第4-3课-光的干涉-解析版人教版2019选择性必修第一册

第课光的干涉

4.3解题要点梳理.明暗条件:明纹・暗纹（）・（、、）1AS=2n4,AS=2n+l4n=

222.条纹间距:今2X基础巩固

1.（2022・全国•高二期末）煤矿中瓦斯爆炸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，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示在双缝前面放置两个完全相同的透明容器、容器中为干净的空气，在容器中通入矿井中的气体，观察屏上的干A B,A B涉条纹，就能够监测瓦斯浓度以下说法正确的是（）用进JULB-H-.A如果屏的正中央仍是亮纹，说明中的气体与中的空气成分相同，不含瓦斯A.B A如果屏的正中央是暗纹，说明中的气体与中的空气成分不相同，不可能含有瓦斯B.B A如果屏上干涉条纹不停地移动，说明中的气体瓦斯含量不稳定C.B只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹D.【答案】C【详解】由于光经过两容器时折射率不同，光速不同，到达正中央的光程差可能是波长的整数倍,也可A.能是半波长的奇数倍，所以中央可能是亮条纹，也可能是暗条纹，故中气体可能含有瓦斯，也可能没有，B故错误；如果屏的正中央是暗纹，必有光程差，说明中的气体与中的气体成分不A B.B A相同，一定含有瓦斯，故错误；条纹不停地移动，则中气体的折射率在变化，即瓦斯含量不稳定，B C.B故正确；单色光或复色光都能出现干涉条纹，故错误故选C D.D C

3.2022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匕位置，则观察到的干涉条纹是（）、匕位置都是环形条纹B.a位置是横条纹，位置是环形条纹位置是环形条纹，位置是横C.a bD.a b条纹【答案】D【详解】单色光在光程差相同的位置干涉连成的线会形成条纹，在位置，、匕位置都是横条纹A.a单色光垂直照射肥皂液膜，在凸面和平面反射形成，可知距离圆心相等的位置的光程差相同，不同位置在前后面的反符合牛顿环干涉的特点，故为环形条纹；在位置，单色光垂直b照射肥皂液膜，同一条水平线上的薄膜的厚度大致相同，光程差基本相同，会形成干涉横条纹故选D

4.（2022♦广东・深圳实验学校高中部高二阶段练习）（多选）光的干涉现象在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（图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件A.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宽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凸起C.图丁牛顿环用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是随离圆心的距离增加而逐渐变窄的同心圆环D.【答案】AD【详解】图甲是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，图甲中上板是标准样板，下板是待检A.Ax=-Z查的光学元件，故正确；根据条纹间距公式，如果换用频率更大的单色光，则光的波长变短，其他A B.d条件不变，则图乙中的干涉条纹变窄，故错误；若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明亮条纹提前出现，B C.说明被检查的平面在此处出现了凹陷，故错误；.用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，牛顿环中的空C D气厚度不是均匀变化，空气膜厚度增加的越来越快，则亮条纹会提前出现，所以得到的条纹是随离圆心的距离增加而逐渐变窄的同心圆环，故正确故选D AD

5.（2022・全国•高二期末）（多选）夏季常出现如图甲所示的日晕现象，H晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，为其折射出的光8线中的两种单色光，比较、匕两种光，下列说法正确的是（）〃光的频率比〃光的低A.在冰晶中，光的传播速度比光的大B.b用同一装置做双缝干涉实验时，人光相邻亮条纹的间距比〃光的大C.甲乙从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角比光的大D.6【答案】AD【详解】由题图可知光的偏折程度比光的偏折程度小，根据棱镜色散规律可知光的波长比A.8b光的波长大，光的频率比〃光的频率低，正确；冰晶对％光的折射率比对光的折射率大，根A B.v=-Ax=Z据,可知在冰晶中，光的传播速度较小，错误；根据,光波长小，则光条纹间B C.d

1.万距更小，错误；同种玻璃对光的折射率比对力光的折射率小，根据中C D.,可知从同种玻璃sinC=一射入空气发生全反射时，光的临界角较大，正确；故选4D AD

6.（2022・全国,高二期末）利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（约为微米量级），实验装置如图甲所示和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，Ti TzAo直径为为待测金属丝，直径为Q；两者中心间距为心实验中用波长为人的单色光垂直照射平晶表面，o;A观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻条纹的间距为则以下说法正确的是（）ALlllllllll II0XLA.\D-Do\=2lZ与直径相差越大，越大B.A AoAL轻压右端，若增大则有＜C.Ti ALOo\L与直径相等时可能产生图乙中的干涉条纹D.A A【答案】A【详解】设标准平面的玻璃晶之间的夹角为凡由题可知，有=，有空气薄膜干涉的条A.L件可知一卜正确；，山上述分析可知，与直径相差越大，2ALtan8=3AL=^A B.A A62tan6^12777AL越大，越小；，错误；轻压右端，若增大则有减小，说明＞，错误；当AL B C.Ti ALA C D.A与直径相等时，,形不成图乙中的干涉条纹，错误故选Ao tan^=O DA

7.（2022・全国•高三课时练习）两个狭缝相距

0.3mm,位于离光屏50cm处，现用波长为6000A的光照射双缝，则两条相邻暗条纹间的距离为；若将整个装置放于水中，那么两条相邻暗条纹间的距离1mm4是mm（水的折射率为，，lA=1010m）【答案】

0.756000xm=

4.5xl0-7mIO-10n4【详解】光在水中的波长为，则将整个装置放于水中，那么两条相邻暗3=—Ar=——――-x

4.5x10-7m=

7.5x10Mm=

0.75mm条纹间的距离为.乂d310-

38.（2022・浙江•高三阶段练习）观察光的薄膜干涉的演示实验装置图如图所示，图乙是竖直放置雅铁丝圈里的肥皂膜，图甲是放置在肥皂膜左侧的黄色火焰酒精灯，观察者可以观测到肥皂膜上有火焰的像3I甲乙（）观察者应该在肥皂膜的（填左侧或右侧）观察；1（）下列对实验结论的说法正确的是2观察者看到的火焰像是由水平条纹构成的A.本实验的火焰成像和平面镜成像原理是一样的

8.如果发现条纹是等间距的，说明肥皂膜是等厚的C.如果发现条纹是上疏下密，则说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的D.【答案】左侧AD【详解】（）明暗相间的条纹是因为光通过肥皂膜的前后两个界面的反射光叠加而形成，所以观察者应该1在火焰的同侧即肥皂膜的左侧观察；（）由于重力的影响，观察肥皂膜从上到下越来越厚，相同高度是2A.等厚的，所以看到的火焰像是由水平条纹构成的，正确；本实验的火焰成像原理是光的干涉，而平面A B.镜成像原理是光的反射，成像原理不一样，错误；如果发现条纹是等间距的，说明肥皂膜从上到下是B C.均匀变厚的，错误；如果发现条纹是上疏下密，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的，正确；故C D.D选AD能力提升

9.（2022・浙江•高三阶段练习）如图所示，两束单色光〃、人从水面下射向4点，光线经折射后合成一束光则下列说法正确的是（）c,b在水中光的频率比力光的频率大A.水面上方介质的折射率大于水的折射率B.保持两束光的夹角不变的情况下，都绕点顺时针方向旋转某一角度，出射后依然可以合成一束光C.8A用同一双缝干涉实验装置分别以、光做实验，光的干涉条纹间距大于人光的干涉条纹间距D.b a【答案】D【详解】由光路的可逆性可知，〃光在折射时的偏折程度小于匕光的偏折程度，则，光的波长比人光A.的波长大，光的频率比匕光的频率小，错误；由于出射后光线远离法线，水面上方的介质的折射率Q AB.应该是小于水的折射率，错误；保持、两束光的夹角不变的情况下，都绕点顺时针方向旋转某BC.a6A一角度后，两光的偏折程度都会变化，且变化不一样，则出射后不可能合成一束光，错误；因为光C D.的波长比光的波长大，用同一双缝干涉实验装置分别以、光做实验，由干涉条纹间b bAx=—距公式,可知〃光的干涉条纹间距大于〃光的干涉条纹间距，正确故选d D D（•全国•高三课时练习）如图所示是杨氏双缝干涉实验示意图，其中、为双缝，为光屏,实

10.2022Si S2验中观察到屏上点为中央亮条纹的中心，为第一级亮条纹的中心，若将双缝间的距离变小，其他条件H不变，则（）趁热屏上的干涉条纹的间距将变大A.DS,P}屏上的点可能出现暗条纹B.S2屏上位置仍然可能为亮条纹的中心C.P/屏上位置不可能为暗条纹的中心D.P/【答案】A^x=A【详解】由知，变小，变大，正确；点到、光程差仍然为零，仍为中央亮条纹，A.d dAx AB.Si S2B错误；变大，第一级亮条纹的中心一定上移，不可能仍然是亮条纹的中心，但可能为暗条纹的中心，CD.P/故错误故选CD A

11.（2022・云南师大附中高三阶段练习）用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示的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（）X【答案】D【详解】由题意可知，从薄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d—n—薄膜厚度的倍，当光程差~=应（）时，此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度为2=l,2,3,…2n（）时，对应的条纹为亮条纹，相邻亮条纹之间的薄膜厚度差为,从题图中可知，从左向右相77=1,2,3,…2邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离逐渐变小，则薄膜层的厚度逐渐减小，由斜率知厚度减小越来越快，错误，可能正确故选ABC DD

12.（2022・全国•高二单元测试）如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源s,它发出不同颜色的光和光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成b b的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为光的颜色（见图乙）设匕光的折射率为泌，则下列说光的单色光区域复色光区域在水中，〃光的波长比方光的长A.在水中，光的传播速度比匕光的大B.法错误的是（）兀复色光圆形区域的面积为C.S=—r^%—1在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，〃光的干涉条纹间距比人光的窄【答案】DD.sin C=—【详解】〃光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，知光的临界角较大，根据力，知〃光的AB.4v=—=Af折射率较小，再由〃，可知，在水中，〃光的波长比光大，光的传播速度比光大，故ABS1F1C~M说法正确；依据“，结合儿何关系，可知厂％,而复色光圆形区域的面积为C,7lh22S=7rr=———“T,故说法正确；〃光的折射率小，波长长，根据双缝干涉条纹与波长成正比，可知CD.相同条件下，光干涉条纹比匕光宽，故说法错误本题选错误的，故选DD。