光的干涉(40分钟100分)一、选择题(本题共7小题,每题6分,共42分)1.(2020·南允高二检测)在杨氏双缝干涉实验中,如果不用激光光源而用一般的单色光源,为了完成实验可在双缝前边加一单缝获得线光源,如图所示,在用单色光做双缝干涉实验时,若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动,则()A.不再产生干涉条纹B.仍可产生干涉条纹,且中央亮纹P的位置不变C.仍可产生干涉条纹,中央亮纹P的位置向上移D.仍可产生干涉条纹,中央亮纹P的位置略向下移【解析】选D。本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源,双缝S1、S2的作用是形成相干光源,稍微移动S后,没有改变传到双缝的光的频率,由S1、S2射出的仍是相干光,由单缝S发出的光到达屏幕上P点下方某点光程差为零,故中央亮纹下移。2.如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯。往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是()【解析】选D。薄膜竖直放置,上端薄,下端厚,同一水平位置的薄膜的厚度相同,出现的干涉条纹应是水平的,故选项D正确。3.如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样:图甲为用绿光进行实验的图样,a为中央亮条纹;图乙为换用另一种单色光进行实验的图样,a′为中央亮条纹。则以下说法正确的是(λ绿>λ红)()A.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长B.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长C.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短D.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短【解析】选A。由题图可知,图乙中的条纹间距较大,由Δx=λ可知λ乙>λ甲,故A正确。4.(多选)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λC.O到达a、c的路程差为4λD.M、N到达e的路程差为2λ【解析】选B、D。振动一致的两光源在空间发生干涉,得到亮条纹的条件是Δs=nλ(n=0,1,2,3…),故B、D正确。【总结提升】光的干涉条件的分析(1)生活中任何两个各自独立发光的光源产生的光在空间相叠加都不会产生干涉,这是由物体的发光机理决定的,即任何两个各自独立的光源都不是相干光源。(2)杨氏双缝干涉中单缝的作用就是从同一光源得到线光源,以便能有相同的频率和振动规律。双缝是由同一个狭缝照亮的,所以双缝也就成了一对相干光源。(3)光的相干条件中频率相同是光发生干涉的必要条件,要发生干涉,两光源还必须具有相同的振动方向和恒定的相位差。5.(多选)(2020·达州高二检测)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。如果要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,下列做法正确的是()A.减小S1与S2的间距B.增大双缝屏到光屏的距离C.增大单缝S到双缝S1S2的距离D.将绿光换为蓝光【解析】选A、B。在波的干涉中,干涉条纹的间距:Δx=λ,由公式可得,条纹间距与波长、双缝屏与光屏之间的距离成正比,与双缝间的距离d成反比,故要增大间距,应减小d,或增大双缝屏到光屏的距离,或增大光的波长,故A、B正确,C、D错误。【加固训练】在杨氏干涉实验中,单缝位于双缝的中央对称轴上,从两个狭缝到达像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n=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,当下方的狭缝后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,故选项B正确。6.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=8.1×1014Hz,那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是()A.9.25×10-8mB.1.85×10-7mC.1.23×10-7mD.6.18×10-8m【解析】选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