù)色光從空氣射入玻璃中，得到a、b兩條折射光線，以下說法正確的是()A．折射光a的波長(zhǎng)小于折射光b的波長(zhǎng)B．兩束光在相遇區(qū)域會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象C．假如讓兩束光分別在同一點(diǎn)通過同一個(gè)雙縫發(fā)生干涉，則所得干涉條紋間的距離Δxa<ΔxbD．在玻璃中a光較b光速度快【答案】AC【解析】a光的偏折程度大于b光的偏折程度，折射率大的光頻率大，依據(jù)λ＝eq\f(c,f)知，頻率大，波長(zhǎng)小，所以折射光a的波長(zhǎng)小于折射光b的波長(zhǎng)，A正確；a、b兩列光的頻率不同，不能發(fā)生干涉，B錯(cuò)誤；因?yàn)棣薬<λb，知干涉條紋間的距離Δxb＞Δxa，C正確；依據(jù)v＝eq\f(c,n)得，a光的折射率大，則在玻璃磚中傳播的速度小，D錯(cuò)誤．4．如圖所示，用頻率為f的單色光垂直照耀雙縫，在光屏上的P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋．已知光速為c，則P點(diǎn)到雙縫的距離之差r2－r1應(yīng)為()A．eq\f(c,2f) B．eq\f(3c,2f)C．eq\f(3c,f) D．eq\f(5c,2f)【答案】D【解析】在某點(diǎn)產(chǎn)生暗條紋的條件是：光程差r2－r1為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍．已知P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋，說明r2－r1＝eq\f(5,2)λ，由c＝λf得λ＝eq\f(c,f)，則r2－r1＝eq\f(5c,2f).5．某同學(xué)利用如圖所示試驗(yàn)視察光的干涉現(xiàn)象，其中A為單縫屏，B為雙縫屏，C為光屏．當(dāng)他讓一束陽光照耀A屏?xí)r，C屏上并沒有出現(xiàn)干涉條紋，他移走B后，C上出現(xiàn)一個(gè)窄亮斑．分析試驗(yàn)失敗的緣由可能是()A．單縫S太窄B．單縫S太寬C．S到S1和S2距離不相等D．陽光不能作光源【答案】B【解析】雙縫干涉中單縫的作用是獲得線光源，而線光源可以看作是由很多個(gè)點(diǎn)光源沿一條線排列組成的，這里視察不到光的干涉現(xiàn)象是由于單縫太寬，得不到線光源．故B正確．6．(多選)用波長(zhǎng)為λ的單色光照耀單縫O，經(jīng)過雙縫M、N在屏上產(chǎn)生明暗相間的干涉條紋，如圖所示，圖中a、b、c、d、e為相鄰亮條紋的位置，c為中心亮條紋，則()A．O到達(dá)a、b的路程差為零B．M、N到達(dá)b的路程差為λC．O到達(dá)a、c的路程差為4λD．M、N到達(dá)e的路程差為2λ【答案】BD【解析】振動(dòng)一樣的兩光源在空間發(fā)生干涉，得到亮條紋的條件滿意雙縫到某點(diǎn)的路程差Δx＝nλ(n＝0,1,2，3…)，故B、D正確．7．在雙縫干涉試驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上視察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，這時(shí)()A．只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消逝B．紅色和綠色的雙縫干涉條紋消逝，其他顏色的干涉條紋依舊存在C．任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上無任何光亮【答案】C【解析】紅光和綠光的頻率不同，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故不能產(chǎn)生干涉條紋．8．如圖所示是探討激光相干性的雙縫干涉示意圖，擋板上有兩條狹縫S1、S2，由S1和S2發(fā)出的兩列波到達(dá)屏上時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉條紋．已知入射激光波長(zhǎng)為λ，屏上的P點(diǎn)到兩縫S1和S2的距離相等，假如把P處的亮條紋記作第0號(hào)亮紋，由P向上數(shù)與0號(hào)亮紋相鄰的亮紋為1號(hào)亮紋，與1號(hào)亮紋相鄰的亮紋為2號(hào)亮紋，設(shè)P1處的亮紋恰好是10號(hào)亮紋，直線S1P1的長(zhǎng)度為r1，S2P1的長(zhǎng)度為r2，則r2－r1等于()A．5λ B．10λC．20λ D．40λ【答案】B【解析】由題設(shè)可知，從中心亮條紋P算起，P1點(diǎn)處是第10號(hào)亮條紋的位置，表明縫S1、S2到P1處的距離差r2－r1為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，且剛好是10個(gè)波長(zhǎng)，所以B正確．9．在楊氏雙縫干涉試驗(yàn)中，假如不用激光光源而用一般的單色光源，為了完成試驗(yàn)可在雙縫前邊加一單縫獲得線光源，如圖所示，在用單色光做雙縫干涉試驗(yàn)時(shí)，若單縫S從雙縫S1、S2的中心對(duì)稱軸位置處略微向上移動(dòng)，則()A．不再產(chǎn)生干涉條紋B．仍可產(chǎn)生干涉條紋，且中心亮紋P的位置不變C．仍可產(chǎn)生干涉條紋，中心亮紋P的位置向上移D．仍可產(chǎn)生干涉條紋，中心亮紋P的位置略向下移【答案】D【解析】本試驗(yàn)中單縫S的作用是形成頻率肯定的線光源，雙縫S1、S2的作用是形成相干光源，略微移動(dòng)S后，沒有變更傳到雙縫的光的頻率，S1、S2射出的仍是相干光，由單縫S發(fā)出的光到達(dá)屏幕上P點(diǎn)下方某點(diǎn)光程差為零，故中心亮紋下移．10．如圖所示，在楊氏雙縫干涉試驗(yàn)中，激光的波長(zhǎng)為5.30×10－7m，屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差為7.95×10－7m，則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是__________(填“明條紋”或“暗條紋”)，現(xiàn)改用波長(zhǎng)為6.30×10－7m的激光進(jìn)行上述試驗(yàn)，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將________(填“變寬”“變窄”或“不變”)．【答案】暗條紋變寬【解析】由于eq\f(7.95×10－7m,5.30×10－7m)＝1.5，路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，是暗條紋．若改用更大波長(zhǎng)的光做雙縫干涉，由于相鄰條紋間距與波長(zhǎng)成正比，故條紋間距變寬．B組·實(shí)力提升11．瓦斯在隧道施工、煤礦采掘等危害極大，某同學(xué)查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率，于是他依據(jù)雙縫干涉現(xiàn)象設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)儀，其原理如圖所示：在雙縫前面放置兩個(gè)完全相同的透亮容器A、B，容器A與干凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，視察屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測(cè)瓦斯?jié)舛龋偃缙恋恼行腛點(diǎn)變?yōu)榘导y，說明B中氣體()A．肯定含瓦斯 B．肯定不含瓦斯C．不肯定含瓦斯 D．無法推斷【答案】A【解析】假如屏的正中心O變?yōu)榘导y，說明從兩個(gè)相干光源到屏的光程差發(fā)生變更，所以B中氣體肯定含瓦斯．12．(多選)如圖所示，在利用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的試驗(yàn)中，單縫S0、雙縫中點(diǎn)O、屏上的P0點(diǎn)均位于雙縫S1和S2的中垂線上，屏上P點(diǎn)處是P0上方的第3條亮條紋(不包括P0點(diǎn)處的亮條紋)的中心．已知入射光在真空中的波長(zhǎng)為λ，真空中的光速為c，雙縫S1與S2之間距離為d，雙縫到屏的距離為L(zhǎng)，若整個(gè)裝置處于真空中，則下列說法正確的是()A．來自雙縫S1和S2的光傳播到P點(diǎn)處的時(shí)間差為eq\f(3λ,c)B．屏上P點(diǎn)和P0點(diǎn)之間僅能視察到兩條暗條紋C．僅將單縫S0向左(保持S0在雙縫的中垂線上)移動(dòng)的過程中，P點(diǎn)處能視察到暗條紋D．僅將屏向右(保持P0在雙縫的中垂線上)移動(dòng)的過程中，P點(diǎn)處能視察到暗條紋【答案】AD【解析】來自雙縫S1和S2的光傳播到P點(diǎn)處的路程差為3λ，則時(shí)間差為eq\f(3λ,c)，A正確；由題意可知，屏上P點(diǎn)和P0點(diǎn)之間僅能視察到三條暗條紋，B錯(cuò)誤；依據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可知，僅將單縫S0向左(保持S0在雙縫的中垂線上)移動(dòng)的過程中，條紋間距不變，則P點(diǎn)處仍是亮條紋，C錯(cuò)誤；依據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可知，僅將屏向右(保持P0在雙縫的中垂線上)移動(dòng)的過程中，l變大，則條紋間距變大，則P點(diǎn)處能視察到暗條紋，D正確．13．某一質(zhì)檢部門為檢測(cè)一批礦泉水的質(zhì)量，利用干涉原理測(cè)定礦泉水的折射率．方法是將待測(cè)礦泉水填充到特制容器中，放置在雙縫與熒光屏之間(之前為空氣)，如圖所示，特制容器未畫出，通過比對(duì)填充后的干涉條紋間距x2和填充前的干涉條紋間距x1就可以計(jì)算出該礦泉水的折射率，則下列說法正確的是(設(shè)空氣的折射率為1)()A．x2＝x1B．x2>x1C．該礦泉水的折射率為eq\f(x1,x2)D．該礦泉水的折射率為eq\f(x2,x1)【答案】C【解析】依據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(L,d)λ，n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λ0,λ)，