(1)如圖為楊氏雙縫干涉實驗示意圖,其中S1、S2為雙縫,D為光屏,實驗中觀察到屏上O點為中央亮紋的中心,P1為第一級亮紋的中心.在其它條件不變的情況下,若將D屏向右平移一段距離,則
AC
AC

A.屏上O點仍然為中央亮紋的中心.
B.屏上P1位置仍然可能為亮紋的中心.
C.屏上P1位置可能為暗紋的中心.
D.屏上干涉條紋間距將變。
(2)一列簡諧橫波沿x軸正向傳播,t=0時刻波形如圖所示,振幅5cm,從圖示時刻起經(jīng)0.5s時間x=2的質點P剛好第二次出現(xiàn)波峰,求
①Q(mào)點第一次出現(xiàn)波峰時間
②P點1.1s時位移
③P點2s鐘在波的傳播方向上通過的路程.
分析:(1)當路程差是光波波長的整數(shù)倍時,出現(xiàn)亮條紋,路程差是半波長的奇數(shù)倍時,出現(xiàn)暗條紋.中央P點分別通過雙縫到S的路程差為零,抓住該規(guī)律判斷中央亮紋位置的移動.
(2)簡諧波沿x軸正向傳播,t=0時刻波形如圖所示,可知質點P的振動方向,從而根據(jù)t=0.5時刻P點剛好第二次出現(xiàn)波峰,求出周期,從而求出Q點第一次出現(xiàn)波峰時間,根據(jù)時間與周期的關系判斷P點1.1s時的位置,從而確定位移,振動的質點不隨波傳播.
解答:解:(1)A、雙縫干涉實驗中,若將D屏向右平移一段距離,通過雙縫S1、S2的光仍然是相干光,O點的路程差仍然為零,仍然為中央亮紋的中心,故A正確;
B、根據(jù)公式△x=
L
d
λ可知,L變大,條紋間距變大,所以P1到雙縫的光程差小于一個波長,不可能還是亮紋的中心,但可能為暗紋的中心,故C正確,BD錯誤;
故選:AC
(2)①由題,t=0.5s時,質點P第二次出現(xiàn)在正向最大位移處,則有1
1
4
T=t=0.5s,得到周期T=0.4s.
波經(jīng)過一個周期傳播到Q點,再經(jīng)過0.1s,即在t=0.5s時刻,Q點第一次出現(xiàn)波峰.
②1.1s=2
3
4
T,經(jīng)過2
3
4
T時,P點處在負的位移最大處,所以位移為-5cm
③P點不隨波傳播,所以P點2s鐘在波的傳播方向上通過的路程為0.
故答案為:(1)AC;
(2)①Q(mào)點第一次出現(xiàn)波峰時間為t=0.5s;
②P點1.1s時位移為-5cm;
③P點2s鐘在波的傳播方向上通過的路程為0.
點評:本題采用的是波形的平移法求解的,也可以分兩步求:先求出波傳到Q的時間,波傳到Q點時Q點先向下振動,再求解第一次形成波峰的時間,知道質點只上下振動,不隨波傳播.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(1)如圖甲所示,在楊氏雙縫干涉實驗中,激光的波長為5.30×10-7m,屏上P點距雙縫
s
 
1
s
 
2
的路程差7.95×10-7m.則在這里出現(xiàn)的應是
暗條紋
暗條紋
(選填“明條紋”或“暗條紋”).現(xiàn)改用波長為6.30×10-7m的激光進行上述實驗,保持其他條件不變,則屏上的條紋間距將
變寬
變寬
 (填“變寬”、“變窄”、或“不變”.

(2)如圖乙所示,一束激光從O點由空氣射入厚度均勻的介質,經(jīng)下表面反射后,從上面的A點射出.已知入射角為i,A與O 相距L,介質的折射率為n,試求介質的厚度d.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(1)激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特點,在科學技術和日常生活中應用廣泛,下面關于激光的敘述正確的是
D
D

A.激光是縱波
B.頻率相同的激光在不同介質中的波長相同
C.兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象
D.利用激光平行度好的特點可以測量月球到地球的距離
(2)如圖甲所示,在楊氏雙縫干涉實驗中,激光的波長為5.30×10-7m,屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為7.95×10-7m,則在這里出現(xiàn)的應是
暗條紋
暗條紋
 (選填“明條紋”或“暗條紋”).現(xiàn)改用波長為6.30×10-7m的激光進行上述實驗,保持其他條件不變,則屏上的條紋間距將
變寬
變寬
 (選填“變寬”、“變窄”或“不變”).
(3)如圖乙所示,一束激光從0點由空氣射入厚度均勻的介質,經(jīng)下表面反射后,從上面的A點射出,已知入射角為i,A與O相距l(xiāng),介質的折射率為n,試求介質的厚度d.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(25分)圖1所示為楊氏雙縫干涉實驗的示意圖,取紙面為yz平面。y、z軸的方向如圖所示。線光源S通過z軸,雙縫S1、S2對稱分布在z軸兩側,它們以及屏P都垂直于紙面。雙縫間的距離為d,光源S到雙縫的距離為l,雙縫到屏的距離為D,,。

  1.從z軸上的線光源S出發(fā)經(jīng)S1、S2不同路徑到P0點的光程差為零,相干的結果產(chǎn)生一亮紋,稱為零級亮紋。為了研究有一定寬度的擴展光源對于干涉條紋清晰度的影響,我們先研究位于軸外的線光源S′形成的另一套干涉條紋,S′位于垂直于z軸的方向上且與S平行,兩者相距,則由線光源S′出發(fā)分別經(jīng)S1、S2產(chǎn)生的零級亮紋,與P0的距離

  2.當光源寬度為的擴展光源時,可將擴展光源看作由一系列連續(xù)的、彼此獨立的、非相干的線光源組成。這樣,各線光源對應的干涉條紋將彼此錯開,在屏上看到的將是這些干涉條紋的光強相加的結果,干涉條紋圖像將趨于模糊,條紋的清晰度下降。假設擴展光源各處發(fā)出的光強相同、波長皆為。當增大導致零級亮紋的亮暗將完全不可分辨,則此時光源的寬度

  3.在天文觀測中,可用上述干涉原理來測量星體的微小角直徑。遙遠星體上每一點發(fā)出的光到達地球處都可視為平行光,從星體相對的兩邊緣點發(fā)來的兩組平行光之間的夾角就是星體的角直徑。遙遠星體的角直徑很小,為測量如些微小的角直徑,邁克爾遜設計了測量干涉儀,其裝置簡化為圖2所示。M1、M2、M3、M4是四個平面反射鏡,它們兩兩平行,對稱放置,與入射光(a、 a′)方向成45°角。S1和S2是一對小孔,它們之間的距離是d。M1和M2可以同步對稱調節(jié)來改變其中心間的距離h。雙孔屏到觀察屏之間的距離是D。a、 a′和b、 b′分別是從星體上相對著的兩邊緣點發(fā)來的平行光束。設光線a、 a′垂直雙孔屏和像屏,星光的波長是,試導出星體上角直徑的計算式。

注:將星體作圓形擴展光源處理時,研究擴展光源的線度對于干涉條紋圖像清晰度的影響會遇到數(shù)學困難,為簡化討論,本題擬將擴展光源作寬度為的矩形光源處理。

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(25分)圖1所示為楊氏雙縫干涉實驗的示意圖,取紙面為yz平面。y、z軸的方向如圖所示。線光源S通過z軸,雙縫S1、S2對稱分布在z軸兩側,它們以及屏P都垂直于紙面。雙縫間的距離為d,光源S到雙縫的距離為l,雙縫到屏的距離為D,,。

  1.從z軸上的線光源S出發(fā)經(jīng)S1、S2不同路徑到P0點的光程差為零,相干的結果產(chǎn)生一亮紋,稱為零級亮紋。為了研究有一定寬度的擴展光源對于干涉條紋清晰度的影響,我們先研究位于軸外的線光源S′形成的另一套干涉條紋,S′位于垂直于z軸的方向上且與S平行,兩者相距,則由線光源S′出發(fā)分別經(jīng)S1、S2產(chǎn)生的零級亮紋,與P0的距離

  2.當光源寬度為的擴展光源時,可將擴展光源看作由一系列連續(xù)的、彼此獨立的、非相干的線光源組成。這樣,各線光源對應的干涉條紋將彼此錯開,在屏上看到的將是這些干涉條紋的光強相加的結果,干涉條紋圖像將趨于模糊,條紋的清晰度下降。假設擴展光源各處發(fā)出的光強相同、波長皆為。當增大導致零級亮紋的亮暗將完全不可分辨,則此時光源的寬度

  3.在天文觀測中,可用上述干涉原理來測量星體的微小角直徑。遙遠星體上每一點發(fā)出的光到達地球處都可視為平行光,從星體相對的兩邊緣點發(fā)來的兩組平行光之間的夾角就是星體的角直徑。遙遠星體的角直徑很小,為測量如些微小的角直徑,邁克爾遜設計了測量干涉儀,其裝置簡化為圖2所示。M1、M2、M3、M4是四個平面反射鏡,它們兩兩平行,對稱放置,與入射光(a、 a′)方向成45°角。S1和S2是一對小孔,它們之間的距離是d。M1和M2可以同步對稱調節(jié)來改變其中心間的距離h。雙孔屏到觀察屏之間的距離是D。a、 a′和b、 b′分別是從星體上相對著的兩邊緣點發(fā)來的平行光束。設光線a、 a′垂直雙孔屏和像屏,星光的波長是,試導出星體上角直徑的計算式。

注:將星體作圓形擴展光源處理時,研究擴展光源的線度對于干涉條紋圖像清晰度的影響會遇到數(shù)學困難,為簡化討論,本題擬將擴展光源作寬度為的矩形光源處理。

圖1

圖2

  

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