2017-2018学年人教版选修3-4 光的干涉 第1课时 教案

的第一条亮条纹在P点的下方，④错误．综上所述，只有A正确．故正确答案为A.

【答案】 A 课堂练习：

1. 下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( ) A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源

C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹

D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生 【解析】 在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故选项A错误，B正确．在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗纹，选项C错误．两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，故选项D错误．

【答案】 B

2. 关于光的干涉，下列说法正确的是( ) A．只有频率相同的两列光波才能产生干涉

B．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定

C．两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹

D．两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹

【解析】 两列波产生干涉时，频率必须相同，否则不可能产生干涉现象，而不是干涉不稳定，故A正确，B错．两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹；若该路程差是光半波长的奇数倍时出现暗条纹(注意是半波长而不是波长)，故C正确，D错．

【答案】 AC

3．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是( )

A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同 B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同 C．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同 D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同

【解析】 各色光的频率不同，波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹．A正确．

【答案】 A

4. 以下关于双缝干涉条纹的说法中正确的是( )

A．用同一种单色光做双缝干涉实验，能观察到明暗相间的单色条纹

B．用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差为该色光波长的整数倍 C．用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差一定为该色光波长的奇数倍

D．用同一种单色光经双缝干涉的暗条纹到两缝的距离之差一定为该色光半波长的奇数倍

【解析】 同一单色光干涉条纹为明、暗相间的单色条纹，选项A正确；光程差Δ

（2k＋1）λ

r＝kλ(k为整数)时，为明纹，选项B正确；Δr＝(k＝0，1，2，…)时，为暗2纹，选项D正确．

【答案】 ABD

5. 如图13－3－6所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第2条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差(r2－r1)应为多大？

图13－3－6

【解析】 由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知，到双缝的距离之差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距离之差r2－r1＝(2k－1)，其中k＝1，2，3…为

2

3λ条纹的级数．所以当出现第2条暗条纹时，取k＝2，所以r2－r1＝2.又因为c＝λf，所

3c

以r2－r1＝2f .

3c

【答案】 2f 作业：

1. 以下光源可作为相干光源的是( ) A．两个相同亮度的烛焰 B．两个相同规格的灯泡 C．双丝灯泡

D．出自一个光源的两束光

【解析】 相干光的条件，必须是频率相同，相位差恒定，故只有D正确． 【答案】 D

2. 对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是( ) A．不同的色光有可能发生干涉现象 B．不同的色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

【解析】 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，不同的色光频率不同，所以不可能发生干涉现象，故B项正确；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．

【答案】 BC

3. 白光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若在两个缝上分别安装红色和绿色滤光片，则屏上将出现( )

A．黄色干涉条纹 B．红、绿相间的条纹 C．黑、白相间的条纹 D．无干涉条纹

【解析】 在两缝上分别安装红色和绿色滤光片后，到达屏上的两束光分别是红光和绿光，由于红光和绿光频率不同，不是相干光，不会出现干涉条纹，故正确答案为D.

【答案】 D

4 杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，λ为光波波长)( ) A．在距双缝的光程差相等的点形成暗条纹 B．在距双缝的光程差为nλ的点形成明条纹

λC．在距双缝的光程差为n

λ2

的点形成明条纹

1

D．在距双缝的光程差为(n＋2)λ的点形成暗条纹

【解析】 在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δδ为波长的整数倍时，即Δδ＝nλ，n＝0、1、2、3…这点为加强点，该处出现明条纹；当距离之差Δδ为半波长的奇数倍时，即Δδ＝(2n＋1)2，n＝0、1、2、3…这点为减弱点，该处出现暗条纹．B、D正确．

【答案】 BD

5. 下图13－3－7为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则( )

λ图13－3－7

A．甲为紫光的干涉图样 B．乙为紫光的干涉图样 C．丙为红光的干涉图样 D．丁为红光的干涉图样

【解析】 由双缝干涉的图样的特点及红光的波长大于紫光的波长知，B正确． 【答案】 B

图13－3－8

6 .某同学利用如图13－3－8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

【解析】 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．

【答案】 B

7 .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

【解析】 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＝7.5×107 m＝1.5λ.Q点到双缝S1、S2的距离之差

－

ΔS2＝1.5 μm＝15×107 m＝3λ，因此，P点出现暗条纹，Q点出现亮条纹，本题的正确答案是选项B.

【答案】 B

8. 如图13－3－9所示，在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴的位置稍微向上移动，则( )

－

图13－3－9

A．不会产生干涉条纹

B．仍然产生干涉条纹，且中央亮纹的位置不变 C．仍然产生干涉条纹，且中央亮纹的位置略上移 D．仍然产生干涉条纹，且中央亮纹的位置略下移

【解析】 在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹；中央亮条纹P的位置经过S1、S2到S的路程差仍等于零，所以中央亮条纹P的位置略向下移．故选项D正确．

【答案】 D

9 .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】 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，故本题选B项．

【答案】 B

图13－3－10

10 煤矿中的瓦斯危害极大，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13－3－10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】 如果屏的正中央O变为暗纹，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．

【答案】 A

11 如图13－3－11所示为双缝干涉实验装置示意图，其中甲图是用绿光进行实验时，光屏上观察到的条纹情况，a为中央明条纹；乙图为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况，b为此时中央明条纹．则下列说法正确的是( )