2019-2020學(xué)年高考物理 主題3 光及其應(yīng)用 3 光的干涉學(xué)案（必修1）

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1、3　光的干涉 [學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]　 物理觀念：1.知道光的干涉現(xiàn)象和產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件，知道光是一種波.2.理解明暗條紋的成因及出現(xiàn)明暗條紋的條件. 科學(xué)探究：做楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上得到明暗相間的條紋，說明光是一種波. 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：體會(huì)物理學(xué)的發(fā)展改變了人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí). 一、楊氏干涉實(shí)驗(yàn) 1.1801年，英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象，人們開始認(rèn)識(shí)到光具有波動(dòng)性. 2.雙縫干涉實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)過程：讓一束單色光投射到一個(gè)有兩條狹縫S1和S2的擋板上，兩狹縫相距很近，兩狹縫就成了兩個(gè)波源，它們的頻率、相位和振動(dòng)方向總是相同的，兩個(gè)光源發(fā)出的光

2、在擋板后面的空間互相疊加發(fā)生干涉現(xiàn)象. (2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在屏上得到明暗相間等間距的條紋. (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光是一種波. 二、決定條紋間距的條件 1.干涉條件：兩波源的頻率、振動(dòng)方向都相同，相位差恒定. 2.出現(xiàn)明暗條紋的判斷 (1)亮條紋：當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的距離之差等于半波長(zhǎng)的偶(填“奇”或“偶”)數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)亮條紋. (2)暗條紋：當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的距離之差等于半波長(zhǎng)的奇(填“奇”或“偶”)數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)暗條紋. 1.判斷下列說法的正誤. (1)用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)屏幕各處均是彩色條紋.(　×　) (2)頻率不同的兩列光波也能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，只是不穩(wěn)定.(　×　

3、) (3)用兩個(gè)完全相同的相干光源做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，從兩個(gè)狹縫到屏上的路程差是光波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)亮條紋.(　√　) (4)用兩個(gè)完全相同的相干光源做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，從兩個(gè)狹縫到屏上的路程差是光波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)暗條紋.(　×　) 2.如圖1所示，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，激光的波長(zhǎng)為5.30×10－7m，屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差為7.95×10－7m.則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是________(填“亮條紋”或“暗條紋”). 圖1 答案　暗條紋 一、楊氏干涉實(shí)驗(yàn) 如圖為雙縫干涉的示意圖，單縫發(fā)出的單色光投射到相距很近的兩條狹縫S1和S2上，狹縫就成了兩個(gè)波源，發(fā)出的光向右

4、傳播，在后面的屏上觀察光的干涉情況. (1)兩條狹縫起什么作用？ (2)在屏上形成的光的干涉圖樣有什么特點(diǎn)？ 答案　(1)光線照到兩狹縫上，兩狹縫成為振動(dòng)情況完全相同的光源. (2)在屏上形成明暗相間、等間距的干涉條紋. 1.楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn) (1)雙縫干涉的裝置示意圖 實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，有光源、單縫、雙縫和光屏. 圖2 (2)單縫的作用：獲得一個(gè)線光源，使光源有唯一的頻率和振動(dòng)情況.也可用激光直接照射雙縫. (3)雙縫的作用：將一束光分成兩束頻率相同且振動(dòng)情況完全一致的相干光. 2.光產(chǎn)生干涉的條件 兩束光的頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同.楊氏雙縫干

5、涉實(shí)驗(yàn)是靠“一分為二”的方法獲得兩個(gè)相干光源的. 3.干涉圖樣 (1)單色光的干涉圖樣：干涉條紋是等間距的明暗相間的條紋. (2)白光的干涉圖樣：中央條紋是白色的，兩側(cè)干涉條紋是彩色條紋. 例1　(2018·北京卷)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置得到白光的干涉條紋，在光源與單縫之間加上紅色濾光片后(　　) A.干涉條紋消失 B.彩色條紋中的紅色條紋消失 C.中央條紋變成暗條紋 D.中央條紋變成紅色 答案　D 解析　在光源與單縫之間加上紅色濾光片后，只透過紅光，屏上出現(xiàn)紅光(單色光)的干涉條紋，中央條紋變成紅色. 例2　在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在

6、雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，已知紅光與綠光的頻率、波長(zhǎng)均不相等，這時(shí)(　　) A.只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失 B.紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在 C.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮 D.屏上無任何光亮 答案　C 解析　分別用綠色濾光片和紅色濾光片擋住兩條縫后，紅光和綠光頻率不等，不能發(fā)生干涉，因此屏上不會(huì)出現(xiàn)干涉條紋，但仍有光亮. [學(xué)科素養(yǎng)]　例2回顧了雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，兩束光發(fā)生干涉的條件是兩束光的頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)情況相同.一方面讓學(xué)生對(duì)物理

7、規(guī)律的認(rèn)識(shí)更加深刻，另一方面也讓學(xué)生進(jìn)一步熟悉了雙縫干涉發(fā)生的條件.這很好地體現(xiàn)了“物理觀念”和“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng). 二、決定條紋間距的條件 (1)若屏上某點(diǎn)是兩列光波的波峰與波峰相遇，該點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱？若屏上某點(diǎn)是兩列光波的波峰與波谷相遇，該點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱？ (2)如圖所示是幾種單色光的雙縫干涉圖樣. ①用不同顏色的光做干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)干涉圖樣有什么不同？ ②如果將屏幕遠(yuǎn)離雙縫移動(dòng)，條紋間距如何變化？ ③改變雙縫間的距離，條紋間距如何變化？ ④雙縫干涉條紋的間距與哪些因素有關(guān)？ 答案　(1)波峰與波峰相遇，振動(dòng)加強(qiáng)；波峰與波谷相遇，振動(dòng)減弱.

8、(2)①紅光的條紋間距最寬，紫光的條紋間距最窄. ②屏幕離雙縫越遠(yuǎn)，條紋間距越大. ③雙縫間距越大，條紋間距越小. ④與光波波長(zhǎng)、雙縫到屏的距離及雙縫間距離有關(guān). 1.兩相鄰亮條紋(或暗條紋)間距離與光的波長(zhǎng)有關(guān)，波長(zhǎng)越大，條紋間距越大. 白光的干涉條紋的中央是白色的，兩側(cè)是彩色的，這是因?yàn)椋焊鞣N色光都能形成明暗相間的條紋，都在中央條紋處形成亮條紋，從而復(fù)合成白色條紋.兩側(cè)條紋間距與各色光的波長(zhǎng)成正比，條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋. 2.亮、暗條紋的判斷 如圖3所示，設(shè)屏上的一點(diǎn)P到雙縫的距離分別為r1和r2，路程差Δr＝r2－r1. 圖3 (1)若滿足

9、路程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即Δr＝kλ(其中k＝0，1，2，3，…)，則出現(xiàn)亮條紋.k＝0時(shí)，PS1＝PS2，此時(shí)P點(diǎn)位于屏上的O處，為亮條紋，此處的條紋叫中央亮條紋或零級(jí)亮條紋.k為亮條紋的級(jí)次. (2)若滿足路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，即Δr＝λ(其中k＝1，2，3，…)，則出現(xiàn)暗條紋.k為暗條紋的級(jí)次，從第1級(jí)暗條紋開始向兩側(cè)展開. 例3　在光的雙縫干涉現(xiàn)象里，下列描述正確的是(　　) A.用白光做光的干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，偏離中央亮條紋最遠(yuǎn)的是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光 B.用白光做光的干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，偏離中央亮條紋最遠(yuǎn)的是波長(zhǎng)較短的紫光 C.相鄰兩亮條紋和相鄰兩暗條紋的間距是不等的 D.在雙縫干涉現(xiàn)象里，

10、把入射光由紅光換成紫光，相鄰兩個(gè)亮條紋間距將變寬 答案　A 解析　條紋間距與光的波長(zhǎng)成正比，在可見光中，紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，紫光波長(zhǎng)最短，故偏離中央亮條紋最遠(yuǎn)的是紅光，A正確，B錯(cuò)誤；雙縫干涉現(xiàn)象中，相鄰兩亮條紋或兩暗條紋是等間距的，故C錯(cuò)誤；紅光的波長(zhǎng)比紫光的波長(zhǎng)大，所以換成紫光后，相鄰兩亮條紋間距將變窄，故D錯(cuò)誤. 例4　如圖4所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，使用波長(zhǎng)為600nm的橙色光源照射單縫S，在光屏中央P處觀察到亮條紋，在位于P點(diǎn)上方的P1點(diǎn)出現(xiàn)第一條亮條紋(即P1到S1、S2的路程差為一個(gè)波長(zhǎng))，現(xiàn)換用波長(zhǎng)為400nm的紫光源照射單縫，則(　　) 圖4 A.P和P1仍為亮條紋 B

11、.P為亮條紋，P1為暗條紋 C.P為暗條紋，P1為亮條紋 D.P、P1均為暗條紋 答案　B 解析　從單縫S射出的光波被S1、S2兩縫分成兩束相干光，由題意知屏中央P點(diǎn)到S1、S2距離相等，即分別由S1、S2射出的光到P點(diǎn)的路程差為零，因此中央是亮條紋，無論入射光是什么顏色的光、波長(zhǎng)多大，P點(diǎn)都是中央亮條紋.而分別由S1、S2射出的光到P1點(diǎn)的路程差剛好是橙光的一個(gè)波長(zhǎng)，即|P1S1－P1S2|＝600nm＝λ橙.當(dāng)換用波長(zhǎng)為400nm的紫光時(shí)，|P1S1－P1S2|＝600nm＝λ紫，則兩列光波到達(dá)P1點(diǎn)時(shí)振動(dòng)情況完全相反，即分別由S1、S2射出的光到達(dá)P1點(diǎn)時(shí)相互削弱，因此，在P1點(diǎn)出

12、現(xiàn)暗條紋.綜上所述，選項(xiàng)B正確. 針對(duì)訓(xùn)練　如圖5所示，用頻率為f的單色光(激光)垂直照射雙縫，在光屏的P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的路程差|r1－r2|應(yīng)為(　　) 圖5 A.B.C.D. 答案　D 解析　出現(xiàn)第3條暗條紋，說明S1、S2到P點(diǎn)距離之差為λ，而λ＝，所以|r1－r2|＝λ＝，D項(xiàng)正確. 1.(楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn))在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果(　　) A.用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋 B.用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋 C.若僅將入射光由紅光改為紫光，則條紋間距一定變大 D.用紅光照射一條狹縫，用紫光照射

13、另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色干涉條紋 答案　B 解析　用白光做楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯(cuò)；用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅色亮條紋與暗條紋(即黑條紋)相間的條紋，B對(duì)；若僅將入射光由紅光改為紫光，波長(zhǎng)變小，條紋間距變小，C錯(cuò)；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉條紋，D錯(cuò). 2.(決定條紋間距的條件)(2018·北京101中學(xué)高二下學(xué)期期中)如圖6所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的條紋圖樣，甲圖為綠光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的圖樣，乙圖為換用另一種單色光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的圖樣，則以下說法中正確的是(　　) 圖6 A.乙圖可能是用紅光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長(zhǎng)較長(zhǎng) B.乙圖可能是用紫光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的

14、條紋，表明紫光波長(zhǎng)較長(zhǎng) C.乙圖可能是用紫光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長(zhǎng)較短 D.乙圖可能是用紅光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長(zhǎng)較短 答案　A 解析　題圖乙中條紋的間距比題圖甲大，故題圖乙中光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，即比綠光的波長(zhǎng)長(zhǎng).紅光的波長(zhǎng)比綠光長(zhǎng)，紫光的波長(zhǎng)比綠光短，A正確. 3.(決定條紋間距的條件)如圖7所示，用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，P處為第二條暗條紋，改用頻率較低的單色光重做上述實(shí)驗(yàn)(其他條件不變，屏足夠大)，則同側(cè)第二條暗條紋的位置(　　) 圖7 A.仍在P處 B.在P點(diǎn)上方 C.在P點(diǎn)下方 D.要將屏向雙縫方向移近一些才能看到 答案　B 解析　由λ＝知，f

15、變小，λ變大.若出現(xiàn)第二條暗條紋，則P到雙縫的路程差Δr＝λ，當(dāng)λ變大時(shí)，Δr也要變大，故第二條暗條紋的位置向上移，在P點(diǎn)上方，B正確. 4.(亮、暗條紋的判斷)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差為0.6μm，若分別用頻率為f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的單色光垂直照射雙縫，則P點(diǎn)出現(xiàn)亮、暗條紋的情況是(　　) A.用單色光f1和f2分別照射時(shí)，均出現(xiàn)亮條紋 B.用單色光f1和f2分別照射時(shí)，均出現(xiàn)暗條紋 C.用單色光f1照射時(shí)出現(xiàn)亮條紋，用單色光f2照射時(shí)出現(xiàn)暗條紋 D.用單色光f1照射時(shí)出現(xiàn)暗條紋，用單色光f2照射時(shí)出現(xiàn)亮條紋 答案　C 解析

16、　單色光f1的波長(zhǎng)： λ1＝＝m＝0.6×10－6m＝0.6μm. 單色光f2的波長(zhǎng)： λ2＝＝m＝0.4×10－6m＝0.4μm. 因P點(diǎn)到雙縫的距離之差Δr＝0.6μm＝λ1， 所以用單色光f1照射時(shí)P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋. 又Δr＝0.6μm＝λ2， 所以用單色光f2照射時(shí)P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋，故選項(xiàng)C正確. 一、選擇題 考點(diǎn)一　雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 1.用兩個(gè)紅燈泡照射白墻，在墻上看到的是(　　) A.明暗相間的條紋B.彩色條紋　C.一片紅光D.晃動(dòng)的條紋 答案　C 解析　兩燈泡不是相干光源，故選C. 2.(多選)用紅光做光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，如果將其中一條縫改用藍(lán)光，下列說法正

17、確的是(　　) A.在光屏上出現(xiàn)紅藍(lán)相間的干涉條紋 B.只有相干光源發(fā)出的光才能在疊加時(shí)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，此時(shí)不產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 C.頻率不同的兩束光也能發(fā)生干涉現(xiàn)象，此時(shí)出現(xiàn)彩色條紋 D.盡管亮、暗條紋都是光波相互疊加的結(jié)果，但此時(shí)紅光與藍(lán)光只疊加不產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 答案　BD 解析　頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同是產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件，紅光和藍(lán)光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，不會(huì)產(chǎn)生干涉條紋，A、C錯(cuò)誤. 3.某同學(xué)自己動(dòng)手利用如圖1所示器材觀察光的干涉現(xiàn)象，其中，A為單縫屏，B為雙縫屏，C為像屏.當(dāng)他用一束陽(yáng)光照射到A上時(shí)，屏C上并沒有出現(xiàn)干涉條紋，他移走B后，C上出現(xiàn)一窄亮斑.分析實(shí)

18、驗(yàn)失敗的原因，最大的可能性是(　　) 圖1 A.單縫S太窄 B.單縫S太寬 C.S到S1與到S2的距離不等 D.陽(yáng)光不能作為光源 答案　B 解析　本實(shí)驗(yàn)中，單縫S應(yīng)非常窄，才可看成“理想線光源”，才能成功地觀察到干涉現(xiàn)象，移走B屏后，在C上出現(xiàn)一窄亮斑，說明單縫S太寬，故A錯(cuò)誤，B正確；S到S1與到S2距離不等時(shí)，也能出現(xiàn)干涉條紋，但中央不一定是亮條紋，C錯(cuò)誤；太陽(yáng)光可以作為光源，D錯(cuò)誤. 考點(diǎn)二　決定條紋間距的條件 4.(多選)用a、b兩種單色光分別照射同一雙縫干涉裝置，在距雙縫恒定距離的屏上得到如圖2所示的干涉圖樣，其中圖甲是a光照射形成的，圖乙是b光照射形成的，則關(guān)于a

19、、b兩束單色光，下述說法中正確的是(　　) 圖2 A.a光的頻率比b光的大 B.在水中a光傳播的速度比b光的大 C.水對(duì)a光的折射率比b光的大 D.b光的波長(zhǎng)比a光的短 答案　AC 解析　從題圖可以看出，a光的條紋間距小，說明a光的波長(zhǎng)小，頻率大，選項(xiàng)A正確，D錯(cuò)誤；水對(duì)頻率低的單色光的折射率小，即水對(duì)b光的折射率小，選項(xiàng)C正確；折射率小的光在水中的傳播速度大，即b光在水中的傳播速度大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤. 5.(2017·泉州高二檢測(cè))白光通過雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的，其原因是不同色光的(　　) A.傳播速度不同 B.強(qiáng)度不同 C.振動(dòng)方向不同 D.頻率不同 答案　D

20、 解析　兩側(cè)條紋間距與各色光的波長(zhǎng)成正比，不同色光的頻率不同、波長(zhǎng)不同.這樣除中央條紋以外的其他條紋不能完全重合，便形成了彩色條紋. 6.下列關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的說法中正確的是(　　) A.單縫的作用是獲得頻率保持不變的相干光源 B.雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的相干光源 C.用紅光和綠光分別做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)(λ紅>λ綠)，綠光干涉圖樣的條紋間距比紅光大 D.在光屏上能看到光的干涉圖樣，但在雙縫與光屏之間的空間卻沒有發(fā)生干涉 答案　B 解析　在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，單縫的作用是獲得一個(gè)線光源，雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的相干光源，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確.綠光波長(zhǎng)比紅光短，所

21、以條紋間距較小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.兩列光波只要相遇就會(huì)疊加，滿足相干條件就能發(fā)生干涉，所以在雙縫與光屏之間的空間也會(huì)發(fā)生光的干涉，用光屏接收只是為了方便肉眼觀察，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 考點(diǎn)三　亮、暗條紋的判斷 7.(2017·鄭州高二檢測(cè))瓦斯在隧道施工、煤礦采掘等方面危害極大，某同學(xué)查資料得知含有瓦斯的氣體折射率大于干凈空氣的折射率，于是他根據(jù)雙縫干涉現(xiàn)象設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)儀，其原理如圖3所示：在雙縫前面放置兩個(gè)完全相同的透明容器A、B，容器A與干凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測(cè)瓦斯?jié)舛?如果屏的正中央O點(diǎn)變?yōu)榘禇l紋，說明B中氣體(　　) 圖3 A.一定含

22、瓦斯 B.一定不含瓦斯 C.不一定含瓦斯 D.無法判斷 答案　A 8.(多選)用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)(　　) A.屏上到雙縫的路程差等于波長(zhǎng)整數(shù)倍處出現(xiàn)亮條紋 B.屏上到雙縫的路程差等于半波長(zhǎng)整數(shù)倍處，可能是亮條紋，也可能是暗條紋 C.屏上的亮條紋一定是兩列光波的波峰與波峰相遇的地方 D.屏上的亮條紋是兩列光波的波峰與波谷相遇的地方 答案　AB 解析　在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏上到雙縫的路程差等于波長(zhǎng)整數(shù)倍處出現(xiàn)亮條紋，是振動(dòng)加強(qiáng)處，不一定是兩列光波的波峰與波峰相遇的地方，也可能是波谷與波谷相遇的地方，A選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；屏上到雙縫的路程差等于半波長(zhǎng)整數(shù)倍處，可能是半波長(zhǎng)的奇

23、數(shù)倍(暗條紋)，也可能是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍(亮條紋)，B選項(xiàng)正確；兩列光波的波峰與波谷相遇的地方，應(yīng)是暗條紋，D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 9.(多選)(2017·開封高二檢測(cè))雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示，綠光通過單縫S后，投射到有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2與單縫S的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋.屏上O點(diǎn)距雙縫S1和S2的距離相等，P點(diǎn)是O點(diǎn)上側(cè)的第一條亮條紋，如果將入射的單色光換成紅光或藍(lán)光，已知紅光波長(zhǎng)大于綠光波長(zhǎng)，綠光波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng)，則下列說法正確的是(　　) 圖4 A.O點(diǎn)是紅光的亮條紋 B.紅光的同側(cè)第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方 C.O點(diǎn)不是藍(lán)光的亮條紋 D.藍(lán)光

24、的同側(cè)第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方 答案　AB 解析　中央O點(diǎn)到S1、S2的路程差為零，所以換不同顏色的光時(shí)，O點(diǎn)始終為亮條紋，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；波長(zhǎng)越長(zhǎng)，條紋間距越寬，所以紅光的同側(cè)第一條亮條紋在P點(diǎn)上方，藍(lán)光的同側(cè)第一條亮條紋在P點(diǎn)下方，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤. 10.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光源發(fā)射波長(zhǎng)為6.0×10－7m的橙光時(shí)，在光屏上獲得明暗相間的橙色干涉條紋，光屏上A點(diǎn)恰好是距中心條紋的第二條亮條紋.其他條件不變，現(xiàn)改用其他顏色的可見光做實(shí)驗(yàn)，光屏上A點(diǎn)是暗條紋位置，可見光的頻率范圍是3.9×1014～7.5×1014Hz，則入射光的波長(zhǎng)可能是(　　) A.8.0×10－7m B.

25、4.8×10－7m C.4.0×10－7m D.3.4×10－7m 答案　B 解析　可見光的頻率范圍是3.9×1014～7.5×1014Hz依據(jù)公式c＝λf，可知其波長(zhǎng)范圍是4.0×10－7～7.69×10－7m，A、D選項(xiàng)錯(cuò)誤.根據(jù)公式Δr＝(n為整數(shù))可知，n為偶數(shù)的地方出現(xiàn)亮條紋，n為奇數(shù)的地方出現(xiàn)暗條紋.因此n＝4時(shí)，出現(xiàn)距中心條紋的第二條亮條紋，所以A點(diǎn)到兩條縫的路程差Δr＝4×m＝1.2×10－6m，要想出現(xiàn)暗條紋，n需取奇數(shù)才行.當(dāng)入射光波長(zhǎng)為4.8×10－7m時(shí)，1.2×10－6m＝nm，n＝5為奇數(shù)，所以A點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋，B選項(xiàng)正確.當(dāng)入射光波長(zhǎng)為4.0×10－7m時(shí)，

26、1.2×10－6m＝nm，n＝6為偶數(shù)，所以A點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋，C選項(xiàng)錯(cuò)誤. 二、非選擇題 11.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若雙縫處的兩束光的頻率均為6×1014Hz，兩光源S1、S2的振動(dòng)情況恰好相反，光屏上的P點(diǎn)到S1與到S2的路程差為3×10－6m，如圖5所示，則： 圖5 (1)P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？ (2)設(shè)O為到S1、S2路程相等的點(diǎn)，則P、O間還有幾條亮條紋，幾條暗條紋？(不包括O、P兩處的條紋) 答案　(1)暗條紋 (2)5條暗條紋，6條亮條紋 解析　(1)由λ＝得λ＝5×10－7m n＝＝＝6 由于兩光源的振動(dòng)情況恰好相反，所以P點(diǎn)為暗條紋. (2)O點(diǎn)路程差為0，也是暗條紋，OP間還有5條暗條紋，6條亮條紋. 12.用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知屏上一點(diǎn)P到雙縫的路程差δ＝1.5×10－6m，當(dāng)單色光波長(zhǎng)λ1＝0.5μm時(shí)，P點(diǎn)將形成亮條紋還是暗條紋？若單色光波長(zhǎng)λ2＝0.6μm，此時(shí)在中央亮條紋和P點(diǎn)之間有幾條暗條紋？ 答案　見解析 解析　由題意知，P到雙縫的路程差δ＝λ1＝3λ1， 滿足波長(zhǎng)的整數(shù)倍，在P點(diǎn)形成亮條紋.當(dāng)單色光波長(zhǎng)λ2＝0.6μm，δ＝λ2＝λ2， 滿足半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，在P點(diǎn)形成暗條紋， 在0～λ2范圍內(nèi)λ2和λ2滿足半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，出現(xiàn)暗條紋，此時(shí)在中央亮條紋和P點(diǎn)之間有兩條暗條紋. 12