第5章 章末检测试卷(五)(课件 练习,共2份)鲁科版(2019) 选择性必修 第一册

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第5章 章末检测试卷(五)(课件 练习,共2份)鲁科版(2019) 选择性必修 第一册

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章末检测试卷(五)
(满分:100分)
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2023·宁德市高二月考)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列关于光的说法正确的是(  )
A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
B.立体电影是应用了光的衍射现象
C.在光导纤维束内传送图像是利用光的干涉现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
2.如图所示,半径为R的圆形偏振片P的透振方向为竖直方向,一束横截面半径略小于R的平行自然光正对着偏振片P照射后射到屏上,现以光的传播方向OO′为轴将偏振片P旋转90°,则在偏振片P旋转的过程中(  )
A.屏上出现圆形亮斑,亮度不变
B.屏上出现圆形亮斑,亮度逐渐变暗
C.屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹,且亮度不变
D.屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹,且亮度变暗
3.在杨氏双缝干涉实验中,如果单色光源S从如图所示的中轴位置沿垂直SO的方向向上移动一段微小的距离。则中心干涉亮条纹向何方向移动,相邻亮条纹的间距如何变化(  )
A.相邻亮条纹的间距不变,中心干涉亮条纹向上移动
B.相邻亮条纹的间距变大,中心干涉亮条纹向下移动
C.相邻亮条纹的间距不变,中心干涉亮条纹向下移动
D.相邻亮条纹的间距变小,中心干涉亮条纹向上移动
4.如图甲是用光传感器研究激光通过单缝或双缝后光强分布的装置图,铁架台上从上到下依次为激光光源、偏振片、缝、光传感器。实验中所用的单缝缝距为0.08 mm,双缝间距为0.25 mm。光源到缝的距离为17 cm,缝到传感器的距离为40 cm,实验得到的图像如图乙、图丙所示,则(  )
A.题图乙所用的缝为双缝,题图丙所用的缝为单缝
B.旋转偏振片,图乙、图丙两幅图像不会发生明显变化
C.仅减小缝到传感器的距离,图乙、图丙两幅图像不会发生明显变化
D.实验中所用的激光波长约为6×102 nm
二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5.光的偏振现象说明光是横波,下列现象中能反映光的偏振特性的是(  )
A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化
B.一束自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时反射光和折射光都是偏振光
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使成像更清晰
D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹
6.关于杨氏双缝干涉实验,下列说法正确的是(  )
A.若用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹
B.若用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹
C.若用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现干涉条纹
D.若用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距不等的条纹
7.(2023·双鸭山市高二月考)光的干涉现象在科学技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度,下列说法正确的是(  )
A.图甲中下板是标准样板,上板是待检查的光学元件
B.若出现图丙中弯曲的干涉条纹,说明被检查的平面在此处出现了下凹
C.若换用频率更大的单色光,其他条件不变,则图乙中的干涉条纹变窄
D.用单色光垂直照射图丁中的牛顿环,得到的牛顿环中心是亮条纹
8.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,如图所示,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尖角变大时,条纹变疏
B.将薄片远离劈尖移动使劈尖角变小时,条纹变疏
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
三、非选择题:本题共7小题,共60分。
9.(4分)杨氏干涉实验证明光是一种波,一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上,两狭缝就成了两个光源,它们发出的光波满足干涉的必要条件,即两列光________相同。如图所示,在这两列光波相遇的区域中,实线表示波峰,虚线表示波谷,如果放置光屏,在________(选填“A” “B”或“C”)点会出现暗条纹。
10.(4分)如图,为双缝干涉实验示意图,已知SS1=SS2。当S为λ=0.6 μm的单色光源时,恰在屏上P点处形成第三条暗条纹,则S1、S2到P点的路程差Δr=________ m;当S换用另一单色光源时,在P点处恰形成第三条亮条纹(中央亮纹为第0条亮条纹),则这一光源的波长λ=________ m。
11.(4分)(2021·浙江6月选考)如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中:
(1)(2分)观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是________。(单选)
A.旋转测量头
B.增大单缝与双缝间的距离
C.调节拨杆使单缝与双缝平行
(2)(2分)要增大观察到的条纹间距,正确的做法是________。(单选)
A.减小单缝与光源间的距离
B.减小单缝与双缝间的距离
C.增大透镜与单缝间的距离
D.增大双缝与测量头间的距离
12.(8分)我们用如图甲所示的装置来做“用双缝干涉测光的波长”的实验。
(1)(2分)将实验仪器按要求安装在光具座上,则在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置分别是________。
A.A处为双缝、B处为单缝,滤光片在光源和凸透镜之间
B.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间
C.A处为双缝,B处为单缝、滤光片在遮光筒内
D.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间
(2)(2分)若在实验中,某同学观察到图乙图像,即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,若继续移动目镜观察,将会使测量结果出现偏差,所以需要对仪器进行调整,使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上,下面操作中可行的有________。
A.调节拨杆方向
B.其他不动,测量头旋转一个较小角度
C.将遮光筒与测量头整体旋转一个较小角度
(3)(4分)已知双缝间距离d=0.20 mm,双缝到毛玻璃屏间的距离为l=75.0 cm,如图丙所示,实验时先转动测量头上的手轮,使与游标卡尺相连的分划线对准图丁所示的第1条明条纹,此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示,然后再转动手轮,使与游标卡尺相连的分划线向右边移动,直到对准第5条明条纹,如图丁所示,此时卡尺的主尺和游标的位置如图己所示,则图己游标卡尺上的读数为________ mm。由以上已知数据和测量数据,则该单色光的波长是________ m。
13.(12分)(2023·江苏常熟中学高二月考)利用空气劈尖的等厚干涉条纹可以检测工件表面存在的极小加工纹路,如图甲所示,在经过精密加工的工件表面上放一光学平面玻璃,使其形成空气劈形膜,用单色平行光照射玻璃表面,观察到如图乙所示的干涉条纹。
(1)(3分)干涉条纹是图甲中哪两个面的反射光线形成的?(用“1,2,3,4”表示)
(2)(3分)由图乙判断出工件表面是凹还是凸?
(3)(6分)若入射光的波长为λ,相邻两条亮条纹的间距为b,干涉条纹的弯曲部分可视为半圆,其半径为a,根据以上条件写出工件凹凸深度h的表达式(h用a,b,λ表示,由于倾角很小,可认为平行光垂直于平面玻璃入射)
14.(13分)如图所示,截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖,∠B=90°,一束频率为f=6×1014 Hz的激光从AC面上M点处垂直射入棱镜,在AB和BC面恰好发生两次全反射,从AC面上N点处垂直射出棱镜后,进入双缝干涉装置。已知AC长度L= m,2AM=2NC=MN。双缝间距d=0.2 mm,光屏离双缝l=1.0 m,光在真空中的传播速度为c=3.0×108 m/s。求:
(1)(8分)光线在玻璃砖中传播的时间;
(2)(5分)光屏上相邻亮条纹的间距Δy。
15.(15分)如图所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10-6 m,分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验。
(1)(5分)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7 m,那么用A光照射时在P点出现亮条纹还是暗条纹?
(2)(7分)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7 m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°,那么用B光照射时在P点出现亮条纹还是暗条纹?(sin 37°=0.6)
(3)(3分)若用A光照射S1,B光照射S2,试分析光屏上能观察到的现象。
章末检测试卷(五)
1.A [用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象,故A正确;立体电影应用了光的偏振现象,故B错误;在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象,故C错误;光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,故D错误。]
2.A [自然光光柱通过偏振片后会发生偏振现象,整个圆形的偏振片上都会有光沿着透振方向透过,所以透过的光仍然是圆形的,而不是条纹状的,只是相对于光源亮度透射光亮度会变暗。又因为自然光包含垂直于传播方向上一切方向振动的光,而且沿着各个振动方向的光的强度都相同,所以在转动偏振片时,透振方向虽然改变,但是透过的光的强度不变,因此会形成亮度不变的圆形亮斑,A正确。]
3.C [光源S向上移动一段微小的距离后,由S发出的光到达O点下方某点的光程差为零,故中心干涉亮条纹向下移动,根据相邻亮条纹间的距离公式Δy=λ知,由于l、d、λ不变,则条纹间距不变,故选C。]
4.D [由干涉、衍射图样的特点可知题图乙所用的缝为单缝,题图丙所用的缝为双缝,A错误;
激光是偏振光,故旋转偏振片,题图乙、题图丙两幅图像会发生明显变化,B错误;
仅减小缝到传感器的距离,题图乙、题图丙两幅图像会发生明显变化,C错误;
由Δy=λ可知,实验中所用的激光波长约为λ==6×102 nm,故选D。]
5.ABC [以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化,能反映光的偏振特性,A对;
自然光射到光滑非金属物质表面时,反射光和折射光都是偏振光,能反映光的偏振特性,B对;
日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振片,可以将反射的偏振光过滤,使成像更清晰,能反映光的偏振特性,C对;
通过手指间的缝隙观察日光灯,看到的彩色条纹是光的衍射现象,D错。]
6.BD [白光是复色光,屏上将出现彩色条纹,A错;用红光作为光源,屏上将呈现红色的亮条纹与暗条纹(黑条纹),B对;红光和紫光频率不同,不能产生干涉条纹,C错;遮住一条狭缝,则发生单缝衍射,屏上出现间距不等的衍射条纹,D对。]
7.BC [题图甲中上板是标准样板,下板是待检查的光学元件,故A错误;若出现题图丙中弯曲的干涉条纹,说明被检查的平面在此处出现了下凹,故B正确;频率越大的单色光,其波长越小,因此若换用频率更大的单色光,其他条件不变,根据Δy=λ可知,题图乙中的干涉条纹变窄,故C正确;牛顿环是薄膜干涉现象,其干涉图样,是一些明暗相间的同心圆环。用单色光垂直照射题图丁中的牛顿环,得到的牛顿环中心是暗条纹,故D错误。]
8.BC [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错误,B正确;将上玻璃板平行上移,导致原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。]
9.频率 C
解析 产生光的干涉前提是两列光的频率相等。波峰与波峰或者波谷与波谷相叠加振动加强,所以A、B出现亮条纹,波峰与波谷叠加振动减弱,所以C点处产生暗条纹。
10.1.5×10-6 5×10-7
解析 由Δr=(2n-1),当n=3时,Δr=1.5×10-6 m
由Δr=nλ,当n=3时,λ= 5×10-7 m。
11.(1)C (2)D
解析 ①若粗调后看到的是模糊不清的条纹,则最可能的原因是单缝与双缝不平行;要使条纹变得清晰,值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行,故选C。
(2)根据Δy=λ可知要增大条纹间距,可以增大双缝到光屏的距离l或减小双缝的间距d,故选D。
12.(1)D (2)B (3)9.6  6.2×10-7
解析 (1)为获取两个单色线光源,A处应为单缝、B处应为双缝,滤光片在凸透镜和A之间。故选D。
(2)因为有清晰的干涉图样,所以不用调节拨杆方向,题中问题是分划板中心刻线与干涉条纹不平行,所以应调节测量头使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上,所以其他不动,将测量头旋转一个较小角度。A、C错误,B正确。
(3)题图戊游标卡尺的读数为3×0.1 mm=0.3 mm,同理,题图己游标卡尺的读数为9 mm+6×0.1 mm=9.6 mm
根据双缝干涉的条纹间距公式可得
λ=
得λ=m=6.2×10-7m。
13.(1)2与3 (2)凹 (3)h=
解析 (1)干涉条纹是题图甲中2与3两个面的反射光线形成的;
(2)由题图乙判断出工件表面是凹;
(3)由于纹路是凹的,因工件表面有凹纹,故两相邻暗条纹间距离为b,对应高度差为,则有bsin θ=
当干涉条纹的弯曲部分可视为半圆,其半径为a时,对应高度差h=asin θ,
联立解得h=。
14.(1)1×10-8 s (2)2.5 mm
解析 (1)激光在AB和BC面恰好发生全反射,由几何关系知临界角C=45°
由sin C=
解得n=
由几何关系可知,光线在玻璃砖中传播距离为
AM+NC+MN=L= m
光线在玻璃砖中传播速度为v=
则传播时间为t==1×10-8 s
(2)由λ=
Δy=λ
解得Δy=2.5 mm。
15.(1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)在光屏上不会出现干涉条纹,但光屏上仍有光亮
解析 (1)设A光在空气中波长为λ1,在介质中波长为λ2
由n=得
λ1=nλ2=1.5×4×10-7 m=6×10-7 m
根据光程差Δr=2.1×10-6 m=λ1知,用A光照射时在P点出现暗条纹。
(2)设B光在空气中波长为λ3,在介质中波长为λ4,由n′=得λ3=n′λ4。
又临界角C=37°,故n′=
λ3== m=5.25×10-7 m
根据光程差Δr=2.1×10-6 m=4λ3知,用B光照射时在P点出现亮条纹。
(3)A、B两光的波长不同,则频率不同,所以在光屏上不会出现干涉条纹,但光屏上仍有光亮。(共46张PPT)
章末检测试卷(五)
一、单项选择题
1.(2023·宁德市高二月考)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列关于光的说法正确的是
A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
B.立体电影是应用了光的衍射现象
C.在光导纤维束内传送图像是利用光的干涉现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
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用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象,故A正确;
立体电影应用了光的偏振现象,故B错误;
在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象,故C错误;
光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,故D错误。
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2.如图所示,半径为R的圆形偏振片P的透振方向为竖直方向,一束横截面半径略小于R的平行自然光正对着偏振片P照射后射到屏上,现以光的传播方向OO′为轴将偏振片P旋转90°,则在偏振片P旋转的过程中
A.屏上出现圆形亮斑,亮度不变
B.屏上出现圆形亮斑,亮度逐渐变暗
C.屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹,且亮度不变
D.屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹,且亮度变暗
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自然光光柱通过偏振片后会发生偏振现象,整个圆形的偏振片上都会有光沿着透振方向透过,所以透过的光仍然是圆形的,而不是条纹状的,只
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是相对于光源亮度透射光亮度会变暗。又因为自然光包含垂直于传播方向上一切方向振动的光,而且沿着各个振动方向的光的强度都相同,所以在转动偏振片时,透振方向虽然改变,但是透过的光的强度不变,因此会形成亮度不变的圆形亮斑,A正确。
3.在杨氏双缝干涉实验中,如果单色光源S从如图所示的中轴位置沿垂直SO的方向向上移动一段微小的距离。则中心干涉亮条纹向何方向移动,相邻亮条纹的间距如何变化
A.相邻亮条纹的间距不变,中心干涉亮条纹向上移动
B.相邻亮条纹的间距变大,中心干涉亮条纹向下移动
C.相邻亮条纹的间距不变,中心干涉亮条纹向下移动
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光源S向上移动一段微小的距离后,由S发出的光到达O点下方某点的光程差为零,故中心干涉亮条纹向下移动,根据相邻亮条纹间的距离公式Δy=
知,由于l、d、λ不变,则条纹间距不变,故选C。
4.如图甲是用光传感器研究激光通过单缝或双缝后光强分布的装置图,铁架台上从上到下依次为激光光源、偏振片、缝、光传感器。实验中所用的单缝缝距为0.08 mm,双缝间距为0.25 mm。光源到缝的距离为17 cm,缝到传感器的距离为40 cm,实验得到的图像如图乙、图丙所示,则
A.题图乙所用的缝为双缝,题图丙所用的缝为单缝
B.旋转偏振片,图乙、图丙两幅图像不会发生明显
变化
C.仅减小缝到传感器的距离,图乙、图丙两幅图像
不会发生明显变化
D.实验中所用的激光波长约为6×102 nm
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由干涉、衍射图样的特点可知题图乙所用的缝为单缝,题图丙所用的缝为双缝,A错误;
激光是偏振光,故旋转偏振片,题图乙、题图丙两幅图像会发生明显变化,B错误;
仅减小缝到传感器的距离,题图乙、题图丙两幅图像会发生明显变化,C错误;
二、多项选择题
5.光的偏振现象说明光是横波,下列现象中能反映光的偏振特性的是
A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,
透射光的强度发生变化
B.一束自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时反射光和折射光都
是偏振光
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以
使成像更清晰
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以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化,能反映光的偏振特性,A对;
自然光射到光滑非金属物质表面时,反射光和折射光都是偏振光,能反映光的偏振特性,B对;
日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振片,可以将反射的偏振光过滤,使成像更清晰,能反映光的偏振特性,C对;
通过手指间的缝隙观察日光灯,看到的彩色条纹是光的衍射现象,D错。
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6.关于杨氏双缝干涉实验,下列说法正确的是
A.若用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹
B.若用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹
C.若用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现干涉条纹
D.若用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距不等的条纹
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白光是复色光,屏上将出现彩色条纹,A错;
用红光作为光源,屏上将呈现红色的亮条纹与暗条纹(黑条纹),B对;
红光和紫光频率不同,不能产生干涉条纹,C错;
遮住一条狭缝,则发生单缝衍射,屏上出现间距不等的衍射条纹,D对。
7.(2023·双鸭山市高二月考)光的干涉现象在科学技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度,下列说法正确的是
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A.图甲中下板是标准样板,上板是待检查的光学元件
B.若出现图丙中弯曲的干涉条纹,说明被检查的平面在此处出现了下凹
C.若换用频率更大的单色光,其他条件不变,则图乙中的干涉条纹变窄
D.用单色光垂直照射图丁中的牛顿环,得到的牛顿环中心是亮条纹


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题图甲中上板是标准样板,下板是待检查的光学元件,故A错误;
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牛顿环是薄膜干涉现象,其干涉图样,是一些明暗相间的同心圆环。用单色光垂直照射题图丁中的牛顿环,得到的牛顿环中心是暗条纹,故D错误。
8.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,如图所示,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
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A.将薄片向着劈尖移动使劈尖角变大时,条纹变疏
B.将薄片远离劈尖移动使劈尖角变小时,条纹变疏
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


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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错误,B正确;
将上玻璃板平行上移,导致原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。
三、非选择题
9.杨氏干涉实验证明光是一种波,一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上,两狭缝就成了两个光源,它们发出的光波满足干涉的必要条件,即两列光________相同。如图所示,在这两列光波相遇的区域中,实线表示波峰,虚线表示波谷,如果放置光屏,在________(选填“A” “B”或“C”)点会出现暗条纹。
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频率
C
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产生光的干涉前提是两列光的频率相等。波峰与波峰或者波谷与波谷相叠加振动加强,所以A、B出现亮条纹,波峰与波谷叠加振动减弱,所以C点处产生暗条纹。
10.如图,为双缝干涉实验示意图,已知SS1=SS2。当S为λ=0.6 μm的单色光源时,恰在屏上P点处形成第三条暗条纹,则S1、S2到P点的路程差Δr=__________ m;当S换用另一单色光源时,在P点处恰形成第三条亮条纹(中央亮纹为第0条亮条纹),则这一光源的波长λ=_____________ m。
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1.5×10-6
5×10-7
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由Δr=nλ,当n=3时,λ= 5×10-7 m。
11.(2021·浙江6月选考)如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中:
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(1)观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是____。(单选)
A.旋转测量头
B.增大单缝与双缝间的距离
C.调节拨杆使单缝与双缝平行
C
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若粗调后看到的是模糊不清的条纹,则最可能的原因是单缝与双缝不平行;要使条纹变得清晰,值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行,故选C。
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(2)要增大观察到的条纹间距,正确的做法是___。(单选)
A.减小单缝与光源间的距离
B.减小单缝与双缝间的距离
C.增大透镜与单缝间的距离
D.增大双缝与测量头间的距离
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D
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可知要增大条纹间距,可以增大双缝到光屏的距离l或减小双缝的间距d,故选D。
12.我们用如图甲所示的装置来做“用
双缝干涉测光的波长”的实验。
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(1)将实验仪器按要求安装在光具座上,
则在图甲中A、B处分别应该安装的器
材和滤光片的位置分别是____。
A.A处为双缝、B处为单缝,滤光片在光源和凸透镜之间
B.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间
C.A处为双缝,B处为单缝、滤光片在遮光筒内
D.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间
D
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为获取两个单色线光源,A处应为单缝、B处应为双缝,滤光片在凸透镜和A之间。故选D。
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(2)若在实验中,某同学观察到图乙图像,即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,若继续移动目镜观察,将会使测量结果出现偏差,所以需要对仪器进行调整,使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上,下面操作中可行的有____。
A.调节拨杆方向
B.其他不动,测量头旋转一个较小角度
C.将遮光筒与测量头整体旋转一个较小角度
B
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因为有清晰的干涉图样,所以不用调节拨杆方向,题中问题是分划板中心刻线与干涉条纹不平行,所以应调节测量头使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上,所以其他不动,将测量头旋转一个较小角度。A、C错误,B正确。
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(3)已知双缝间距离d=0.20 mm,双缝到毛玻璃屏间的距离为l=75.0 cm,如图丙所示,实验时先转动测量头上的手轮,使与游标卡尺相连的分划线对准图丁所示的第1条明条纹,此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示,然后再转动手轮,使与游标卡尺相连的分划线向右边移动,直到对准第5条明条纹,如图丁所示,此时卡尺的主尺和游标的位置如图己所示,则图己游标卡尺上的读数为________ mm。由以上已知数据和测量数据,则该单色光的波长是__________ m。
9.6
6.2×10-7
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题图戊游标卡尺的读数为3×0.1 mm=0.3 mm,同理,题图己游标卡尺的读数为9 mm+6×0.1 mm=9.6 mm
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13.(2023·江苏常熟中学高二月考)利用空气劈尖的等厚干涉条纹可以检测工件表面存在的极小加工纹路,如图甲所示,在经过精密加工的工件表面上放一光学平面玻璃,使其形成空气劈形膜,用单色平行光照射玻璃表面,观察到如图乙所示的干涉条纹。
(1)干涉条纹是图甲中哪两个面的反射光线形成的?(用“1,2,3,4”表示)
答案 2与3
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干涉条纹是题图甲中2与3两个面的反射光线形成的;
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(2)由图乙判断出工件表面是凹还是凸?
答案 凹
由题图乙判断出工件表面是凹;
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(3)若入射光的波长为λ,相邻两条亮条纹的间距为b,干涉条纹的弯曲部分可视为半圆,其半径为a,根据以上条件写出工件凹凸深度h的表达式(h用a,b,λ表示,由于倾角很小,可认为平行光垂直于平面玻璃入射)
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当干涉条纹的弯曲部分可视为半圆,其半径为a时,对应高度差h=asin θ,
(1)光线在玻璃砖中传播的时间;
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答案 1×10-8 s
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激光在AB和BC面恰好发生全反射,由几何关系知临界角C=45°
由几何关系可知,光线在玻璃砖中传播距离为
(2)光屏上相邻亮条纹的间距Δy。
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答案 2.5 mm
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解得Δy=2.5 mm。
15.如图所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10-6 m,分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验。
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(1)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7 m,那么用A光照射时在P点出现亮条纹还是暗条纹?
答案 暗条纹
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设A光在空气中波长为λ1,在介质中波长为λ2
λ1=nλ2=1.5×4×10-7 m=6×10-7 m
(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7 m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°,那么用B光照射时在P点出现亮条纹还是暗条纹?(sin 37°=0.6)
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答案 亮条纹
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根据光程差Δr=2.1×10-6 m=4λ3知,用B光照射时在P点出现亮条纹。
(3)若用A光照射S1,B光照射S2,试分析光屏上能观察到的现象。
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答案 在光屏上不会出现干涉条纹,但光屏上仍有光亮
A、B两光的波长不同,则频率不同,所以在光屏上不会出现干涉条纹,但光屏上仍有光亮。

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