大学光学上册《光的干涉》练习题

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本单元考点（5 个）

光的干涉条件杨氏双缝干涉干涉明暗条纹条件条纹间距公式相干光的产生方法

本单元练习题（18 题）

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1. 杨氏双缝实验中，双缝间距 d=0.2 mm，缝到屏距离 D=1.0 m，入射光波长 λ=500 nm。现将上缝覆盖一薄膜，使该缝光路增加的光程恰为 500 nm。问屏上中央明纹（对应两束光光程差为零处）相对原位置移动的方向和距离为多少？ A. 向下移动 2.5 mm B. 向上移动 2.5 mm C. 向上移动 5.0 mm D. 向下移动 5.0 mm

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2. 两束单色光在空间某区域相遇，若要形成稳定可观察的干涉条纹，下列关于两束光所需满足的条件的说法中，正确的是（　） A. 只要两束光频率相同、振动方向相同，就必然出现干涉条纹 B. 频率相同、存在恒定相位差、振动方向不互相垂直是产生稳定干涉的必要条件，但还需叠加处光程差不超过波列长度，条纹才可观察 C. 两束光振动方向必须完全相同，若存在相互垂直的振动分量则完全不能发生叠加 D. 只要光源是单色光源，无论其发出的波列长短如何，两束光叠加处都能观察到清晰的干涉条纹

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3. 杨氏双缝干涉实验中，用波长 λ=600 nm 的单色光垂直照射双缝，在屏上双缝连线的中垂面与屏交点 O 处为零级明纹中心。现将折射率 n=1.3、厚度 t=1.0 μm 的透明薄膜覆盖其中一条缝，其他条件不变。关于覆盖薄膜后干涉图样的变化，下列说法正确的是：A. O 处仍为明纹，条纹间距变为原来的一半　B. O 处变为暗纹，条纹间距不变，整个条纹图样向覆盖薄膜一侧平移半个条纹间距　C. O 处变为暗纹，条纹间距变为原来的两倍　D. O 处变为明纹，条纹位置完全不变

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4. 利用普通单色光源（如钠灯）获得相干光时，常用的两种基本方法是分波前法与分振幅法。杨氏双缝实验属于____法；薄膜等倾干涉属于____法。若采用两个独立的同类钠灯分别照射双缝以试图产生干涉条纹，因两光源的振动相位差随时间____（填“恒定”或“随机变化”），不能观察到稳定的干涉条纹。

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5. 在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距 d=0.3 mm，双缝到屏的距离 D=1.2 m，测得相邻两条亮纹中心间距 Δx=2.0 mm。由此可知入射单色光的波长为（　） A. 400 nm　B. 500 nm　C. 600 nm　D. 750 nm

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6. 在光学实验中，将一束光通过某种装置一分为二以获得相干光。若两束相干光来自同一波阵面上的不同部分，这种产生相干光的方法称为分波前法；若两束相干光是利用光的反射和折射把同一波列的振幅分成两部分得到的，则称为分振幅法。下列实验装置中，产生相干光的方式与其他三个不同的是： A. 杨氏双缝实验 B. 洛埃镜实验 C. 菲涅耳双面镜实验 D. 牛顿环实验

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7. 杨氏双缝干涉实验中，双缝间距 d=0.3 mm，缝到屏距离 D=1.2 m，入射单色光波长 λ=480 nm。以两缝连线中垂线与屏的交点 O 为原点。屏上距 O 点 ____ mm 处（取正号一侧）为第3级暗纹中心（k=3）。

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8. 两束单色平面光波频率相同、相位差恒定，振动方向之间夹角为 θ=60°，在观察点处两束光的光强之比 I₁:I₂=4:1，二者叠加形成干涉条纹。要产生稳定干涉，除已给条件外还须保证两束光的振动方向不相互垂直（即振动方向存在分量相同的部分）。设条纹可见度 V=2√(I₁I₂)·cosθ/(I₁+I₂)，则所得干涉条纹的可见度 V=____。

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9. 两束单色光波在空间某点相遇，其光矢量振动方向之间夹角为 θ=60°（既不平行也不垂直），频率相同且相位差恒定，在观察点处两束光的光强之比 I₁:I₂=4:1。已知当两束光振动方向完全平行（θ=0°）时，该点干涉条纹的可见度 V₀=0.8（即(I_max-I_min)/(I_max+I_min)=0.8）。若保持其他条件不变，仅将振动方向夹角调整为 60°，则此时干涉条纹的可见度将变为原来的____倍（结果以分数或有限小数表示），此时系统能否形成稳定的干涉条纹？____（填“能”或“不能”）。

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10. 在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距 d = 0.2 mm，双缝到接收屏的距离 D = 1.0 m，入射光波长 λ = 600 nm，则接收屏上相邻两条明纹之间的间距为（　　） A. 1.2 mm　B. 2.4 mm　C. 3.0 mm　D. 4.8 mm

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11. 在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距为 d，缝到屏距离为 D，入射光波长为 λ。屏上某点到两缝的路程之差（光程差）为 δ。当 δ = ____ 时，该处为明纹中心；当 δ = ____ 时，该处为暗纹中心（用 λ 的整数倍或半整数倍表示）。

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12. 下列关于获得相干光源的方法中，说法正确的是： A. 将同一光源发出的光用分波前法或分振幅法分成两束，即可获得相干光 B. 任意两个独立的普通光源发出的光叠加后都能产生稳定的干涉条纹 C. 只要两束光频率相同，就一定满足相干条件 D. 把两个完全相同的灯泡同时点亮，就能在屏幕上观察到干涉图样

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13. 两束单色光在空间某区域叠加，若能观察到稳定的干涉现象，则这两束光必须满足的三个基本条件是：频率相同、____相同、相位差恒定。

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14. 杨氏双缝干涉实验中，双缝间距 d = 0.2 mm，双缝到接收屏的距离 D = 1.0 m，测得接收屏上相邻明纹间距 Δy = 2.4 mm，则入射单色光的波长为 ____ nm。

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15. 两束单色平面光波在空间某区域相遇，关于能否产生稳定干涉条纹，下列说法正确的是（　） A. 两束光频率相同、相位差恒定，但振动方向相互垂直，仍能产生清晰的干涉条纹 B. 只要两束光频率相同就能产生稳定干涉条纹 C. 两束光必须频率相同、振动方向相同（存在平行分量）、相位差恒定，才能产生稳定的干涉条纹 D. 两束白光因包含多种频率，在任何条件下都不可能看到彩色干涉条纹

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16. 在杨氏双缝干涉实验中，单色光波长 λ=600 nm，双缝间距 d=0.2 mm，双缝到屏的距离 D=1.0 m。以屏上两束光光程差为零处为原点，则屏上第五级暗纹中心到原点的距离为（　） A. 12.0 mm　B. 13.5 mm　C. 15.0 mm　D. 16.5 mm

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17. 将同一光源发出的同一波列“一分为二”从而获得相干光，是产生相干光的基本思路。按分割方式不同可分为两类：在光的波面上取出两部分作为相干光源的方法称为分波前法；利用薄膜两个表面的反射和透射将光的振幅（能量）分成两部分的方法称为分振幅法。据此，杨氏双缝实验、洛埃镜实验属于____法；薄膜干涉、牛顿环实验属于____法。两个独立的普通光源因频率、相位关系不满足相干条件，____（填“能”或“不能”）产生稳定的干涉条纹。

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18. 杨氏双缝干涉实验中，双缝间距 d=0.4 mm，缝到屏距离 D=1.4 m，用波长 λ=560 nm 的单色光垂直照射双缝。以两缝连线中垂线与屏的交点 O 为原点，则屏上 O 点同侧的第三级暗纹中心到 O 的距离为 ____ mm（该暗纹对应的光程差 δ=5λ/2）。

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