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人教版选择性必修一第四章薄膜干涉专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
1. 以下现象不属于干涉的是( )
A. 白光经过杨氏双缝得到彩色图样 B. 白光照射肥皂膜呈现彩色图样
C. 白光经过三棱镜得到彩色图样 D. 白光照射水面油膜呈现彩色图样
2. 下面是四种与光有关的事实：
白光通过棱镜在屏上呈现彩色； 雨后的天空出现彩虹；
肥皂泡的表面呈现彩色； 白光通过双缝在光屏上呈现彩色条纹
其中，与光的干涉有关的是( )
A. B. C. D.
3. 有关光学现象，下列说法正确的是( )
A. 甲中荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠将光线会聚而形成的
B. 乙中将双缝干涉实验中的双缝间距调小则干涉条纹间距变小
C. 丙中用加有偏振片的相机拍照，可以拍摄清楚汽车内部的情景
D. 丁中肥皂在阳光下呈现彩色条纹是光的衍射现象
4. 人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如图所示的四个示意图所表示的实验不能说明光具有波动性的是：( )
A. B.
C. D.
5. 下列说法正确的是( )
A. 光的偏振现象说明光是一种纵波
B. 雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象
C. 激光全息照相时利用了激光相干性好的特性
D. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽
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. 干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上下两面反射形成的两列光波叠加的结果
B. 干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C. 将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动
D. 观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧
7. 将一块平板玻璃放置在另一水平放置的平板玻璃之上，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。当某单色光从上方入射后，从上往下看到的明暗相间的干涉条纹如图所示。下列有关该薄膜干涉的说法正确的是( )
A. 干涉条纹是入射光在两块平板玻璃上表面的反射光叠加产生的结果
B. 干涉条纹中的亮条纹均是两列反射光的波峰和波峰叠加的结果
C. 干涉条纹成水平排列，若抽去一张纸片，条纹间距将变大
D. 干涉条纹成竖直排列，若抽去一张纸片，条纹间距没有变化
8. 如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，是附有肥皂膜的铁丝圈，是一点燃的酒精灯。往火焰上洒些盐后，在图示的情况下( )
A. 从肥皂薄膜的右面观察时，在簿膜上可看到黄黑相间水平条纹
B. 从肥皂薄膜的右面观察时，在薄膜上可看到黄黑相间竖直条纹
C. 从肥皂薄膜的左面观察时，在薄膜上可看到黄黑相间水平条纹
D. 从肥皂薄膜的左面观察时，在薄膜上可看到黄黑相间竖直条纹
9. 如图所示，圆形铁丝圈上附有一层肥皂液膜，灯泡发出一种单色光．先后把铁丝圈水平摆放在灯泡上方的位置和竖直摆放在灯泡附近的位置，则观察到的干涉条纹是
A. 、位置都是横条纹 B. 、位置都是环形条纹
C. 位置是横条纹，位置是环形条纹 D. 位置是环形条纹，位置是横条纹
10. 用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度随坐标的变化图像，可能正确的是( )
A. B.
C.
D.
二、填空题（本大题共2小题，共26.0分）
11. 油膜被日光照射后呈现彩色条纹是光的______现象，泊松亮斑是光的______现象．分别填入“干涉”或“衍射”
12. 利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异。现将精度很高的标准玻璃板样板，放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的左端垫一薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光向下照射，检查不同平面时，观察到图乙所示干涉条纹，若换用波长更长的单色光照射，图乙中的条纹间距将______填“变大”、“变小”或“不变”；若观察到的是图丙所示的干涉条纹，条纹弯曲处对应着被检查平面处是______的。填“上凸”或“下凹”
三、计算题（本大题共1小题，共14.0分）
13. 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，有人想利用薄膜干涉的原理设计一种“增反膜”，以减小紫外线对眼睛的伤害，他选用的薄膜材料的折射率为，所要消除的紫外线的频率为。
他设计的这种“增反膜”所依据的是什么原理？
这种“增反膜”的厚度至少是多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
白光过杨氏双缝形成彩色图样属于干涉现象；
白光照射肥皂泡和水面油膜属于薄膜干涉；
白光过三棱镜得到彩色图样属于光的色散；
考查光的干涉、光的色散现象，理解它们的原理与区别，注意色散与干涉的区别。
【解答】
A.用白光做光源，根据双缝干涉条纹的间距公式知，不同波长的，条纹宽度不一，则得到彩色的干涉条纹，
B.肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的，是由于光线在肥皂膜的表面发生干涉造成的，
C.阳光通过三棱镜形成彩色光带，是光的色散现象，不属于干涉现象，
D.水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，属于薄膜干涉，
本题选现象不属于干涉的，故选：。
2.【答案】
【解析】
【分析】
由四种光的事实逐一分析即可。
掌握各种光现象的原理是求解的关键。
【解答】
、白光是复色光，而同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同，故虽然不同的单色光的入射角相同但经玻璃折射后的出射角不同即发生了色散，故光的色散是光折射的结果，与光的干涉无关，故无关；
、雨后天空中的彩虹是光的色散现象。与光的干涉无关，故无关；
、肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹，太阳光在肥皂泡经过内外膜的反射后叠加，从而出现彩色条纹，这是光的干涉，故有关；
、白光通过双缝呈现的彩色条纹，这是双缝干涉，故有关；
由上分析可知，故D正确，ABC错误。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
依据光的全反射原理，结合双缝干涉条纹的间距公式，及偏振片的原理，与光的干涉原理，从而即可判定。
本题考查光的全反射、干涉现象，掌握偏振片的原理，注意双缝干涉条纹的间距公式，知道影响条纹间距的因素，及理解光的干涉与光的全反射条件。
【解答】
A.荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于光线从水中射向空气时，发生光的全反射，导致其特别“明亮”，并不是水珠将光线会聚而形成的，故A错误；
B.根据知，如果将双缝的间距变小，则屏上的干涉条纹的间距将变大，故B错误；
C.用加有偏振滤光片的相机拍照，偏振片可将车窗的反射光减弱，从而可以拍摄清楚汽车内部的情景，故C正确；
D.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是光的干涉现象造成的，故D错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查光的波粒二象性，光的衍射、干涉都能说明光具有波动性，光电效应只能证明光具有粒子性。
【解答】
光的衍射、干涉都能说明光具有波动性，光电效应只能证明光具有粒子性，故C正确，ABD错误；
故选：．
5.【答案】
【解析】
【分析】
人类对于光学的研究及应用非常广泛，在学习中要注意掌握不同现象在生产生活中的应用，解答本题应掌握光的折射、全反射及干涉等在生产生活中的应用．
偏振是横波特有的现象；水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的薄膜干涉现象．全息照相利用了频率相同的激光进行光的干涉现象；当波长越长时，干涉条纹间距越宽．
【解答】
A.光的偏振现象说明光是一种横波。故A错误；
B.雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的薄膜干涉现象。故B错误；
C.激光全息照相利用了激光的频率相同的特点，进行叠加干涉而形成的，故C正确；
D.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，波长变短，则干涉条纹间距变窄。故D错误。
故选：。

6.【答案】
【解析】根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜上下表面反射的两列光叠加而成的，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，故A正确，B错误；
C.根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向着劈尖移动，故C错误；
D.因相干光是反射光，则观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】
【分析】
从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为空气层厚度的倍，当光程差时此处表现为亮条纹。
掌握了薄膜干涉的原理和相邻条纹空气层厚度差的关系即可顺利解决此类题目。
【解答】
A.干涉条纹的产生是光在空气劈尖膜的前、后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故A错误
B.根据明暗条纹的条件可知，干涉条纹中的亮条纹是上述两列反射光的波谷与波谷或者波峰与波峰叠加的结果，故 B错误
从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为，即光程差为空气层厚度的倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，显然抽去一张纸片后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹或暗条纹之间的距离变大，故 C正确，D错误。
8.【答案】
【解析】
【分析】
肥皂薄膜前后表面的反射光在前表面发生叠加，所以在薄膜的右侧出现条纹，则应该从肥皂薄膜的右面观察由于各种色光的波长不一样，所以在薄膜的右侧出现黄黑相间的条纹。因为路程差即膜的厚度的两倍是半波长的偶数倍，振动加强，为亮条纹，路程差是半波长的奇数倍，振动减弱，为暗条纹。所以出现亮条纹时，膜的厚度相同，则条纹水平排列。
【解析】
肥皂薄膜前后表面的反射光在前表面发生叠加，所以在薄膜的右侧出现条纹，则应该从肥皂薄膜的右面观察由于各种色光的波长不一样，所以在薄膜的右侧出现黄黑相间的条纹。因为路程差即膜的厚度的两倍是半波长的偶数倍，振动加强，为亮条纹，路程差是半波长的奇数倍，振动减弱，为暗条纹。所以出现亮条纹时，膜的厚度相同，则条纹水平排列。
故选：。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查薄膜干涉，知道薄膜干涉是等厚干涉，即厚度相同的地方产生同一条纹，属于基础题。
【解答】
在重力的作用下，肥皂膜中心位置最低，从中心向两侧高度逐渐增加，同一高度膜的厚度相同；而肥皂膜从上到下厚度逐渐增加，因为薄膜干涉是等厚干涉，所以位置是环形条纹，位置是沿水平方向的从上到下排列的横条纹，故D正确。

10.【答案】
【解析】
【分析】
从透明薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为透明薄膜厚度的倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的透明薄膜的厚度差为，且干涉条纹与入射光在同一侧，从而即可求解。
掌握了薄膜干涉的原理和相邻条纹空气层厚度差的关系即可顺利解决此类题目。
【解答】
用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，从透明薄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，其光程差为透明薄膜厚度的倍，当光程差时此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度：时对应的条纹为亮条纹，在题目的干涉条纹中，从左向右条纹的间距逐渐增大，结合干涉条纹公式对应的厚度公式可知从左向右薄膜厚度的变化率逐渐减小，则四个选项中，只有选项符合题意，故D正确，ABC错误。
11.【答案】干涉；衍射
【解析】解：油膜被日光照射后呈现彩色条纹是油膜前后表面的反射光叠加发生干涉，是光的干涉现象；泊松亮斑是光绕过障碍物继续传播的现象，是光的衍射现象．
故答案为：干涉，衍射．
油膜被日光照射后呈现彩色条纹是油膜前后表面的反射光叠加发生干涉；泊松亮斑是光绕过障碍物继续传播的现象．
解决本题的关键知道光的干涉和衍射都是波特有的现象，知道干涉和衍射的区别．
12.【答案】变大 上凸
【解析】解：根据知，若换用波长更长的单色光照射，条纹间距变大；
干涉条纹局部向右弯曲，说明弯曲处空气层的间距变小了，弯曲处对应着被检查平面处是上凸的。
故答案为：变大，上凸
空气薄层干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的；当两反射光的路程差即膜厚度的倍是半波长的偶数倍，出现明条纹，是半波长的奇数倍，出现暗条纹，可知薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，根据判断条纹宽度变化。
本题考查干涉等知识，解决本题的关键知道薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的，以及知道空气薄层干涉是一种等厚干涉。
13.【答案】解：
为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射出来形成的光叠加后加强，则光的路程差大小等于薄膜厚度的倍应等于光在薄膜中的波长的整数倍，即，因此，薄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，故在膜中的波长是，故膜的厚度至少为，代入数据得。
答：他设计的这种“增反膜”的厚度至少为。

【解析】
【分析】
知道光叠加的原理以及在增反膜中的应用；
增反膜的厚度为波长的一半，增透膜的厚度为波长的四分之一；
熟悉光的干涉特点． 为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射光分别从该膜的前后两个表面反射形成的光叠加后加强，因此光程差应该是波长的整数倍。

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