选择性必修 第一册第1节 光的干涉课时练习

课时分层作业(十三)　光的干涉

(建议用时：25分钟)

⊙考点一　双缝干涉

1．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

D　[红光和绿光的频率不同，不能产生干涉现象．]

2．(多选)对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是(　　)

A．不同颜色的光有可能发生干涉现象

B．不同颜色的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

BC　[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，不同颜色的光频率不同，所以不可能发生干涉现象，故选项B正确，A错误；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正确，D错误．]

3.某同学利用如图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(　　)

A．单缝S太窄

B．单缝S太宽

C．S到S1和S2距离不相等

D．阳光不能作光源

B　[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．故选项B正确．]

4．如图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(　　)

A．增大S1与S2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

C　[双缝干涉的条纹间距公式：Δx＝λ，增大S1与S2的间距就是增大d，所以条纹间距变小，A错误；减小双缝屏到光屏的距离就是减小l，条纹间距变小，B错误；红光波长比绿光波长长，紫光波长比绿光波长短，所以将绿光换为红光，条纹间距增大，C正确，D错误．]

5．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.   B.

C.   D.

D　[出现暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为×(2n－1)＝λ，而λ＝，所以|r1－r2|＝λ＝，因此D是正确的．]

⊙考点二　薄膜干涉

6．下列现象中可以用薄膜干涉来解释的是(　　)

A．雨后的彩虹

B．水面上的油膜在阳光照射下呈彩色

C．透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色

D．荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮

B　[雨后的彩虹是色散现象，故选项A错误；透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色是衍射(第三节将会学到)现象，故选项C错误；水珠在阳光下晶莹透亮是全反射的结果，故选项D错误；油膜在阳光照射下呈彩色是薄膜干涉的结果，故选项B正确．]

7．用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条纹为(　　)

A　　　　B　　　　　C　　　　D

B　[薄膜的干涉是等厚干涉，同一条纹厚度相同，且条纹是水平的，故选B.]

8．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，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，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示．干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图中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，从上往下观察到的干涉条纹(　　)

甲　　　　　　　乙

A．变疏　　　　　　 B．变密

C．不变 D．消失

A　[干涉条纹是由空气薄膜的上下两个表面反射的光线叠加而成的，当抽去一张纸片后，劈形空气薄膜倾角减小，相邻明条纹(或暗条纹)变疏．]

9．(多选)在照相机镜头上常涂有增透膜，关于增透膜的说法正确的是(　　)

A．增透膜的厚度为绿光在真空中波长的

B．增透膜的厚度为绿光在增透膜中波长的

C．绿光从增透膜前后表面的反射光互相抵消

D．绿光从增透膜前后表面的反射光互相叠加使绿光振动加强

BC　[在选择增透膜时，一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时增透膜前后表面反射的光相互抵消，因此增透膜的厚度应等于绿光在薄膜中的波长的1/4倍，从薄膜前后表面的反射绿光相互抵消，故B、C正确．故选：B、C.]

(建议用时：15分钟)

10．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(　　)

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

B　[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，故B正确．]

11．在杨氏干涉实验中，从两个狭缝到达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

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，故B正确．]

12．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014 Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是(　　)

A．9.25×10－8 m B．1.85×10－7 m

C．1.24×10－7 m D．6.18×10－8 m

C　[为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2，…)．因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的.紫外线在真空中的波长是λ＝＝3.7×10－7 m，在膜中的波长是λ′＝＝2.47×10－7 m，故膜的厚度至少是1.24×10－7 m，故C正确，A、B、D错误．故选C.]

13.如图所示，在双缝干涉实验中，若用λ1＝5×10－7 m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？

[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＝S2A－S1A，用λ1光照射时为第二级亮条纹，即d＝2λ1

代入数据d＝1×10－6 m，这个路程差1×10－6 m对于波长为λ2的光波来说＝2.5.

即为半波长的奇数倍，A处为暗条纹

d＝(2k＋1)(k＝0，±1，±2…)

1×10－6 m＝(2k＋1) m，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