江苏专用新人教版高中物理选择性必修第一册课时检测19光的干涉含解析

光的干涉

1.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．

解析：选D　出现第3条暗条纹，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。

2.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，已知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点及其上方的干涉条纹的情况正确的是(　　)

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点的下方

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A　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正确。

3.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为相邻亮条纹的位置，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λ

C．O到达a、c的路程差为4λ

D．M、N到达e的路程差为

解析：选B　振动一致的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件满足其双缝到某点的路程差Δx＝nλ(n＝0,1,2,3，…)，故B正确。

4.瓦斯在隧道施工、煤矿采掘等方面危害极大，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点变为暗条纹，说明B中气体(　　)

A．一定含瓦斯 B．一定不含瓦斯

C．不一定含瓦斯  D．无法判断

解析：选A　如果屏的正中央O点变为暗条纹，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，A正确。

5.双缝干涉的示意图如图所示，用单色光照射单缝，S1、S2为双缝，屏上P、P1、P2为依次排列的亮条纹，Q1、Q2为暗条纹，P到S1、S2的距离相等，若已知P2到S1、S2的距离的差为Δs，且光屏和双缝平行，则所用单色光的波长为(　　)

A．Δs B．

C． D．2Δs

解析：选B　由题意可知，屏上P、P1、P2为依次排列的亮条纹，P到S1、S2的光程差为0，则P2到S1、S2的距离的差为波长的2倍，即2λ＝Δs，解得λ＝，故B正确，A、C、D错误。

6.把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入(如图)，这时可以看到亮暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是(　　)

A．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏

B．将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变密

C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动

D．将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动

解析：选C　从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的。当将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密，若将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，相邻亮条纹间距变大，所以干涉条纹会变疏，故A、B错误；将上玻璃板平行上移，导致满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，因此出现条纹向着劈尖移动，故C正确，D错误。

7．在双缝干涉实验中，光源发射波长为6.0×10－7 m的橙光时，在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹，光屏上A点恰好是距中心条纹的第二条亮纹。其他条件不变，现改用其他颜色的可见光做实验，光屏上A点是暗条纹位置，可见光的频率范围是3.9×1014～7.5×1014 Hz，则入射光的波长可能是(　　)

A．8.0×10－7 m B．4.8×10－7 m

C．4.0×10－7 m D．3.4×10－7 m

解析：选B　可见光的频率范围是3.9×1014～7.5×1014 Hz，依据公式c＝λf，可知其波长范围是4.0×10－7～7.69×10－7 m。A、D选项在此范围之外，应首先排除掉。根据公式Δx＝(n为整数)可知，n为偶数的地方出现亮条纹，n为奇数的地方出现暗条纹。因此       n＝4时，出现距中心条纹的第二条亮纹，所以A点到两条缝的光程差Δx＝4× m＝1.2×10－6 m，要想出现暗条纹，n需取奇数才行。当入射光波长为4.8×10－7 m时，   1.2×10－6 m＝n m，n＝5为奇数，所以A点出现暗条纹，B选项正确。当入射光波长为4.0×10－7 m时，1.2×10－6 m＝n m，n＝6为偶数，所以A点出现亮条纹，C选项错误。

8．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

解析：选B　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，由于光在玻璃中传播的波长变小，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。故选B。

9．在图示的双缝干涉实验中，光源 S到缝S1、S2距离相等，P0为S1S2连线中垂线与光屏的交点。用波长为400 nm的光实验时，光屏中央P0处呈现中央亮条纹(记为第0条亮条纹)，P处呈现第3条亮条纹。当改用波长为600 nm的光实验时，P处将呈现(　　)

A．第2条亮条纹 B．第3条亮条纹

C．第2条暗条纹 D．第3条暗条纹

解析：选A　由公式Δx＝λ可知＝λ1，当改用波长为600 nm的光实验时，则＝λ2，即＝＝，解得n＝2，即P处将呈现第2条亮条纹。故选A。

10．如图所示，把一平凸透镜置于一平板玻璃上方，如果用平行单色光垂直地照射到平凸透镜上，顺着平行光入射的方向观测可看到透镜中央出现明暗相间、平行单色光的条纹，这种现象最早是牛顿发现的，因此称为牛顿环。以下说法正确的是(　　)

A．牛顿环的出现是光的衍射现象

B．牛顿环是明暗相间的半径均匀增大的同心圆条纹

C．若在透镜AB面施加向下的压力，则可看到同心圆向外扩展

D．若在C处不小心沾上了灰尘，明暗相间的同心圆条纹排列将比没有灰尘时疏

解析：选C　两束干涉光是圆弧面与平面反射形成的，两反射面间空气薄层厚度不是均匀增加的，而是越向外越厚，所以干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，越向外越密，即为中央疏、边缘密的同心圆，故A、B错误；若透镜上施加向下的压力，当压力逐渐增大时，出现亮条纹的这一厚度向外移，即亮环向远离圆心的方向平移，则可看到同心圆向外扩展，故C正确；若在C处不小心沾上了灰尘，空气膜厚度并未发生改变，明暗相间的同心圆条纹排列不变，故D错误。

11．图甲是利用光的干涉法检查平面的平整程度的示意图，其中AB是透明的标准样板，CD是被检查的平面。在AB与CD间形成一个楔形空气薄层，用单色光从上面竖直地照射下来，从AB上方观察到有如图乙所示的明暗相间的干涉条纹，下列说法中正确的是(　　)

A．干涉条纹是由空气薄层的上下两表面的反射光衍射产生的

B．条纹与图示AB方向垂直

C．条纹与图示AB方向平行

D．若观察到图丙所示弯曲的干涉条纹，说明被检平面CD在该处有一凸起

解析：选B　干涉条纹是由空气薄层的上下两表面的反射光干涉产生的，A错误；空气薄层相同厚度形成同一条纹，所以条纹与图示AB方向垂直，B正确，C错误；干涉条纹弯向薄膜厚度较薄的一方，说明该处与薄膜较厚处产生了同一条纹，则该处薄膜厚度变厚了，所以被检平面CD在该处有一凹坑，D错误。

12．双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的距离相等，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出波长为λ的光，经S1、S2出射后直接传播到O点，在光屏上可观察到干涉条纹。现在S1处放置一厚度为10λ的玻璃片，经S1出射的光垂直穿过玻璃片传播到O点，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光在玻璃片内的反射。下列说法正确的是(　　)

A．O点处的条纹是亮条纹

B．O点处的条纹是暗条纹

C．O点处的条纹宽度变大

D．O点处的条纹宽度变小

解析：选A　放入玻璃片之后，由c＝λf，v＝λ′f，而n＝，可知玻璃片内的波长变为λ′＝，S1、S2到O点的光程差Δl＝－10λ＝5λ，因此O点仍然为亮纹，A正确，B错误；根据Δx＝λ，光通过玻璃片之后，波长又恢复原长，可知条纹间距不变，C、D错误。